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2020En uso

Termómetro para un horno de gas

Termómetro de sonda para el horno de gas de mi hermana, que no trae más indicación que un dial. Enseña la temperatura y, debajo, a cuántos grados por minuto está subiendo: en un horno que se regula a mano, esa segunda cifra es la que dice cuándo tocar la llave.

Un horno de gas doméstico no tiene con qué cerrar el lazo: no hay termostato que corte, solo una llave que abre más o menos gas y un dial con números que no son grados de nada. Quien hornea ahí regula por costumbre. Este encargo no pedía control — no hay nada que mandar — sino la mitad que faltaba, la medida.

Pero la temperatura sola no basta para manejar la llave. Entre mover la llave y ver el efecto en el termopar pasan minutos, y quien espera a ver el número de la consigna ya se pasó. Por eso la pantalla trae dos cifras: la temperatura, grande, y debajo la velocidad a la que está cambiando, en grados por minuto. Esa segunda cifra es la derivada que un PID calcularía solo, puesta delante de la persona que hace de controlador. Con ella se baja el gas antes de llegar, no después.

Caja impresa en 3D cerrada con la pantalla OLED marcando 32 grados Celsius y, al lado, 0,7 grados Celsius por minuto; arriba, el termopar con su sonda de rosca y el cable trenzado
Las dos cifras que da el aparato: 32 °C y 0,7 °C/min. La segunda es la que dice si hay que tocar la llave del gas, y la primera sola no la dice.

El hardware es lo mínimo que hace eso: una STM32F103 «Blue Pill», un MAX6675 con termopar tipo K de sonda roscada — la que aguanta dentro del horno — y una pantalla OLED SSD1306 de 128×64. Los dos periféricos van por SPI implementado en programa, no por el SPI del chip: con los pines sueltos, el cableado cae donde la caja lo necesita en vez de donde lo decidió el fabricante. Se alimenta por el micro-USB de la propia placa, con un cargador de teléfono.

Diagrama de conexiones: placa STM32 Blue Pill, módulo MAX6675 para termopar tipo K y pantalla OLED, cableados por SPI
Las conexiones: el MAX6675 por un SPI y la OLED por otro, los dos por programa, porque así caen donde la caja los necesita.

El firmware es un sketch de Arduino de unas noventa líneas, y lo poco que tiene está en el filtrado: el MAX6675 se lee unas cinco veces por segundo y pasa por una media móvil de quince muestras, porque la cifra grande no puede estar bailando mientras alguien la mira. La velocidad sale de comparar la temperatura con la de diez segundos antes y multiplicar por seis — grados por minuto — y se refresca en esa misma cadencia: medirla en una ventana más corta es medir el ruido del termopar, no el horno.

Caja impresa en 3D abierta con una placa STM32 Blue Pill dentro y una pantalla OLED soldada a ella con cables, apoyada fuera de la caja
Dentro de la caja: una Blue Pill y poco más. La pantalla va soldada a mano, y el cable plano que sale por el lateral lleva el termopar.

La caja la modelé en FreeCAD y la imprimí: la placa, la pantalla asomando al frente y dos cables saliendo, el del termopar y el del USB. Es el proyecto más pequeño de esta lista y está aquí por eso — sirve para ver el bucle entero, desde el encargo hasta la caja en la cocina, sin que el tamaño del aparato estorbe la vista. Sigue en esa cocina desde 2020.

Lo que no hace

  • No controla nada: el horno es de gas y la llama la sigue regulando una persona. El aparato solo mide.
  • No registra ni comunica: la lectura vive en la pantalla y se va con ella.
  • Un solo termopar, en el punto donde se atornilló la sonda. No dice lo que pasa en el resto del horno.
  • No lleva alarma ni temporizador: no avisa de nada, hay que mirarlo.

No está calibrado contra un instrumento de referencia: la exactitud es la que den el MAX6675 y el termopar de fábrica, y la pantalla redondea a grados enteros. Para hornear sirve — lo que importa ahí es la tendencia y la repetibilidad — pero no es un instrumento de medida.

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