Arduino Leximi i Transmetuesit të Përmbysur të Magnetronit: 3 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:26

Si pjesë e një projekti im të vazhdueshëm këtu, duke dokumentuar përparimin e vazhdueshëm të sulmit tim në botën e fizikës së grimcave Ultra High Vacuum, erdhi në pjesën e projektit që kërkonte disa elektronikë dhe kodim.

Bleva një tepricë MKS seri 903 matës të vakumit të katodës së ftohtë, pa kontrollues ose lexues. Për disa sfond, sistemet ultra të larta të vakumit kanë nevojë për faza të ndryshme të sensorit për të matur siç duhet mungesën e gazrave në një dhomë. Ndërsa merrni një vakum më të fortë dhe më të fortë, aq më e komplikuar përfundon kjo matje.

Në vakum të ulët, ose vakum të përafërt, matës të thjeshtë termoelement mund të bëjnë punën, por ndërsa hiqni gjithnjë e më shumë nga dhoma, keni nevojë për diçka të ngjashme me një matës të jonizimit të gazit. Dy metodat më të zakonshme janë matësit e katodës së nxehtë dhe matësit e katodës së ftohtë. Matësit e katodës së nxehtë funksionojnë si shumë tuba vakumi, në të cilët ata kanë një fije që vlon nga elektronet e lira, të cilat përshpejtohen drejt një rrjeti. Çdo molekulë gazi në rrugën e tij do të jonizojë dhe prish sensorin. Matësit e katodës së ftohtë përdorin një tension të lartë pa fije brenda një magnetroni për të prodhuar një rrugë elektronike që gjithashtu jonizon molekulat e gazit lokal dhe ndez sensorin.

Matësi im është i njohur si një matës magnetron i përmbysur, i bërë nga MKS, i cili integroi elektronikën e kontrollit me vetë pajisjen matëse. Sidoqoftë, dalja është një tension linear që përkon me një shkallë logaritmike të përdorur për matjen e vakumit. Kjo është ajo që ne do të programojmë për të bërë arduino -n tonë.

Hapi 1: Çfarë nevojitet?

Nëse jeni si unë, duke u përpjekur të ndërtoni një sistem vakumi me çmim të ulët, marrja e çfarëdo matësi që mundeni është ajo për të cilën do të vendoseni. Për fat të mirë, shumë prodhues të matësve prodhojnë matës të ndërtuar në këtë mënyrë, ku matësi nxjerr një tension që mund të përdoret në sistemin tuaj të matjes. Sidoqoftë, për këtë udhëzues veçanërisht, do t'ju duhet:

• Sensor vakumi i katodës së ftohtë 1 seri MKS HPS 903 AP IMT
• 1 arduino uno
• 1 ekran standard i karaktereve LCD 2x16
• Potenciometër 10khm
• lidhës femër DSUB-9
• serial kabllo DB-9
• pjestuesi i tensionit

Hapi 2: Kodi

Pra, kam një përvojë me arduino, si të ngatërrohem me konfigurimin e RAMPS të printerëve të mi 3d, por nuk kam përvojë në shkrimin e kodit nga fillimi, kështu që ky ishte projekti im i parë i vërtetë. Kam studiuar shumë udhëzues të sensorit dhe i modifikova për të kuptuar se si mund t'i përdor ato me sensorin tim. Në fillim, ideja ishte të shkoja me një tabelë kërkimi siç kam parë sensorë të tjerë, por përfundova duke përdorur aftësinë e pikës lundruese të arduino për të kryer një ekuacion log/linear bazuar në tabelën e konvertimit të dhënë nga MKS në manual.

Kodi më poshtë thjesht vendos A0 si një njësi pike lundruese për tensionin, e cila është 0-5v nga ndarësi i tensionit. Pastaj llogaritet përsëri në një shkallë 10v dhe interpolohet duke përdorur ekuacionin P = 10^(v-k) ku p është presion, v është tension në një shkallë 10v dhe k është njësia, në këtë rast torr, e përfaqësuar me 11.000. Ajo e llogarit atë në pikën lundruese, pastaj e shfaq atë në një ekran LCD në shënim shkencor duke përdorur dtostre.

#include #include // inicializoni bibliotekën me numrat e kunjave të ndërfaqes LiquidCrystal LCD (12, 11, 5, 4, 3, 2); // rutina e konfigurimit funksionon një herë kur shtypni reset: void setup () {/ / inicoj komunikimin serik me 9600 bit për sekondë: Serial.fill (9600); pinMode (A0, INPUT); // A0 është vendosur si hyrje #përcakto PRESSURE_SENSOR A0; lcd.filloni (16, 2); lcd.print ("Instrumentet MKS"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("IMT Cold Cathode"); vonesë (6500); lcd.qartë (); lcd.print ("Presioni i Matësit:"); } // rutina e lakut vazhdon pa pushim përgjithmonë: void loop () {float v = analogRead (A0); // v është tensioni i hyrjes i vendosur si njësi e pikës lundruese në analogRead v = v * 10.0 /1024; // v është tensioni ndarës 0-5v i matur nga 0 në 1024 i llogaritur në shkallën 0v deri në 10v noton p = pow (10, v - 11.000); // p është presioni në torr, i cili përfaqësohet me k në ekuacionin [P = 10^(vk)] që është- // -11.000 (K = 11.000 për Torr, 10.875 për mbar, 8.000 për mikronë, 8.875 për Pascal) Serial.print (v); presioni i karbonitE [8]; dtostre (p, presioniE, 1, 0); // format shkencor me 1 vende dhjetore lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (presionE); lcd.print ("Torr"); }

Hapi 3: Testimi

Kam kryer testet duke përdorur një furnizim me energji të jashtme, në rritje nga 0-5v. Pastaj i kam kryer llogaritjet me dorë dhe jam siguruar që ato të jenë dakord me vlerën e shfaqur. Duket se lexohet pak nga një sasi shumë e vogël, megjithatë kjo nuk është me të vërtetë e rëndësishme, pasi është brenda specifikimit tim të nevojshëm.

Ky projekt ishte një projekt i madh i kodit të parë për mua, dhe nuk do ta kisha përfunduar nëse nuk do të ishte për komunitetin fantastik arduino: 3

Udhërrëfyesit e panumërt dhe projektet e sensorëve ndihmuan vërtet në gjetjen e mënyrës se si ta bëni këtë. Kishte shumë prova dhe gabime dhe shumë ngecje. Por në fund, unë jam jashtëzakonisht i kënaqur me mënyrën se si doli kjo, dhe sinqerisht, përvoja e të parit të kodit që keni bërë të bëjë atë që supozohet të jetë për herë të parë është goxha e mrekullueshme.