بازخوانی مبدل مبدل مغناطیسی آردوینو: 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

به عنوان بخشی از یک پروژه در حال انجام من در اینجا ، که مستند پیشرفت مداوم هجوم من به دنیای فیزیک ذرات فوق خلاء فوق العاده بالا است ، به بخشی از پروژه رسید که نیاز به برخی از وسایل الکترونیکی و کدگذاری داشت.

من یک مایع اضافی سری MKS سری 903 IMT خلاء سنج ، بدون کنترل یا بازخوانی خریداری کردم. برای برخی از زمینه ها ، سیستم های خلاء فوق العاده بالا به مراحل مختلف سنسور برای اندازه گیری مناسب کمبود گازها در یک محفظه نیاز دارند. با خلأ قوی تر و قوی تر ، این اندازه گیری پیچیده تر می شود.

در خلاء کم ، یا خلاء خشن ، ترموکوپل های ساده می توانند این کار را انجام دهند ، اما همانطور که بیشتر و بیشتر از محفظه خارج می شوید ، به چیزی شبیه به یونیزور سنج گاز نیاز دارید. دو روش متداول عبارتند از کاتد گرم و سنج کاتد سرد. سنسورهای کاتدی داغ مانند بسیاری از لوله های خلا عمل می کنند که در آنها یک رشته وجود دارد که از الکترون های آزاد جوشانده می شود و به سمت یک شبکه شتاب می گیرد. هرگونه مولکول گازی در راه باعث یونیزه شدن و لغزش سنسور می شود. سنسورهای کاتد سرد از ولتاژ بالا بدون رشته در داخل مگنترون برای تولید یک مسیر الکترونی استفاده می کنند که مولکول های گاز محلی را نیز یونیزه کرده و سنسور را لمس می کند.

سنج من به عنوان یک مبدل مبدل مگنترون معکوس شناخته می شود ، ساخته شده توسط MKS ، که الکترونیک کنترل را با سخت افزار گیج ادغام کرده است. با این حال ، خروجی یک ولتاژ خطی است که با مقیاس لگاریتمی مورد استفاده برای اندازه گیری خلا منطبق است. این همان چیزی است که ما در حال برنامه ریزی arduino خود برای انجام آن هستیم.

مرحله 1: چه چیزی مورد نیاز است؟

اگر شما هم مثل من هستید ، سعی می کنید یک سیستم خلاء ارزان قیمت بسازید ، هر اندازه گیری که می توانید بدست آورید همان چیزی است که به آن رضایت می دهید. خوشبختانه بسیاری از تولیدکنندگان دستگاه های اندازه گیری از این طریق دستگاه های اندازه گیری را اندازه گیری می کنند ، جایی که اندازه گیری ولتاژ خروجی را اندازه گیری می کند که می تواند در سیستم اندازه گیری شما استفاده شود. برای این دستورالعمل به طور خاص ، شما نیاز دارید:

• سنسور خلاء 1 MKS HPS سری 903 AP IMT
• 1 آردوینو اونو
• 1 صفحه نمایش LCD با کاراکتر 2x16 استاندارد
• پتانسیومتر 10 کیلو اهم
• اتصال زن DSUB-9
• سریال کابل DB-9
• تقسیم کننده ولتاژ

مرحله 2: کد

بنابراین ، من تجربه ای در زمینه arduino دارم ، مانند خراب کردن تنظیمات RAMPS چاپگرهای سه بعدی ، اما تجربه نوشتن کد را از ابتدا نداشتم ، بنابراین این اولین پروژه واقعی من بود. من بسیاری از راهنماهای حسگر را مطالعه کردم و آنها را تغییر دادم تا بفهمم چگونه می توانم از آنها با سنسورم استفاده کنم. در ابتدا ، ایده این بود که همانطور که سنسورهای دیگر را مشاهده کرده ام ، از یک جدول جستجو استفاده کنم ، اما در نهایت از قابلیت نقطه شناور arduino برای انجام یک معادله log/linear بر اساس جدول تبدیل ارائه شده توسط MKS در دفترچه راهنما استفاده کردم.

کد زیر به سادگی A0 را به عنوان واحد نقطه شناور ولتاژ ، که 0-5V از تقسیم ولتاژ است ، تنظیم می کند. سپس آن را تا مقیاس 10 ولت محاسبه کرده و با استفاده از معادله P = 10^(v-k) که p فشار است ، v ولتاژ در مقیاس 10 ولت و k واحد است ، در این مورد torr ، با 11000 نشان داده شده است. محاسبه می کند که در نقطه شناور ، سپس آن را با استفاده از dtostre روی صفحه LCD با نماد علمی نمایش می دهد.

#include #include // مقداردهی اولیه کتابخانه با شماره پین های رابط LiquidCrystal LCD (12 ، 11 ، 5 ، 4 ، 3 ، 2) ؛ // وقتی تنظیم را فشار می دهید یکبار اجرا می شود: void setup () {/ / راه اندازی ارتباط سریال با سرعت 9600 بیت در ثانیه: Serial.begin (9600) ؛ pinMode (A0 ، INPUT) ؛ // A0 به عنوان ورودی #تعریف PRESSURE_SENSOR A0 تنظیم شده است ؛ lcd.begin (16 ، 2) ؛ lcd.print ("MKS Instruments") ؛ lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print ("IMT Cold Cathode") ؛ تاخیر (6500) ؛ lcd.clear ()؛ lcd.print ("فشار سنج:") ؛ } // روال حلقه بارها و بارها برای همیشه اجرا می شود: void loop () {float v = analogRead (A0)؛ // v ولتاژ ورودی به عنوان واحد نقطه شناور در analogRead v = v * 10.0 /1024 تنظیم شده است ؛ // v ولتاژ تقسیم 0-5V اندازه گیری شده از 0 تا 1024 محاسبه شده تا 0v تا 10v مقیاس شناور p = pow (10 ، v - 11.000) ؛ // p فشار در torr است که با k در معادله [P = 10^(vk)] نشان داده می شود که- // -11.000 (K = 11.000 برای Torr ، 10.875 برای mbar ، 8.000 برای میکرون ، 8.875 برای پاسکال)) Serial.print (v) ؛ فشار کربن E [8] ؛ dtostre (p ، pressE ، 1 ، 0) ؛ // قالب علمی با 1 رقم اعشاری lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print (pressE) ؛ lcd.print ("Torr") ؛ }

مرحله 3: آزمایش

آزمایشات را با استفاده از منبع تغذیه خارجی ، بصورت افزایشی از 0-5v انجام دادم. سپس محاسبات را به صورت دستی انجام دادم و مطمئن شدم که آنها با مقدار نمایش داده شده موافق هستند. به نظر می رسد مقدار کمی کمی خوانده می شود ، اما این واقعاً مهم نیست ، زیرا در مشخصات مورد نیاز من است.

این پروژه اولین پروژه بزرگ کد برای من بود و اگر جامعه فوق العاده آردوینو نبود آن را به پایان نمی رساندم: 3

راهنماهای بیشمار و پروژه های حسگر واقعاً به کشف نحوه انجام این کار کمک کردند. آزمایش و خطای زیادی وجود داشت و بسیاری از آنها گیر کرده بودند. اما در نهایت ، من از نحوه به وجود آمدن آن بسیار خوشحالم و صادقانه بگویم ، تجربه دیدن کدی که برای اولین بار انجام داده اید بسیار عالی است.