Arduino Ters Magnetron Dönüştürücü Okuması: 3 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Burada devam eden bir projemin parçası olarak, Ultra Yüksek Vakum parçacık fiziği dünyasına adımımı devam eden ilerlemeyi belgeleyerek, projenin bazı elektronik ve kodlama gerektiren kısmına geldi.

Kontrolör veya okuma olmadan fazladan bir MKS serisi 903 IMT soğuk katot vakum ölçer satın aldım. Bazı arka planlar için, ultra yüksek vakum sistemleri, bir odadaki gaz eksikliğini doğru bir şekilde ölçmek için çeşitli sensör aşamalarına ihtiyaç duyar. Daha güçlü ve daha güçlü bir vakum elde ettikçe, bu ölçüm daha karmaşık hale gelir.

Düşük vakumda veya kaba vakumda, basit termokupl göstergeleri işi yapabilir, ancak hazneden gittikçe daha fazlasını çıkardıkça, gaz iyonizasyon ölçere benzer bir şeye ihtiyacınız olur. En yaygın iki yöntem, sıcak katot ve soğuk katot göstergeleridir. Sıcak katot göstergeleri, bir ızgaraya doğru hızlandırılan serbest elektronları kaynatan bir filamente sahip oldukları birçok vakumlu tüp gibi çalışır. Yola çıkan herhangi bir gaz molekülü, sensörü iyonize edecek ve tetikleyecektir. Soğuk katot göstergeleri, yerel gaz moleküllerini de iyonize eden ve sensörü tetikleyen bir elektron yolu üretmek için bir magnetron içinde filament içermeyen yüksek bir voltaj kullanır.

Göstergem, kontrol elektroniklerini gösterge donanımının kendisine entegre eden MKS tarafından yapılan ters çevrilmiş bir magnetron dönüştürücü göstergesi olarak bilinir. Ancak çıktı, vakumu ölçmek için kullanılan logaritmik bir ölçeğe denk gelen doğrusal bir voltajdır. Arduino'muzu yapmak için programlayacağımız şey bu.

Adım 1: Ne Gerekli?

Eğer benim gibiyseniz, ucuza bir vakum sistemi kurmaya çalışmak, elinizden gelen her ölçüyü almakla yetineceksiniz. Neyse ki, birçok gösterge üreticisi, göstergenin kendi ölçüm sisteminizde kullanılabilecek bir voltaj çıkardığı bu şekilde göstergeler oluşturur. Bununla birlikte, özellikle bu talimat için, ihtiyacınız olacak:

• 1 MKS HPS serisi 903 AP IMT soğuk katot vakum sensörü
• 1 arduino uno
• 1 standart 2x16 LCD karakter ekranı
• 10k ohm potansiyometre
• dişi DSUB-9 konektörü
• seri DB-9 kablosu
• gerilim bölücü

Adım 2: Kodlayın

Bu yüzden, 3d yazıcılarımın RAMPS yapılandırmasıyla uğraşmak gibi arduino ile biraz deneyimim var, ancak sıfırdan kod yazma deneyimim yoktu, bu yüzden bu benim ilk gerçek projemdi. Pek çok sensör kılavuzunu inceledim ve onları sensörümle nasıl kullanabileceğimi anlamak için değiştirdim. İlk başta fikir, diğer sensörleri gördüğüm gibi bir arama tablosuyla gitmekti, ancak arduino'nun kılavuzda MKS tarafından sağlanan dönüşüm tablosuna dayalı bir günlük/doğrusal denklem gerçekleştirmek için kayan nokta özelliğini kullandım.

Aşağıdaki kod, A0'ı voltaj bölücüden 0-5v olan voltaj için kayan nokta birimi olarak ayarlar. Daha sonra tekrar 10v ölçeğine kadar hesaplanır ve P=10^(v-k) denklemi kullanılarak enterpolasyon yapılır, burada p basınç, v 10v ölçeğinde voltaj ve k birimdir, bu durumda torr, 11.000 ile temsil edilir. Bunu kayan nokta olarak hesaplar, ardından dtostre kullanarak bilimsel gösterimde bir LCD ekranda görüntüler.

#include #include // LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2) arabirim pinlerinin numaralarıyla kütüphaneyi başlat;// reset tuşuna bastığınızda kurulum rutini bir kez çalışır: void setup() { / / saniyede 9600 bitte seri iletişimi başlat: Serial.begin(9600); pinMode(A0, GİRİŞ); //A0, giriş olarak ayarlanır #define BASINÇ_SENSOR A0; lcd.begin(16, 2); lcd.print("MKS Cihazları"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("IMT Soğuk Katot"); gecikme(6500); lcd.clear(); lcd.print("Ölçüm Basıncı:"); }// döngü rutini sonsuza kadar tekrar tekrar çalışır: void loop() { float v = analogRead(A0); //v, analogRead üzerinde kayan nokta birimi olarak ayarlanan giriş voltajıdır v = v * 10.0 / 1024; //v 0 ile 1024 arasında ölçülen 0-5v bölücü voltajdır, 0v ila 10v arasında hesaplanmıştır kayan nokta p = pow(10, v - 11.000); //p, [P=10^(vk)] denkleminde k ile temsil edilen torr cinsinden basınçtır ki bu - // -11.000 (K = Torr için 11.000, mbar için 10.875, mikron için 8.000, Pascal için 8.875) Seri.baskı(v); kömür basıncıE[8]; dtostre(p, basınçE, 1, 0); // 1 ondalık basamaklı bilimsel format lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(basınçE); lcd.print("Tor"); }

3. Adım: Test Etme

Testleri, 0-5v'lik artışlarla harici bir güç kaynağı kullanarak gerçekleştirdim. Daha sonra hesaplamaları manuel olarak yaptım ve görüntülenen değerle anlaştıklarından emin oldum. Çok küçük bir miktarda biraz okunuyor gibi görünüyor, ancak bu gerçekten önemli değil, çünkü benim gerekli özelliklerimde.

Bu proje benim için çok büyük bir ilk kod projesiydi ve fantastik arduino topluluğu olmasaydı bitiremezdim:3

Sayısız kılavuz ve sensör projesi, bunun nasıl yapılacağını bulmaya gerçekten yardımcı oldu. Çok fazla deneme yanılma ve çok fazla takılma oldu. Ama sonuçta, bunun ortaya çıkmasından son derece mutluyum ve dürüst olmak gerekirse, yaptığınız kodu ilk kez yapması gerekeni yaparken görme deneyimi oldukça harika.