Očitavanje Arduino obrnutog magnetronskog pretvarača: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Kao dio mog trenutnog projekta, koji je dokumentirao tekući napredak mog pohoda u svijet fizike čestica ultra visokog vakuuma, došao je do dijela projekta koji je zahtijevao malo elektronike i kodiranja.

Kupio sam vakuum mjerač hladne katode s viškom MKS serije 903 IMT, bez regulatora ili očitanja. Za neku pozadinu, ultra visokim vakuumskim sustavima potrebni su različiti stupnjevi senzora za pravilno mjerenje nedostatka plinova u komori. Kako postajete sve jači i jači vakuum, to mjerenje završava sve kompliciranijim.

Pri niskom vakuumu ili grubom vakuumu jednostavni mjerači termopara mogu obaviti posao, ali kako sve više uklanjate iz komore, potrebno vam je nešto slično mjeraču ionizacije plina. Dvije najčešće metode su mjerači s toplom i hladnom katodom. Mjerači s vrućom katodom funkcioniraju poput mnogih vakuumskih cijevi, u kojima imaju žarnu nit koja ključa od slobodnih elektrona, koji su ubrzani prema mreži. Sve molekule plina na putu će ionizirati i spotaknuti senzor. Mjerači s hladnom katodom koriste visoki napon bez niti unutar magnetrona za proizvodnju elektronskog puta koji također ionizira lokalne molekule plina i aktivira senzor.

Moj mjerač poznat je kao mjerač sa obrnutim magnetronskim pretvaračem, tvrtke MKS, koja je integrirala upravljačku elektroniku u sam hardver mjerača. Međutim, izlaz je linearni napon koji se podudara s logaritamskom skalom koja se koristi za mjerenje vakuuma. Ovo je ono za što ćemo programirati naš arduino.

Korak 1: Što je potrebno?

Ako ste poput mene, pokušavate jeftino izgraditi vakuumski sustav, zadovoljit ćete se što god možete. Srećom, mnogi proizvođači mjerača izrađuju mjerače na ovaj način, gdje mjerač daje napon koji se može koristiti u vašem vlastitom mjernom sustavu. Međutim, za ovo posebno uputstvo trebat će vam:

• 1 MKS HPS serija 903 AP IMT vakuumski senzor sa hladnom katodom
• 1 arduino uno
• 1 standardni 2x16 LCD zaslon sa znakovima
• 10k ohm potenciometar
• ženski konektor DSUB-9
• serijski kabel DB-9
• razdjelnik napona

2. korak: Kodirajte

Dakle, imam određeno iskustvo s arduinom, poput petljanja s konfiguracijom RAMPS -a mojih 3D pisača, ali nisam imao iskustva s pisanjem koda iz temelja, pa je ovo bio moj prvi pravi projekt. Proučio sam mnogo vodiča za senzore i izmijenio ih kako bih shvatio kako ih mogu koristiti sa svojim senzorom. U početku je ideja bila ići s tablicom za pretraživanje, kao što sam vidio i druge senzore, ali sam na kraju koristio arduinovu mogućnost s pomičnim zarezom za izvođenje zapisnika/linearne jednadžbe na temelju tablice pretvorbe koju je dao MKS u priručniku.

Donji kôd jednostavno postavlja A0 kao jedinicu s pomičnim zarezom za napon, koji je 0-5v od razdjelnika napona. Zatim se izračunava natrag do ljestvice 10v i interpolira pomoću jednadžbe P = 10^(v-k) gdje je p tlak, v je napon na ljestvici od 10v, a k je jedinica, u ovom slučaju torr, predstavljena sa 11.000. Izračunava to u pokretnom zarezu, a zatim ga prikazuje na LCD zaslonu u znanstvenom zapisu pomoću dtostre.

#include #include // inicijalizira biblioteku brojevima pinova sučelja LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // rutina postavljanja pokreće se jednom kada pritisnete reset: void setup () {/ / inicijalizirati serijsku komunikaciju pri 9600 bita u sekundi: Serial.begin (9600); pinMode (A0, INPUT); // A0 je postavljen kao ulaz #define PRESSURE_SENSOR A0; lcd.begin (16, 2); lcd.print ("MKS instrumenti"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("IMT hladna katoda"); kašnjenje (6500); lcd.clear (); lcd.print ("Manometrijski tlak:"); } // rutina petlje radi uvijek i iznova zauvijek: void loop () {float v = analogRead (A0); // v je ulazni napon postavljen kao jedinica s pomičnim zarezom na analogRead v = v * 10,0 /1024; // v je 0-5v naponski razdjelnik izmjeren od 0 do 1024 izračunat na 0v do 10v plovak na skali p = pow (10, v - 11.000); // p je tlak u torrima, koji je predstavljen sa k u jednadžbi [P = 10^(vk)] koja je- // -11.000 (K = 11.000 za Torr, 10.875 za mbar, 8.000 za mikrone, 8.875 za Pascal) Serial.print (v); tlak ugljenaE [8]; dtostre (p, tlakE, 1, 0); // znanstveni format s 1 decimalna mjesta lcd.setCursor (0, 1); lcd.tisak (pritisakE); lcd.print ("Torr"); }

Korak 3: Testiranje

Izvršio sam testove pomoću vanjskog napajanja, u koracima od 0-5v. Zatim sam ručno izveo izračune i uvjerio se da se slažu s prikazanom vrijednošću. Čini se da se to malo iščitava, ali to nije baš važno jer se nalazi unutar mojih potrebnih specifikacija.

Ovaj projekt je za mene bio veliki prvi kodni projekt i ne bih ga završio da nije bilo fantastične arduino zajednice: 3

Nebrojeni vodiči i projekti senzora zaista su pomogli u pronalaženju kako to učiniti. Bilo je mnogo pokušaja i pogrešaka, a puno je i zaglavljivanja. No, na kraju, iznimno sam zadovoljan kako je ovo ispalo, i iskreno, iskustvo vidjeti da ste kod napravili ono što bi trebalo biti po prvi put prilično je strašno.