Pembacaan Transduser Magnetron Terbalik Arduino: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Sebagai sebahagian daripada projek saya yang sedang berlangsung di sini, yang mendokumentasikan kemajuan berterusan usaha saya ke dunia fizik zarah Vakum Ultra Tinggi, ia datang ke bahagian projek yang memerlukan beberapa elektronik dan pengkodan.

Saya membeli lebihan alat pengukur vakum katod sejuk MKS siri 903 IMT, tanpa alat kawalan atau bacaan. Untuk beberapa latar belakang, sistem vakum ultra tinggi memerlukan pelbagai tahap sensor untuk mengukur kekurangan gas di ruang dengan betul. Apabila anda mendapat kekosongan yang lebih kuat dan kuat, semakin sukar pengukuran ini berakhir.

Pada vakum rendah, atau vakum kasar, alat pengukur termokopel sederhana dapat melakukan tugas, tetapi semasa anda mengeluarkan lebih banyak dari ruang, anda memerlukan sesuatu yang serupa dengan tolok pengionan gas. Dua kaedah yang paling biasa adalah katod panas dan tolok katod sejuk. Alat pengukur katod panas berfungsi seperti banyak tiub vakum, di mana mereka mempunyai filamen yang mengeluarkan elektron bebas, yang dipercepat ke arah grid. Mana-mana molekul gas yang ada akan mengion dan mematikan sensor. Alat pengukur katod sejuk menggunakan voltan tinggi tanpa filamen di dalam magnetron untuk menghasilkan jalur elektron yang juga mengionkan molekul gas tempatan dan menggerakkan sensor.

Tolok saya dikenali sebagai tolok transduser magnetron terbalik, yang dibuat oleh MKS, yang menggabungkan elektronik kawalan dengan perkakasan tolok itu sendiri. Walau bagaimanapun, output adalah voltan linier yang bertepatan dengan skala logaritmik yang digunakan untuk mengukur vakum. Inilah yang akan kami atur program arduino kami.

Langkah 1: Apa yang Diperlukan?

Sekiranya anda seperti saya, cuba membina sistem vakum dengan harga yang murah, mendapatkan tolok apa pun yang anda dapat adalah apa yang akan anda selesaikan. Nasib baik, banyak alat pengukur yang membina alat pengukur dengan cara ini, di mana alat pengukur menghasilkan voltan yang boleh digunakan dalam sistem pengukuran anda sendiri. Untuk arahan ini secara khusus, anda memerlukan:

• Sensor vakum katod sejuk 1 MKS HPS siri 903 AP IMT
• 1 arduino uno
• 1 paparan watak LCD 2x16 standard
• Potensiometer 10k ohm
• penyambung DSUB-9 wanita
• kabel DB-9 bersiri
• pembahagi voltan

Langkah 2: Kod

Oleh itu, saya mempunyai beberapa pengalaman dengan arduino, seperti bermain dengan konfigurasi RAMPS pencetak 3d saya, tetapi saya tidak mempunyai pengalaman menulis kod dari bawah, jadi ini adalah projek sebenar pertama saya. Saya mengkaji banyak panduan sensor dan mengubahnya untuk memahami bagaimana saya boleh menggunakannya dengan sensor saya. Pada mulanya, ideanya adalah dengan melihat jadual carian kerana saya telah melihat sensor lain, tetapi saya akhirnya menggunakan keupayaan titik terapung arduino untuk melakukan persamaan log / linear berdasarkan jadual penukaran yang disediakan oleh MKS dalam manual.

Kod di bawah hanya menetapkan A0 sebagai unit titik terapung untuk voltan, yang 0-5v dari pembahagi voltan. Kemudian dikira kembali hingga skala 10v dan diinterpolasi menggunakan persamaan P = 10 ^ (v-k) di mana p adalah tekanan, v adalah voltan pada skala 10v dan k adalah unit, dalam kes ini torr, diwakili oleh 11.000. Ia mengira bahawa dalam titik terapung, kemudian memaparkannya pada layar LCD dalam notasi saintifik menggunakan dtostre.

#include #include // inisialisasi perpustakaan dengan nombor pin antara muka LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2); // rutin persediaan berjalan sekali apabila anda menekan reset: void setup () {/ / memulakan komunikasi bersiri pada 9600 bit sesaat: Serial.begin (9600); pinMode (A0, INPUT); // A0 ditetapkan sebagai input #define PRESSURE_SENSOR A0; lcd.begin (16, 2); lcd.print ("Instrumen MKS"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("IMT Cold Cathode"); kelewatan (6500); lcd.clear (); lcd.print ("Tekanan Tolok:"); } // rutin gelung berulang-ulang kali selamanya: gelung void () {float v = analogRead (A0); // v adalah voltan input yang ditetapkan sebagai unit titik terapung pada analogRead v = v * 10.0 / 1024; // v ialah voltan pembahagi 0-5v diukur dari 0 hingga 1024 dikira hingga 0v hingga 10v skala apungan p = pow (10, v - 11.000); // p adalah tekanan dalam torr, yang diwakili oleh k dalam persamaan [P = 10 ^ (vk)] iaitu- // -11.000 (K = 11.000 untuk Torr, 10.875 untuk mbar, 8.000 untuk mikron, 8.875 untuk Pascal Cetakan bersiri (v); tekanan charE [8]; dtostre (p, pressureE, 1, 0); // format saintifik dengan 1 perpuluhan lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (pressureE); lcd.print ("Torr"); }

Langkah 3: Menguji

Saya melakukan ujian menggunakan bekalan kuasa luaran, dengan kenaikan 0-5v. Saya kemudian melakukan pengiraan secara manual dan memastikan mereka setuju dengan nilai yang ditunjukkan. Nampaknya membaca sedikit dengan jumlah yang sangat kecil, namun ini tidak begitu penting, kerana ini adalah dalam spesifikasi yang saya perlukan.

Projek ini adalah projek kod pertama yang besar untuk saya, dan saya tidak akan menyelesaikannya jika bukan untuk komuniti arduino yang hebat: 3

Panduan dan projek sensor yang tidak terkira banyaknya membantu dengan cara mengetahui cara melakukannya. Terdapat banyak percubaan dan kesilapan, dan banyak terjebak. Tetapi pada akhirnya, saya sangat gembira dengan bagaimana ini dikeluarkan, dan sejujurnya, pengalaman melihat kod yang anda buat melakukan apa yang sepatutnya untuk pertama kalinya cukup mengagumkan.