Arduino उल्टे मैग्नेट्रोन ट्रांसड्यूसर रीडआउट: 3 चरण

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यहां मेरी एक चल रही परियोजना के हिस्से के रूप में, अल्ट्रा हाई वैक्यूम कण भौतिकी की दुनिया में मेरे प्रयास की चल रही प्रगति का दस्तावेजीकरण करते हुए, यह उस परियोजना के हिस्से में आया जिसके लिए कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स और कोडिंग की आवश्यकता थी।

मैंने एक अतिरिक्त MKS श्रृंखला 903 IMT कोल्ड कैथोड वैक्यूम गेज खरीदा, जिसमें कोई नियंत्रक या रीडआउट नहीं था। कुछ पृष्ठभूमि के लिए, एक कक्ष में गैसों की कमी को ठीक से मापने के लिए अल्ट्रा हाई वैक्यूम सिस्टम को विभिन्न सेंसर चरणों की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे आप एक मजबूत और मजबूत वैक्यूम प्राप्त करते हैं, यह माप उतना ही जटिल होता जाता है।

कम वैक्यूम, या किसी न किसी वैक्यूम पर, साधारण थर्मोकपल गेज काम कर सकते हैं, लेकिन जैसे ही आप चैम्बर से अधिक से अधिक निकालते हैं, आपको गैस आयनीकरण गेज के समान कुछ चाहिए। दो सबसे आम तरीके गर्म कैथोड और ठंडे कैथोड गेज हैं। हॉट कैथोड गेज कई वैक्यूम ट्यूबों की तरह कार्य करते हैं, जिसमें उनके पास एक फिलामेंट होता है जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों को उबालता है, जो एक ग्रिड की ओर त्वरित होते हैं। रास्ते में कोई भी गैस अणु सेंसर को आयनित और यात्रा करेगा। कोल्ड कैथोड गेज एक उच्च वोल्टेज का उपयोग करते हैं जिसमें एक इलेक्ट्रॉन पथ का उत्पादन करने के लिए मैग्नेट्रोन के अंदर कोई फिलामेंट नहीं होता है जो स्थानीय गैस अणुओं को भी आयनित करता है और सेंसर को ट्रिप करता है।

माई गेज को एमकेएस द्वारा निर्मित एक उल्टे मैग्नेट्रोन ट्रांसड्यूसर गेज के रूप में जाना जाता है, जो गेज हार्डवेयर के साथ ही नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स को एकीकृत करता है। हालांकि, आउटपुट एक रैखिक वोल्टेज है जो वैक्यूम को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले लॉगरिदमिक पैमाने के साथ मेल खाता है। यह वही है जो हम करने के लिए अपने arduino की प्रोग्रामिंग करेंगे।

चरण 1: क्या आवश्यक है?

यदि आप मेरे जैसे हैं, सस्ते पर एक वैक्यूम सिस्टम बनाने की कोशिश कर रहे हैं, तो आप जो भी गेज प्राप्त कर सकते हैं, उसके लिए आप समझौता करेंगे। सौभाग्य से, कई गेज इस तरह से बिल्ड गेज का निर्माण करते हैं, जहां गेज एक वोल्टेज का उत्पादन करता है जिसका उपयोग आपके स्वयं के माप प्रणाली में किया जा सकता है। विशेष रूप से इस निर्देश के लिए, आपको आवश्यकता होगी:

• 1 एमकेएस एचपीएस सीरीज 903 एपी आईएमटी कोल्ड कैथोड वैक्यूम सेंसर
• 1 arduino uno
• 1 मानक 2x16 एलसीडी कैरेक्टर डिस्प्ले
• 10k ओम पोटेंशियोमीटर
• महिला DSUB-9 कनेक्टर
• सीरियल डीबी-9 केबल
• वोल्टेज विभक्त

चरण 2: कोड

इसलिए, मुझे arduino के साथ कुछ अनुभव है, जैसे कि मेरे 3D प्रिंटर के RAMPS कॉन्फिगर के साथ खिलवाड़ करना, लेकिन मेरे पास ग्राउंड अप से कोड लिखने का अनुभव नहीं था, इसलिए यह मेरी पहली वास्तविक परियोजना थी। मैंने बहुत सारे सेंसर गाइड का अध्ययन किया और उन्हें यह समझने के लिए संशोधित किया कि मैं उन्हें अपने सेंसर के साथ कैसे उपयोग कर सकता हूं। सबसे पहले, विचार एक लुकअप टेबल के साथ जाना था क्योंकि मैंने अन्य सेंसर देखे हैं, लेकिन मैंने मैनुअल में एमकेएस द्वारा प्रदान की गई रूपांतरण तालिका के आधार पर लॉग/रैखिक समीकरण करने के लिए आर्डिनो की फ़्लोटिंग पॉइंट क्षमता का उपयोग करना समाप्त कर दिया।

नीचे दिया गया कोड वोल्टेज के लिए A0 को फ्लोटिंग पॉइंट यूनिट के रूप में सेट करता है, जो वोल्टेज डिवाइडर से 0-5v है। फिर इसकी गणना 10v पैमाने पर की जाती है और समीकरण P=10^(v-k) का उपयोग करके प्रक्षेपित किया जाता है, जहां p दबाव है, v 10v पैमाने पर वोल्टेज है और k इकाई है, इस मामले में torr, 11.000 द्वारा दर्शाया गया है। यह गणना करता है कि फ़्लोटिंग पॉइंट में, फिर इसे डीटोस्ट्रे का उपयोग करके वैज्ञानिक संकेतन में एक एलसीडी स्क्रीन पर प्रदर्शित करता है।

#include #include // इंटरफ़ेस पिन लिक्विड क्रिस्टल एलसीडी (12, 11, 5, 4, 3, 2) की संख्या के साथ लाइब्रेरी को इनिशियलाइज़ करें; // जब आप रीसेट दबाते हैं तो सेटअप रूटीन एक बार चलता है: शून्य सेटअप () {/ / ९६०० बिट प्रति सेकंड पर धारावाहिक संचार आरंभ करें: Serial.begin(९६००); पिनमोड (ए0, इनपुट); //A0 इनपुट के रूप में सेट है #define PRESSURE_SENSOR A0; LCD.begin (16, 2); LCD.print ("एमकेएस इंस्ट्रूमेंट्स"); LCD.setCursor(0, 1); LCD.print ("आईएमटी कोल्ड कैथोड"); देरी (6500); एलसीडी.क्लियर (); LCD.print ("गेज प्रेशर:"); }// लूप रूटीन हमेशा के लिए बार-बार चलता है: शून्य लूप () {फ्लोट वी = एनालॉग रीड (ए 0); //v एनालॉग पर फ्लोटिंग पॉइंट यूनिट के रूप में इनपुट वोल्टेज सेट हैवी = वी * 10.0 / 1024; //v 0-5v विभक्त वोल्टेज है जिसे 0 से 1024 तक मापा जाता है, जिसकी गणना 0v से 10v स्केल फ्लोट p = pow(10, v - 11.000) तक की जाती है; //p टॉर में दबाव है, जिसे समीकरण में k द्वारा दर्शाया गया है [P=10^(vk)] जो है- // -11.000 (K = 11.000 Torr के लिए, 10.875 mbar के लिए, 8.000 माइक्रोन के लिए, 8.875 पास्कल के लिए)) सीरियल.प्रिंट (वी); चार दबाव ई [8]; डटोस्ट्रे (पी, प्रेशरई, 1, 0); // 1 दशमलव स्थानों के साथ वैज्ञानिक प्रारूप LCD.setCursor(0, 1); एलसीडी.प्रिंट (दबावई); LCD.print ("टोर"); }

चरण 3: परीक्षण

मैंने बाहरी बिजली की आपूर्ति का उपयोग करके, 0-5v के रूप में वेतन वृद्धि में परीक्षण किया। मैंने फिर गणना मैन्युअल रूप से की और सुनिश्चित किया कि वे प्रदर्शित मूल्य से सहमत हैं। ऐसा लगता है कि यह बहुत कम राशि से थोड़ा हटकर है, हालांकि यह वास्तव में महत्वपूर्ण नहीं है, क्योंकि यह मेरी आवश्यक कल्पना के भीतर है।

यह प्रोजेक्ट मेरे लिए एक बहुत बड़ा पहला कोड प्रोजेक्ट था, और अगर यह शानदार arduino समुदाय के लिए नहीं होता तो मैं इसे पूरा नहीं करता: 3

अनगिनत गाइड और सेंसर परियोजनाओं ने वास्तव में यह पता लगाने में मदद की कि यह कैसे करना है। बहुत परीक्षण और त्रुटि थी, और बहुत कुछ फंस गया था। लेकिन अंत में, मैं इस बात से बेहद खुश हूं कि यह कैसे निकला, और ईमानदारी से, आपके द्वारा बनाए गए कोड को देखने का अनुभव जो पहली बार माना जाता है वह बहुत बढ़िया है।