Im
allerersten Artikel habe ich einen ungefähren Plan für unsere Serie geschrieben, dessen letzter Punkt die Arbeit mit Elektronik ist. Es ist Zeit, zu ihm überzugehen. Alles andere wird untergraben, Lecks gefunden und behoben, das Vakuumsystem wird auf Hochglanz poliert.
Von der Elektronik bis zu Experimenten haben wir:
- verschiedene Mikrocontroller (beliebte Arduino Nano, Due-Boards, das weniger beliebte, aber interessante Stellaris Launchpad; Raspberry Pi 3 B + und Intel Edison Single-Board-Computer)
- ADC (AD7715, ADS7816) und DAC (DAC8512)
- Herkömmliche und präzise Operationsverstärker, rauscharm
- Andere elektronische Komponenten sind Kleinigkeiten sowie Spendergeräte (ausgefallene ATX-Netzteile, USV, CD-ROM-Laufwerke usw.).
Von den großen, unabhängigen Geräten gibt es eine Hochspannungsversorgung von einem Amray-Mikroskop aus der Zeit um 1990 mit unbekannter Funktionsfähigkeit und Anzeichen einer Reparatur durch eine russischsprachige Person.
Wir müssen herausfinden, wie wir es verwalten, wie wir es mit unserem Konvoi verbinden und im Allgemeinen prüfen, ob es funktioniert. Und dann ist es verdächtig, dass alles auf Russisch mit einem Marker signiert ist :)
Ein kurzes Video für diejenigen, die daran interessiert sind, alles „live“ zu sehen, zu sehen, wie die Kathode im Mikroskop brennt, und das alles so schnell wie möglich :)
Das Hochspannungsnetzteil besteht aus zwei Teilen
- Verwaltete Hochspannungsquelle von 0 bis -30 kV
- Aquarium
I. Hochspannungsquelle
Stabil, kontrolliert, leistungsstark genug, speziell für Elektronenmikroskope entwickelt - das ist alles. Ein Wunder der Technologie der neunziger Jahre, das immer noch von einem amerikanischen Unternehmen produziert wird. Versorgungsspannung - 110 V, Frequenz 60 Hz. Auf meine vor einem Monat gesendete offizielle Frage „Funktioniert es mit 110 V 50 Hz?“ Hielt das Unternehmen eine Beantwortung nicht für erforderlich.
Unten rechts sowie überall im Inneren können Sie die Spuren Ihres Aufenthalts sehen. Höchstwahrscheinlich ist dieses Gerät kaputt gegangen und wurde repariert. Wie erfolgreich die Reparatur war, bleibt abzuwarten.
Das Board lag darauf und "wurde gebündelt" mit diesem Netzteil. Es gibt keine Probleme mit ihr. Erstens ist es auch sorgfältig mit einem Marker signiert, wo es +5 V und wo es 10 V ist. Zweitens war sein Wesen relativ leicht zu verstehen.
Diese Spannungsquelle wird von einem analogen Signal angesteuert. Er selbst liefert eine Referenzspannung von 10 V, was -30 kV am Ausgang entspricht. Daher trafen die Amray-Ingenieure eine einfache Entscheidung. Sie setzen einen 12-Bit (Bit)
Digital-Analog-Wandler (DAC) ein , von dem nur 9 Bit als separate Drähte für die Steuerung verwendet wurden, und eine 5-V-Stromversorgung für den DAC. Insgesamt
Ausgangsspannungspegel, die einem Schritt in entsprechen
B. B.
Die Ingenieure gingen jedoch noch weiter und jedes Bit wurde mithilfe von Optokopplern
galvanisch isoliert (dies sind die gleichen neun des gleichen Mikroschaltungstyps auf der Platine).
Es bleibt nur, diese Bits über seine
GPIO- Ausgänge mit dem Mikrocontroller zu verbinden, und Sie können die Beschleunigungsspannung direkt vom Steuercomputer auswählen.
Obwohl ich dies nicht getan habe, habe ich sie nur an 5 V angeschlossen (was einer logischen Einheit entspricht, und die
Pull-up-Widerstände sind bereits vorhanden, ziehen Sie auf Null).
Wenn eine Verbindung mit dem Netzwerk besteht, ist zu hören, dass das Gerät piept, d. H. da ist etwas los Ich habe kein Hochspannungsvoltmeter. Was soll ich also tun?
Die erste Idee ist, es "qualitativ" zu versuchen, d.h. Erzeugt es im Allgemeinen eine ausreichend starke Hochspannung? Wir pumpen das Vorvakuum aus und schließen es an denselben Draht wie im
Video über Hochspannungsentladungen im Vakuum an.
Und hier ist das Ergebnis:
Es liegt eine Entladung vor, die Stromversorgung wird durch Überlast abgeschaltet und dann wieder eingeschaltet.
Sobald es eine Hochspannung erzeugt, möchte ich es „quantitativ“ weiter analysieren oder einfacher die Ausgangsspannung messen.
Ich dachte an den
Spannungsteiler , der in allen Beständen an
Funkkomponenten passiver elektronischer Komponenten oder vielmehr an Mega-Ohm-Widerständen stöberte.
Fand grün zzry.
Aber auch bei maximalem Stromteiler benötigen Sie 30 MΩ. Im Allgemeinen ist das Testen dieser Quelle bei maximalem Strom keine Option.
Ich habe dreißig 10-Ohm-Widerstände mit einer Leistung von 1 W gekauft und hier ist ein solcher Teiler daraus gelötet:
Papiere werden spektakulär angezogen, und das sowjetische Zeigegerät fügt Atmosphäre hinzu.
Tatsache ist jedoch, dass diese Widerstände (und sachkundige Leute haben mich ehrlich davor gewarnt) für maximal 500 V ausgelegt sind. In unserem Fall beträgt der Spannungsabfall jeweils
B. Infolgedessen konnte bei kleinen Spannungswerten festgestellt werden, dass die Einstellung funktioniert. Wenn die Spannung über 15 kV ansteigt, beginnt an verschiedenen Stellen eine Störung (Sie können den Ton hören), und es ist nicht mehr möglich, zuverlässige Messwerte zu erhalten.
Es gab keine Widerstände für höhere Spannungen, aber diese reichten aus, um sicherzustellen, dass die Quelle eine hohe Spannung abgibt und diese innerhalb bestimmter Grenzen regeln kann.
Mach weiter!
II. Aquarium
Ein ziemlich schönes Gerät, besonders im Vergleich zu den ölgefüllten Netzteilen alter Mikroskope.
Das Aquarium hat drei Hauptfunktionen:
- Kathodenglüheneinstellung
- Steuerung der ersten elektrostatischen Linse (Venelt-Zylinder)
- Anlegen einer Spannung an das Mikroskop
Die Schwierigkeit liegt in der Tatsache, dass die gesamte Kathode unter einer negativen Hochspannung steht und es notwendig ist, die Spannung zu "mischen", die erforderlich ist, damit die Kathode auf diese Spannung glüht. In jenen Tagen war die Herstellung gepulster Stromversorgungen anscheinend nicht in Mode, daher wurde hier ein alternierender Transformator mit Motorantrieb und ein riesiger Transformator zum Einmischen dieser Spannung in den Hochspannungsteil hergestellt.
Die Vorspannung des Venelt-Zylinders wird durch Drehen eines variablen Widerstands geändert (die einfachste Implementierung, da dort keine besondere Genauigkeit erforderlich ist).
Aber mit der Steckdose gab es eine Schwierigkeit - es ist offensichtlich überhaupt nicht von diesem Mikroskop. Aber mit Drehmaschinen und Fräsmaschinen sowie Verlangen, Begeisterung und einem freien Abend verwandelt sich diese Aufgabe von einem Problem in ein Vergnügen.
Das
erste Video in diesem Artikel zeigt, wie dies passiert ist.
Nun ist das Ding klein - um die Kathode an ihrem Platz zu erwärmen, schalten Sie die Hochspannung ein und beobachten Sie die Emission freier Elektronen.
Aber es gab noch ein ungelöstes Element. Es gibt eine Tafel im Aquarium, die das alles verwalten sollte. Das Problem ist, dass alle Anschlüsse getrennt sind, es gibt keine Dokumentation.
Es gelang mir herauszufinden, wo der Glühtransformator mit variabler Kathode (tatsächlich ist dieser Stecker der einzige, der offensichtlich passt) und der Eingangstransformator im Hochspannungsteil (da sich die Anzahl der Stecker um eins unterschied, gab es wahrscheinlich ein Verlängerungskabel) anzuschließen waren. Ansonsten bin ich mir nicht sicher und der Algorithmus ist seltsam: Ein Relais ist über einen Optokoppler selbsthemmend, das zweite wird einfach über den Stecker gesteuert. Aus den Eingabeaufforderungen geht hervor, dass sich nur wenige Inschriften auf der Tafel befinden.
Vielleicht frische Ideen auffordern?
Treffen in Moskau
Vom 11. bis 13. April findet in Moskau in Sokolniki die Ausstellung VacuumTechExpo statt (der Eintritt ist frei, sofern Sie das
elektronische Ticket im Voraus besuchen).
Die Kommunikation kann per Telegramm erfolgen: @Fireballrus
Vielen Dank fürs Lesen. Ich freue mich immer über Ihre Kommentare zum Artikel und zum
Video .
In der nächsten Serie - ein Elektronenstrahl! :) :)