Le vacuomètre pour le convertisseur manométrique PMT-2
Salut GeekTimes! Il n'y a pas si longtemps, j'ai commencé à assembler une installation de pulvérisation ion-plasma (magnétron) (
partie 1 ). Au cours des tests et de l'utilisation de l'installation, de nombreuses décisions ont été prises pour la moderniser et l'améliorer.
L'une de ces améliorations a été l'introduction d'une jauge à vide dans l'installation pour mesurer la profondeur du vide. Étant donné que l'une de mes exigences personnelles est la mobilité de l'installation et l'emplacement de tous ses composants à l'intérieur du boîtier de l'appareil, j'ai dû abandonner les vacuomètres externes, tels que le VIT-2. En plus de cela, je dois observer le moment de la fabrication budgétaire de l'installation, et les vacuomètres achetés ne sont pas assez bon marché. J'ai choisi la lampe PMT-2 comme appareil de détection, car j'avais peu d'expérience avec elle et son coût est tout à fait acceptable.
Alors, comment fonctionne ce convertisseur de jauge? Le principe de fonctionnement des convertisseurs thermiques (thermocouple) auxquels appartient la lampe PMT-2 est basé sur la dépendance de la conductivité thermique moléculaire d'un gaz de sa pression. Le transfert de chaleur se produit à partir d'un mince filament métallique chauffé par un courant électrique à travers un gaz raréfié vers une pompe à vide à température ambiante.
Dans le transducteur de thermocouple PMT-2, les supports (1) sont fixés dans une ampoule en verre, sur laquelle un élément chauffant en fil mince en forme de V (2) est fixé par soudage par points, au milieu duquel un joint de thermocouple platine-platine-rhodium (3) est soudé.
Un courant constant IH traverse le filament chauffant (2), qui chauffe la jonction du thermocouple (3), et le thermo E.D.S. apparaît dans son circuit. Étant donné que la température de l'appareil de chauffage dépend de la pression (densité) du gaz, son changement entraînera une modification de l'E.D.S. thermocouples, qui est mesuré par un millivoltmètre (5), et le courant de filament IN est régulé par un rhéostat et est mesuré par un dispositif (6).
La lampe PMT-2 est un manomètre plutôt grossier aiguisé sous le HIT. Calibré une fois scellé. Le courant lumineux est sélectionné sur l'échelle HIT, 100 divisions - le courant lumineux.
Une fois la lampe soudée (coupée, c'est comme une ampoule), soudée dans le système de vide.
Passons maintenant à la description de la conception de ma jauge à vide: avant de recevoir les lectures d'une lampe, il est nécessaire d'alimenter son filament et de lui appliquer environ 100mA (112-116mA). Pour ce faire, un régulateur de tension acheté sur eBay a été pris et, avec une résistance connectée en série, a été connecté à la lampe. Étant donné que le régulateur a donné une très grande valeur de courant à sa valeur de tension la plus basse, nous avons dû utiliser une résistance.
La mesure du vide implique la mesure de la tension dans la gamme des millivolts; pour cela, tout a été acheté sur le même portail commercial à partir de l'électronique complexe: la carte microcontrôleur Arduino Uno, le module LCD1602 et l'ADC ADS1115 sur 16Bit.
Il y a 4 canaux analogiques dans le module ADC, j'en ai utilisé un seul, connectant les entrées arduino SDA et SCL aux bornes correspondantes du module ADC. Et j'ai connecté le thermocouple aux bornes GND et A0 du module.
Sur ce, la connexion entière s'est terminée et vous pouvez procéder à la description du firmware (croquis):
#include <LiquidCrystal.h> #include <EEPROM.h> #include <Wire.h> #include <Adafruit_ADS1015.h> Adafruit_ADS1115 ads; LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); long val = 0; long zero = 0; int V = 0; int F = 0; int Time = 100; void setup() { lcd.begin(16, 2); Serial.begin(9600); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("CybSys presents"); // // ads.setGain(GAIN_TWOTHIRDS); // 2/3x gain +/- 6.144V 1 bit = 3mV 0.1875mV (default) // ads.setGain(GAIN_ONE); // 1x gain +/- 4.096V 1 bit = 2mV 0.125mV // ads.setGain(GAIN_TWO); // 2x gain +/- 2.048V 1 bit = 1mV 0.0625mV // ads.setGain(GAIN_FOUR); // 4x gain +/- 1.024V 1 bit = 0.5mV 0.03125mV // ads.setGain(GAIN_EIGHT); // 8x gain +/- 0.512V 1 bit = 0.25mV 0.015625mV ads.setGain(GAIN_SIXTEEN); // 16x gain +/- 0.256V 1 bit = 0.125mV 0.0078125mV ads.begin(); } void loop() { int16_t adc0; lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Press: "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Vol:"); adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0); float voltage = (adc0 * (0.256/32767.5))*1000; float pres = 2.217*exp(-voltage/0.3134)+0.175*exp(-voltage/1.97)+543.59*exp(- voltage/211689.45)+(-543.57); lcd.setCursor(7,0); lcd.print(pres,5); lcd.setCursor(5,1); lcd.print (voltage,5); Serial.print("Vol:"); Serial.println(voltage, 5); delay(200); }
Le texte du firmware n'est ni compliqué ni volumineux, car les fonctions de bibliothèque sont principalement utilisées. La principale difficulté n'est apparue que lors de la conversion des valeurs de tension en valeurs de pression, car cette dépendance n'est pas linéaire.
Cette dépendance à l'étalonnage a été numérisée et exposée, obtenant ainsi une formule selon laquelle la pression réduite est calculée assez précisément.
Fonctionnement du périphérique vidéo:
En ce qui concerne la poursuite de la mise en œuvre de mon projet, je veux jeter la pompe de l'intérieur de l'installation, tout de même sa capacité n'est pas suffisante et elle prend beaucoup de place, un système de refroidissement magnétron apparaîtra à la place (un radiateur avec un refroidisseur et une pompe, il est possible qu'il y ait encore un petit volume scellé avec du liquide de refroidissement). Je veux remplacer les tuyaux par un vide normal renforcé (ils ne sont pas très chers). Bien sûr, vous devez intégrer un système de mesure du vide avec une lampe (au moins la même PMT-2). Et probablement la chose la plus difficile: la mise en œuvre d'une base normale (j'ai du textolite maintenant) et d'un magnétron, je veux réaliser tout cela en aluminium, car le plan de base correspondant avec un capuchon doit être poli (cela ne fonctionnera pas avec un textolite), et le magnétron ne sera toujours pas refait Je veux me soucier de l'acier inoxydable et je ferai presque toutes les pièces en duralumin sur le
portique CNC, que j'assemble également. Je veux également jeter le disque blanc du LATR et mettre à la place le lecteur, SD par exemple, et contrôler le potentiomètre depuis le tableau de bord. Et dans un avenir très lointain, débarrassez-vous complètement du LATR.