Сандық вакуумдық реттегіш: 15 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл сандық вакуумдық реттегішпен таңдалған вакуумдық қысыммен жұмыс істеу үшін модификацияланған вакуумдық пресс (вакуумдық сорғы). Бұл құрылғы VeneerSupplies.com немесе JoeWoodworking.com жоспарларымен жасалған DIY Veneer вакуумдық прессіндегі вакуум реттегішті алмастырады. Бұл керемет жоспарлар және сорғылар жобаланғандай өте қанағаттанарлық жұмыс істейді. Дегенмен, мен өзім білгірмін, мен сандық басқарылатын реттегішпен қысымның кең диапазонында қысым параметрлерін (бұрағышсыз) оңай және оңай басқара алатын сорғымды жақсартқым келді.

Жақында менің вакуумдық контроллерімнің төменгі шегінен асатын қажеттілік пайда болды (1 тип). Бұл жобада қысымның 2-ден 10 дюймге дейінгі қысымы үшін 2 типті вакуумдық реттегіш қажет болды. Менің 1-ші типті вакуумдық контроллерімді 2-ші типті модельге ауыстыру опция болды, бірақ бұл мүмкін емес болып көрінді, өйткені екі вакуум диапазоны арасында ауысу үшін қосымша шығын мен модификация қажет болады. Идеал шешім-қысымның кең диапазоны бар бір реттегіш (2-ден 28 дюйм сынап бағанасына дейін).

Вакуум реттегіші: вакуумдық сорғыны немесе таңдалған қысымда релені іске қосу үшін қолданылатын вакуумдық басқарылатын микро коммутатор. Шаңсорғыштың реттегіш бұрандасы бар, ол сізге вакуумның қажетті деңгейін теруге мүмкіндік береді. Контактілер 120 вольтты айнымалы токта 10 ампермен есептеледі.

Вакуумдық реттегіштің түрлері: 1 түрі = 10,5 дюймден 28 дюйм сынап бағанына (дифференциал 2 -ден 5 дюйм сынап бағанасына) реттеледі

1 -қадам: Дизайн туралы ойлар

Менің конструкциям шаңсорғышты сандық вакуумдық реттегішке (DVR) ауыстырады. DVR RELAY-30A LINE-DVR желісін басқару үшін Басқару қорабының негізгі схемасында көрсетілгендей қолданылады. Бұл конструкция DVR-ді қосу үшін негізгі басқару қорабына айнымалы ток/тұрақты ток 5-VDC қосуды қажет етеді.

Бұл дизайн вакуумдық қысымның кең спектрін сақтауға қабілетті, бірақ өнімділігі толығымен сорғының мүмкіндігіне байланысты. Қысымның төменгі диапазонында үлкен CFM сорғы бұл қысымды сақтайды, бірақ сорғының орын ауыстыруы нәтижесінде дифференциалды қысымның үлкен өзгеруіне әкеледі. Бұл менің 3 CFM сорғыма қатысты. Ол 3 дюйм сынап бағанасын ұстап тұруға қабілетті, бірақ дифференциалды қысымның айналуы ± 1 дюйм, ал сорғының қосылу циклдары сирек болса да шамамен бір немесе екі секундқа созылады. Қысымның ± 1 дюйм дифференциалды ауытқуы 141 фунт/футтан 283 фунт/фут² дейінгі қысымға әкеледі. Менде төмен қысымда вакуумды басу тәжірибесі жоқ, сондықтан мен бұл дифференциалды қысымның ауытқуының маңыздылығына сенімді емеспін. Менің пікірімше, вакуумдық қысымды төмендету үшін кіші CFM вакуумдық сорғы осы төмен вакуумдық қысымды ұстап тұру және дифференциалды қысымның өзгеруін азайту үшін қолайлы болар еді.

Бұл реттегіш құрылысына Raspberry Pi Zero, MD-PS002 қысым датчигі, HX711 Wheatstone көпірінің күшейткіш модулі, СКД дисплейі, 5В қуат көзі, айналмалы кодер және реле модулі кіреді. Бұл бөлшектердің барлығы сіздің сүйікті интернет электроника бөлшектерін жеткізушілерден қол жетімді.

Мен Raspberry Pi (RPi) таңдаймын, себебі python - менің сүйікті бағдарламалау тілі, ал RPi қолдау қол жетімді. Мен бұл қосымшаны ESP8266 немесе python жұмыс істей алатын басқа контроллерлерге тасымалдауға болатынына сенімдімін. RPi -дің бір кемшілігі - SD картасының бүлінуіне жол бермеу үшін оны өшірмей тұрып өшіру ұсынылады.

2 -қадам: бөлшектер тізімі

Бұл құрылғы Raspberry Pi, қысым датчигі, HX711 көпір күшейткіші, СКД және бағасы шамамен 25 доллар тұратын басқа бөлшектерді қоса алғанда, сөреден шығарылған.

БӨЛІМДЕР: 1ea Raspberry Pi Zero-1.3 $ 5 нұсқасы 1ea MD-PS002 вакуумдық сенсордың абсолютті қысым сенсоры $ 1.75 1ea HX711 жүктеме ұяшығы мен қысым датчигі 24 биттік AD модулі $ 0.75 1еа KY-040 айналмалы кодер модулі $ 1 1еа 5В 1.5A 7.5W қосқыш модулі. AC-DC төмендету модулі $ 2,56 1а 2004 ж. 20х4 таңбалы СК-дисплей модулі $ 4,02 1еа 5В 1 каналды оптикалық қосқыш реле модулі $ 0,99 1aa Adafruit Perma-Proto жартылай өлшемді тақтасы PCB $ 4,50 1еа 2N2222A NPN транзисторы $ 0,09 2еа 10К резисторлар 1еа резисторлар. «ID x 1/4» FIP $ 3.11 1еа жезден жасалған құбырдың төртбұрышты штепселі 1/4 «MIP $ 2.96 1ea GX12-2 2 істікшелі диаметрі 12 мм ерлер мен аналық сымдар панелінің коннекторы дөңгелек бұрандалы типті электр коннекторы розетка штепселі 0,67 доллар)

3 -қадам: вакуумдық сенсорды жинау

Mingdong Technology (Shanghai) Co., Ltd. (MIND) шығаратын MD-PS002 қысым датчигінің диапазоны 150 КПа (абсолютті қысым). Бұл сенсордың қысымының диапазоны (теңіз деңгейінде) 49 -101 КПа немесе 14,5 -29,6 рт.ст. Бұл сенсорлар eBay, banggood, aliexpress және басқа онлайн -сайттарда оңай қол жетімді. Алайда, осы жеткізушілердің бірнешеуі көрсеткен спецификациялар қарама -қайшы, сондықтан мен Mingdong технологиясының аударылған «Техникалық параметрлері» парағын қостым.

Сенсорды HX711 жүктеме ұяшығына және қысым датчигіне 24 биттік AD модуліне қосу үшін мыналар қажет: 3 және 4 түйреуіштерді бірге жалғаңыз; 1+(+IN) түйреуішін E+-ге; 3 және 4 (-IN) түйреуішін E- ге бекітіңіз; HX711 модулінің 2 (+ OUT) түйінін A+ пен 5 түйінін (-OUT) A-ға бекітіңіз. Сымды сенсорды жезден жасалған адаптерге орамас бұрын, сенсордың ұштары мен ашық жиектерін термиялық құбырмен немесе электрлік таспамен жабыңыз. Датчикті тікенек емізік саңылауының үстіне кіргізіп, ортасына қойыңыз, содан кейін ағынды сенсордың бетінен алшақ ұстау үшін адаптердің ішіндегі сенсорды тығыздау үшін мөлдір силиконды тығыздағышты қолданыңыз. Сенсорлық сымды орналастыру үшін жеткілікті үлкен тесікпен бұрғыланған жезден жасалған құбырдың төртбұрышты штепселі сымның үстіне бұралып, силиконмен толтырылған және тікенекті адаптерге бекітілген. Сынақтан өтпестен кептіруді 24 сағат күтіңіз.

4 -қадам: электроника

Электроника MD-PS002 қысым датчигі бар HX711 модуліне қосылған Raspberry Pi Zero (RPi), KY-040 айналмалы кодер, реле модулі мен СКД дисплейден тұрады. Айналмалы кодер RPi -ге 21 -код арқылы кодердің ДТ -на, CLK -ке 16 -пинге және SW -ке немесе кодердің қосқышына 20 -интерфейске қосылады. Қысым датчигі HX711 модуліне қосылады, ал осы модульдің DT және SCK түйреуіштері тікелей RPi 5 пен 6 түйреуішіне қосылады. Реле модулі триггер көзі үшін RPi Pin 32 -ге қосылған 2N2222A транзисторлық тізбегімен іске қосылады. Реле модулінің Әдетте ашық контактілері LINE-SW-ге және 30А РЕЛЕ катушкасының бір жағына қосылады. Сандық вакуум реттегішінің қуаты мен жері RPi 1, 4, 6 және 9 түйреуіштерімен қамтамасыз етілген. 4 -ші пин - бұл 5 вольтты қуат штыры, ол тікелей RPi қуат кірісіне қосылады. Қосылымдардың егжей -тегжейін сандық вакуумдық реттегіштің схемасынан көруге болады.

5 -қадам: Raspberry Pi жаңарту және конфигурациялау

Raspberry Pi (RPi) бағдарламалық жасақтамасын келесі пәрмен жолдарының нұсқауларымен жаңартыңыз

sudo apt-get updatesudo apt-get upgrade

Сіздің RPi қаншалықты ескіргеніне байланысты, бұл командаларды орындау үшін қажет уақытты анықтайды, содан кейін RPi I2C байланысы үшін Raspi-Config арқылы конфигурациялануы керек.

sudo raspi-config

Жоғарыда көрсетілген экран пайда болады. Алдымен Қосымша опцияларды, содан кейін Файлдық жүйені кеңейтуді таңдап, Иә таңдаңыз. Raspi-Config негізгі мәзіріне қайтып оралғаннан кейін жүктеуді жұмыс үстелі/сызуға қосу пәрменін таңдап, консольге жүктеуді таңдаңыз. Негізгі мәзірден Қосымша опцияларды таңдаңыз және қол жетімді опциялардан I2C және SSH қосыңыз. Соңында Аяқтауды таңдап, RPi қайта жүктеңіз.

Python үшін I2C және numpy бағдарламалық жасақтама пакеттерін орнатыңыз

sudo apt-get python-smbus python3-smbus python-dev python3-dev python-numpy орнатыңыз

6 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

RPi жүйесіне кіріңіз және келесі каталогтарды жасаңыз. /Vac_Sensor бағдарламалық файлдарды қамтиды және /logs crontab журнал файлдарын қамтиды.

cd ~ mkdir Vac_Sensor mkdir журналдары cd Vac_Sensor

Жоғарыдағы файлдарды /Vac_Sensor қалтасына көшіріңіз. Мен WinSCP бағдарламасын RPi файлдарын қосу және басқару үшін қолданамын. RPi-ге қосылу Wifi немесе сериялық қосылым арқылы жасалуы мүмкін, бірақ SSH қосылымның бұл түріне рұқсат беру үшін raspi-config-де қосылуы керек.

Негізгі бағдарлама vac_sensor.py болып табылады және оны пәрмен жолынан іске қосуға болады. Сценарийді тексеру үшін келесіні енгізіңіз:

sudo python vac_sensor.py

Бұрын айтылғандай, vac_sensor.py сценарийі шкала үшін негізгі файл болып табылады. Ол вакуумдық сенсорды HX711 модулі арқылы оқу үшін hx711.py файлын импорттайды. Менің жобам үшін қолданылатын hx711.py нұсқасы tatobari/hx711py -ден келеді. Мен бұл нұсқаны қалаған мүмкіндіктермен таптым.

СКД үшін Denis Pleic RPi_I2C_driver.py қажет, ал оны Marty Tremblay шығарады, оны MartyTremblay/RPi_I2C_driver.py сайтынан табуға болады.

Питер Флокердің айналмалы кодтаушысын https://github.com/petervflocke/rotaryencoder_rpi сайтынан табуға болады.

Алан Ауфдерхайде пимену https://github.com/skuater/pimenu сайтынан табуға болады

Config.json файлы бағдарламада сақталған деректерді қамтиды, ал кейбір элементтерді мәзір параметрлері арқылы өзгертуге болады. Бұл файл Өшіру кезінде жаңартылады және сақталады. «Бірліктерді» бірліктер мәзірінің опциясы арқылы-in-Hg (әдепкі), mm-Hg немесе psi ретінде орнатуға болады. «Vacuum_set»-бұл шектеу қысымы, ол Hg мәнінде сақталады және «Қысым қысымы» мәзірінің параметрімен өзгертіледі. «Calibration_factor» мәні config.json файлында қолмен орнатылады және вакуум датчигін вакуумометрге калибрлеу арқылы анықталады. «Офсет» - бұл Tare жасаған мән және оны осы мәзір опциясы арқылы орнатуға болады. «Cutoff_range» config.json файлында қолмен орнатылады және «vakuum_set» мәнінің дифференциалды қысым диапазоны болып табылады.

Шектеу мәні = «vakuum_set» ± ((«cutoff_range» /100) x «vacuum_set»)

Назар аударыңыз, сіздің «calibration_factor» мен «offset» мендегіден өзгеше болуы мүмкін. Config.json файлының мысалы:

{«бірліктер»: 0, «vakuum_set»: -15.0, «calibration_factor»: 230000, «cutoff_range»: 0.5, «offset»: 11448294}

7 -қадам: калибрлеу

Калибрлеу SSH көмегімен және келесі пәрмендерді орындау арқылы әлдеқайда оңай:

cd Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py

Python сценарийінен шығу Ctrl-C арқылы жасалуы мүмкін, ал /Vac_Sensor/config.json файлына өзгертулер енгізілуі мүмкін.

Вакуумдық сенсорды калибрлеу дәл вакуумды өлшеуішті және «calibration_factor» параметрін СКД дисплейінде көрсетілген шығысқа сәйкес келуін талап етеді. Алдымен, атмосфералық қысымдағы сорғымен «ауытқу» мәнін орнату және сақтау үшін Tara мәзірінің опциясын қолданыңыз. Содан кейін сорғышты вакуумдық мәзір арқылы қосыңыз, қысым төмендегеннен кейін СКД дисплейін оқып шығыңыз және оны вакуумметрмен салыстырыңыз. Сорғыны өшіріп, сценарийден шығыңыз. /Vac_Sensor/config.json файлында орналасқан «calibration_factor» айнымалысын реттеңіз. Сценарийді қайта іске қосыңыз және Tare қоспағанда, процесті қайталаңыз. СКД дисплейі көрсеткіштің көрсеткішіне сәйкес келгенше «calibration_factor» параметріне қажетті түзетулер енгізіңіз.

«Calibration_factor» және «offset» дисплейге келесі есептеулер арқылы әсер етеді:

get_value = read_average - «ығысу»

қысым = get_value/ «calibration_factor»

Мен сорғыштағы вакуумдық өлшегіштің орнына реттегішті калибрлеу үшін ескі теңдесі жоқ қозғалтқыштың вакуумдық өлшегішін қолдандым, себебі ол калибровкадан шыққан. Теңсіз өлшеуіштің диаметрі 3-3/4 дюйм (9,5 см) және оқуды жеңілдетеді.

8 -қадам: Негізгі мәзір

• Вакуум - сорғыны қосады
• Кесу қысымы - шектеу қысымын орнатыңыз
• Тара - Бұл сорғыдағы вакуумсыз және атмосфералық қысым кезінде жасалуы керек.
• Бірліктер-қолданылатын бірліктерді таңдаңыз (мысалы, Hg, mm-Hg және psi)
• Қайта жүктеу - Raspberry Pi қайта жүктеу
• Өшіру - негізгі қуатты өшірмес бұрын Raspberry Pi -ді өшіріңіз.

9 -қадам: вакуум

Вакуумдық мәзір опциясын басу сорғыны қосады және жоғарыдағы экранды көрсетеді. Бұл экранда реттегіштің бірліктері мен [Үзіліс қысымы] параметрлері, сондай -ақ сорғының ағымдағы қысымы көрсетіледі. Вакуум мәзірінен шығу үшін түймешікті басыңыз.

10 -қадам: үзіліс қысымы

Кесу қысымы мәзірі кесу үшін қажетті қысымды таңдауға мүмкіндік береді. Қажетті қысымға жеткен кезде тұтқаны бұру көрсетілген қысымды өзгертеді, мәзірден сақтау және шығу үшін түймешікті басыңыз.

11 -қадам: тара

Tara мәзірі сорғыдағы вакуумсыз және атмосфералық немесе нөлдік қысымды өлшейтін өлшеуішпен орындалуы керек.

12 -қадам: бірліктер

Бірліктер мәзірі жұмыс бірліктерін таңдауға және көрсетуге мүмкіндік береді. Әдепкі бірлік-Hg, бірақ мм-Hg және psi де таңдалуы мүмкін. Ағымдағы бірлік жұлдызшамен көрсетіледі. Құрылғыны таңдау үшін жүгіргіні қажетті бірлікке жылжытып, тұтқаны басыңыз. Соңында жүгіргіні Артқа жылжытыңыз және Шығу мен Сақтау үшін түймешікті басыңыз.

13 -қадам: Қайта жүктеу немесе өшіру

Атауынан көрініп тұрғандай, осы мәзір элементтерінің біреуін таңдау қайта жүктеуге немесе өшіруге әкеледі. Қуатты өшірмес бұрын Raspberry Pi -ді өшіру ұсынылады. Бұл жұмыс кезінде өзгертілген барлық параметрлерді сақтайды және SD картасының бүліну мүмкіндігін азайтады.

14 -қадам: Іске қосу кезінде іске қосыңыз

Raspberry Pi нұсқаулығының тамаша нұсқасы бар: іске қосу кезінде сценарийлерді іске қосу үшін Python сценарийін іске қосыңыз.

RPi жүйесіне кіріңіз және /Vac_Sensor каталогына өзгертіңіз.

cd /Vac_Sensornano іске қосқыш.sh

Launcher.sh сайтына келесі мәтінді қосыңыз

#!/bin/sh # launcher.sh # үй каталогына өтіңіз, содан кейін осы каталогқа өтіңіз, содан кейін python сценарийін орындаңыз, содан кейін homecd/cd home/pi/Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py cd/

Шығарғыштан шығыңыз және сақтаңыз.sh

Біз сценарийді орындалатын етіп жасауымыз керек.

chmod 755 launcher.sh

Сценарийді тексеріңіз.

sh іске қосқыш.sh

Содан кейін сценарийді іске қосу үшін crontab (Linux тапсырмалар менеджері) өңдеуіміз керек. Ескерту: біз бұрын /logs каталогын құрдық.

sudo crontab -e

Бұл crontab терезесін жоғарыда көрсетілгендей әкеледі. Файлдың соңына өтіңіз және келесі жолды енгізіңіз.

@reboot sh /home/pi/Vac_Sensor/launcher.sh>/home/pi/logs/cronlog 2> & 1

Файлдан шығыңыз және сақтаңыз және RPi қайта жүктеңіз. Сценарий RPi қайта жүктелгеннен кейін vac_sensor.py сценарийін бастауы керек. Сценарийдің күйін /logs қалтасында орналасқан журнал файлдарында тексеруге болады.

15 -қадам: 3D басып шығарылған бөлшектер

Бұл мен Fusion 360 -та құрастырған және корпусқа, тұтқаға, конденсатор қақпағына және бұрандалы кронштейнге басып шығарған бөлшектер.

Мен вакуумды датчиктер жинағын корпусқа қосу үшін Thingiverse -ден 1/4 дюймдік NT гайкасына бір модель қолдандым. Ostariya жасаған файлдарды NPT 1/4 Thread -те табуға болады.