Rəqəmsal Vakum Tənzimləyicisi: 15 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu, seçilə bilən vakuum təzyiqi ilə işləmək üçün Rəqəmsal Vakum Tənzimləyicisi ilə dəyişdirilmiş Veneer Vakuum Maşınıdır (Vakuum Pompası). Bu cihaz, VeneerSupplies.com və ya JoeWoodworking.com planları ilə qurulan DIY Veneer Vakuum Maşımdakı Vakuum Nəzarətçisini əvəz edir. Bunlar böyük planlardır və nasoslar dizayn edildiyi kimi çox məmnun işləyir. Bununla birlikdə, mən bir tacirəm və rəqəmsal olaraq idarə olunan bir tənzimləyici ilə daha geniş bir təzyiq aralığında təzyiq parametrlərini (tornavida olmadan) asanlıqla və asanlıqla idarə etmək qabiliyyəti ilə pompamı artırmaq istədim.

Bu yaxınlarda, Vakuum Kontrolörümün (Tip 1) alt sərhədlərini aşan bir ehtiyac yarandı. Bu layihə, 2 ilə 10 in-Hg aralığında təzyiqlər üçün Tip 2 Vakuum Kontrolörünə ehtiyac duydu. Tip 1-Vakum Nəzarət cihazımı Tip 2-lə əvəz etmək bir seçim idi, lakin bu iki vakuum aralığında keçid etmək üçün əlavə xərc və dəyişikliklər tələb edəcəyi üçün praktik görünmürdü. İdeal həll, daha geniş təzyiq aralığına (2 ilə 28 in-Hg) qədər olan tək bir idarəedicidir.

Vakuum nəzarətçisi: Vakuum nasosunu və ya seçilmiş bir təzyiqdə röleyi aktivləşdirmək üçün istifadə olunan vakuum idarə olunan mikro açar. Vakuum tənzimləyicisində istədiyiniz vakuum səviyyəsini yığmağa imkan verən bir tənzimləmə vidası var. Kontaktlar 120v AC -də 10 amperdə qiymətləndirilir.

Vakuum Nəzarətçisinin Növləri: Tip 1 = 10.5 " - 28" Hg (Diferensial 2 ilə 5 "Hg arasında) 2 Tip - 2" 10 "Hg (Diferensial 2 ilə 4" Hg) üçün tənzimlənir

Addım 1: Dizayn mülahizələri

Dizaynım Vakuum Nəzarətçisini Rəqəmsal Vakum Tənzimləyicisi (DVR) ilə əvəz edir. DVR, Röle-30A-nın LINE-DVR xəttini Əsas İdarəetmə Qutusu sxemində göründüyü kimi idarə etmək üçün istifadə ediləcək. Bu dizayn, DVR-ı gücləndirmək üçün Əsas İdarəetmə Qutusuna AC/DC 5-VDC Güc Təchizatının əlavə edilməsini tələb edir.

Bu dizayn geniş bir vakuum təzyiqini saxlaya bilir, lakin performans tamamilə nasosun gücündən asılıdır. Aşağı təzyiq aralığında böyük bir CFM nasosu bu təzyiqləri qoruyacaq, lakin nasosun yerdəyişməsi nəticəsində daha böyük diferensial təzyiq dəyişikliyi ilə nəticələnəcək. Bu mənim 3 CFM nasosum üçün belədir. 3 in-Hg saxlamağa qadirdir, lakin diferensial təzyiq dəyişməsi ± 1 in-Hg-dir və nasosun ON dövrləri nadir hallarda olsa da təxminən bir və ya iki saniyə davam edir. ± 1 in-Hg diferensial təzyiq dəyişməsi 141 lbs/ft² ilə 283 lbs/ft² arasında təzyiqlərlə nəticələnəcək. Bu aşağı təzyiqlərdə vakuum presləmə təcrübəm yoxdur, buna görə də bu diferensial təzyiq yelləncəyinin əhəmiyyətindən əmin deyiləm. Düşünürəm ki, daha kiçik bir CFM vakuum nasosu, bu aşağı vakuum təzyiqlərini qorumaq və diferensial təzyiq yelləncəklərini azaltmaq üçün daha uyğun olardı.

Bu tənzimləyicinin inşasına Raspberry Pi Zero, MD-PS002 Təzyiq Sensoru, HX711 Wheatstone Körpü Gücləndirici Modulu, LCD Ekran, 5V Güc Təchizatı, Rotary Enkoder və Röle Modulu daxildir. Bu hissələrin hamısı sevdiyiniz internet elektronika hissələri təchizatçılarından əldə edilə bilər.

Bir Raspberry Pi (RPi) seçirəm, çünki python üstünlük verdiyim proqramlaşdırma dilidir və RPi -lərin dəstəyi hazırdır. Əminəm ki, bu proqram bir ESP8266 və ya python işlədə bilən digər nəzarətçilərə nəql edilə bilər. RPi -nin bir dezavantajı, SD Kartın pozulmasının qarşısını almaq üçün onu söndürmədən əvvəl bağlamaq tövsiyə olunur.

Addım 2: Parça siyahısı

Bu cihaz, Raspberry Pi, Təzyiq Sensoru, HX711 Körpü Gücləndiricisi, LCD və təxminən 25 dollara başa gələn digər hissələr daxil olmaqla rəf hissələrindən hazırlanmışdır.

PARTS: 1ea Raspberry Pi Zero-Version 1.3 $ 5 1ea MD-PS002 Vakuum Sensoru Mütləq Təzyiq Sensoru $ 1.75 1ea HX711 Yük Hüceyrəsi və Təzyiq sensoru 24 bit AD modulu $ 0.75 1ea KY-040 Rotary Encoder Modulu $ 1 1ea 5V 1.5A 7.5W Switch Power Module AC-DC Adım Aşağı Modulu $ 2.56 1ea 2004 20x4 Karakter LCD Ekran Modulu $ 4.02 1ea 5V 1 Kanallı Optocoupler Röle Modulu $ 0.99 1ea Adafruit Perma-Proto Yarım Ölçülü Çörək Paneli PCB $ 4.50 1ea 2N2222A NPN Transistor $ 0.09 2ea 10K Rezistorlar 1eor "ID x 1/4" FIP $ 3.11 1ea Pirinç Boru Kvadrat Baş Fiş 1/4 "MIP $ 2.96 1ea GX12-2 2 Pin Çapı 12mm Kişi və Dişi Tel Panel Konnektoru Dairəvi Vida Tipi Elektrik Bağlayıcı Soket Fişi $ 0.67 1ea Proto Qutu (və ya 3D Çaplı))

Addım 3: Vakuum Sensoru Quraşdırması

Mingdong Technology (Shanghai) Co., Ltd. (MIND) tərəfindən istehsal olunan MD-PS002 təzyiq sensoru 150 KPa (mütləq təzyiq) diapazonuna malikdir. Bu sensor üçün təzyiq ölçmə diapazonu (dəniz səviyyəsində) 49 ilə -101 KPa arasında və ya 14,5 ilə -29,6 Hg arasında olacaq. Bu sensorlar eBay, banggood, aliexpress və digər onlayn saytlarda asanlıqla mövcuddur. Bununla birlikdə, bu təchizatçılardan bir neçəsinin sadaladığı spesifikasiyalar ziddiyyətlidir, buna görə də Mingdong Texnologiyasından tərcümə edilmiş "Texniki Parametrlər" vərəqini daxil etdim.

Sensoru HX711 Yük Hüceyrəsi və Təzyiq sensörünə 24 bit AD moduluna bağlamaq üçün aşağıdakılar lazımdır: 3 və 4 -cü pinləri birləşdirin; Pin 1 (+IN) ilə E+; Pin 3 & 4 (-IN) ilə E-; HX711 modulunun 2 (+ ÇIXIŞI) A+ və 5- (AUTA) A- pin. Simli sensoru pirinç bir adapterə qablaşdırmadan əvvəl, sensorların uclarını və açıq kənarlarını istilik büzücü boru və ya elektrik lenti ilə örtün. Sensoru tikanlı məmə açılışının üstünə qoyun və mərkəzləşdirin, sonra sızdırmazlığı sensorun üzündən uzaq tutmağa çalışarkən adapterin içərisindəki sensoru möhürləmək üçün şəffaf silikon dolğu istifadə edin. Sensor telini yerləşdirmək üçün kifayət qədər böyük bir çuxurla qazılmış bir Pirinç Boru Kvadrat Baş Fişi, telin üzərinə yivlənir, silikon dolğusu ilə doldurulur və tikanlı adapterə vidalanır. Aşırı doldurma hissəsini montajdan silin və sınamadan əvvəl örtünün quruması üçün 24 saat gözləyin.

Addım 4: Elektronika

Elektronika, MD-PS002 təzyiq sensoru, KY-040 Rotary Encoder, Relay Modulu və LCD ekranı olan HX711 moduluna qoşulmuş bir Raspberry Pi Zero (RPi) -dən ibarətdir. Rotary Encoder, RPi ilə Pin 21 vasitəsilə kodlayıcının DT'sinə, Pin 16 ilə CLK -ya və Pin 20 -nin SW və ya kodlayıcının keçidinə qoşulur. Təzyiq sensoru HX711 moduluna və bu modulun DT və SCK sancaqları birbaşa RPi -nin 5 və 6 -cı pinlərinə qoşulur. Relay Modulu, tetikleyici bir qaynaq üçün RPi Pin 32 -yə qoşulmuş 2N2222A tranzistor dövrə ilə tetiklenir. Relay Modulunun Normal Açıq kontaktları LINE-SW-ə və 30A RÖLE-nin bobininin bir tərəfinə bağlıdır. Rəqəmsal Vakum Tənzimləyicisi üçün Güc və Zəmin, RPi 1, 4, 6 və 9 Pinləri ilə təmin edilir. Pin 4, birbaşa RPi -nin güc girişinə qoşulan 5v güc pinidir. Bağlantıların təfərrüatlarını Rəqəmsal Vakum Tənzimləyicisinin sxematikində görmək olar.

Addım 5: Raspberry Pi -ni yeniləyin və konfiqurasiya edin

Aşağıdakı əmr xətləri təlimatları ilə Raspberry Pi -də (RPi) mövcud proqramı yeniləyin

sudo apt-get yeniləmələri və apt-get yeniləmələri

RPi-nin nə qədər köhnəlməsindən asılı olaraq, bu əmrləri yerinə yetirmək üçün lazım olan vaxtı təyin edəcək. Sonra, RPi-nin Raspi-Config vasitəsilə I2C əlaqələri üçün konfiqurasiya edilməsi lazımdır.

sudo raspi-config

Yuxarıda göstərilən ekran görünəcək. Əvvəlcə Ətraflı Seçimlər, sonra Fayl Sistemini Genişləndirin və Bəli seçin. Raspi-Config-in əsas menyusuna qayıtdıqdan sonra Masaüstünə/Çizilməyə Önyükləməni Aktiv et seçin və Konsol üçün Önyükləmə seçin. Əsas menyudan Ətraflı Seçimlər seçin və mövcud seçimlərdən I2C və SSH -i aktiv edin. Sonda Finish seçin və RPi -ni yenidən başladın.

Python üçün I2C və numpy proqram paketlərini quraşdırın

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

Addım 6: Proqram təminatı

RPi -yə daxil olun və aşağıdakı qovluqları yaradın. /Vac_Sensor proqram fayllarını ehtiva edir və /loglar crontab qeyd sənədlərini ehtiva edir.

cd ~ mkdir Vac_Sensor mkdir qeydləri cd Vac_Sensor

Yuxarıdakı faylları /Vac_Sensor qovluğuna kopyalayın. RPi üzərindəki faylları birləşdirmək və idarə etmək üçün WinSCP -dən istifadə edirəm. RPi-yə qoşulma bəlkə də Wifi və ya serial bağlantısı vasitəsi ilə edilə bilər, ancaq bu cür əlaqəyə icazə vermək üçün SSH raspi-config-də aktivləşdirilməlidir.

Əsas proqram vac_sensor.py -dir və əmr satırından işlədilə bilər. Skriptin sınanması üçün aşağıdakıları daxil edin:

sudo python vac_sensor.py

Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, vac_sensor.py skripti miqyas üçün əsas sənəddir. HX711 modulu vasitəsilə vakuum sensorunu oxumaq üçün hx711.py faylını idxal edir. Layihəm üçün istifadə olunan hx711.py versiyası tatobari/hx711py -dən gəlir. İstədiyim xüsusiyyətləri təmin edərək bu versiyanı tapdım.

LCD, Denis Pleic tərəfindən RPi_I2C_driver.py tələb edir və Marty Tremblay tərəfindən hazırlanır və MartyTremblay/RPi_I2C_driver.py saytında tapa bilərsiniz.

Peter Flocker tərəfindən Rotary Encoder https://github.com/petervflocke/rotaryencoder_rpi ünvanında tapa bilərsiniz.

Alan Aufderheide tərəfindən pimenu https://github.com/skuater/pimenu ünvanında tapa bilərsiniz

Config.json faylında proqramın saxladığı məlumatlar var və bəzi maddələr menyu seçimləri ilə dəyişdirilə bilər. Bu fayl Güncellenir və Kapat'ta saxlanılır. "Vahidlər" vahidlər menyu seçimi ilə in-Hg (standart), mm-Hg və ya psi olaraq qurula bilər. "Vakum_qrupu" kəsmə təzyiqidir və Hg dəyəri olaraq saxlanılır və Kesim Basıncı menyu seçimi ilə dəyişdirilir. Config.json faylında "calibration_factor" dəyəri əl ilə təyin olunur və vakuum sensoru vakuum ölçənə uyğunlaşdırılaraq təyin olunur. "Ofset" Tare tərəfindən yaradılan dəyərdir və bu menyu seçimi ilə təyin edilə bilər. "Cutoff_range" əl ilə config.json faylında qurulur və "vakuum_set" dəyərinin diferensial təzyiq aralığıdır.

Kesme Dəyəri = "vakuum_set" ± (("cutoff_range" /100) x "vacuum_set")

"Calibration_factor" və "ofset" in əlimdən fərqli ola biləcəyini unutmayın. Nümunə config.json faylı:

Addım 7: Kalibrləmə

SSH istifadə edərək və aşağıdakı əmrləri yerinə yetirməklə kalibrləmə etmək daha asandır:

cd Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py

Python skriptindən çıxmaq Ctrl-C vasitəsi ilə edilə bilər və /Vac_Sensor/config.json faylında dəyişikliklər edilə bilər.

Vakuum sensorunun kalibrlənməsi üçün dəqiq vakuum ölçmə cihazı və "kalibrasyon_faktorunun" LCD -də göstərilən çıxışa uyğun olaraq tənzimlənməsi tələb olunur. Birincisi, atmosfer təzyiqində nasosla "ofset" dəyərini təyin etmək və saxlamaq üçün Dara menyu seçimindən istifadə edin. Sonra, Vakum menyusu ilə nasosu AÇIN və təzyiq dayandıqdan sonra LCD ekranı oxuyun və vakuum ölçən cihazla müqayisə edin. Pompanı söndürün və skriptdən çıxın. /Vac_Sensor/config.json faylında yerləşən "calibration_factor" dəyişənini tənzimləyin. Skripti yenidən başladın və Tare istisna olmaqla prosesi təkrarlayın. LCD ekranı ölçmə oxunuşuna uyğun gələnə qədər "calibration_factor" a lazımi düzəlişlər edin.

"Calibration_factor" və "ofset" ekrana aşağıdakı hesablamalar vasitəsilə təsir edir:

get_value = read_average - "ofset"

təzyiq = get_value/ "calibration_factor"

Pompamdakı vakuum ölçmə cihazı əvəzinə tənzimləyicini kalibrləmək üçün köhnə Peerless Mühərrik Vakum Ölçənindən istifadə etdim, çünki kalibrləmə vurulmuşdu. Eşsiz ölçü cihazı 3-3/4 (9.5 sm) diametrindədir və oxuması daha asandır.

Addım 8: Əsas Menyu

• Vakuum - nasosu işə salır
• Kesim təzyiqi - kəsmə təzyiqini təyin edin
• Dara - Bu nasosda NO vakuumla və atmosfer təzyiqində edilməlidir.
• Vahidlər-İstifadə ediləcək vahidləri seçin (məsələn, Hg, mm-Hg və psi)
• Yenidən başladın - Raspberry Pi -ni yenidən başladın
• Kapatma - Əsas gücü söndürmədən əvvəl Raspberry Pi -ni bağlayın.

Addım 9: Vakuum edin

Vakuum menyu seçiminə basaraq nasosu AÇIQ və yuxarıdakı ekranı göstərəcəksiniz. Bu ekranda tənzimləyicinin vahidləri və [kəsmə təzyiqi] parametrləri, həmçinin nasosun cari təzyiqi göstərilir. Vakuum menyusundan çıxmaq üçün düyməni basın.

Addım 10: Kəsmə təzyiqi

Kesim Basıncı menyusu, kəsmə üçün istədiyiniz təzyiqi seçməyə imkan verir. Düyməni çevirmək istədiyiniz təzyiqə çatdıqda göstərilən təzyiqi dəyişəcək, düyməni basaraq Saxla və menyudan çıxın.

Addım 11: Dara

Dara menyusu, nasosda NO vakuum və atmosfer və ya sıfır təzyiqi oxuyan bir cihazla edilməlidir.

Addım 12: Vahidlər

Vahidlər menyusu əməliyyat vahidlərini seçməyə və göstərməyə imkan verəcəkdir. Varsayılan vahid Hg-dir, lakin mm-Hg və psi də seçilə bilər. Mövcud vahid bir ulduzla göstəriləcək. Vahid seçmək üçün imleci istədiyiniz vahidin üzərinə aparın və düyməni basın. Nəhayət, kursoru Arxaya aparın və Çıxmaq və Saxlamaq üçün düyməni basın.

Addım 13: Yenidən başladın və ya Bağlayın

Adından da göründüyü kimi, bu menyu elementlərindən birini seçmək Yenidən Başlama və ya Kapatma ilə nəticələnəcək. Güc söndürülməzdən əvvəl Raspberry Pi -nin bağlanması çox tövsiyə olunur. Bu, əməliyyat zamanı dəyişdirilən bütün parametrləri saxlayacaq və SD Kartın zədələnmə ehtimalını azaldacaq.

Addım 14: Başlanğıcda işləyin

Əla bir Instructable Raspberry Pi var: Başlanğıcda bir skript işlətmək üçün başlanğıcda Python skriptini başladın.

RPi -yə daxil olun və /Vac_Sensor qovluğuna keçin.

cd /Vac_Sensornano başlatma.sh

Launcher.sh saytına aşağıdakı mətni daxil edin

#!/bin/sh # launcher.sh # ana qovluğa gedin, sonra bu qovluğa gedin, sonra python skriptini icra edin, sonra homecd/cd home/pi/Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py cd/

Başlatıcıdan çıxın və saxla.sh

Ssenarini icra edilə bilən hala gətirməliyik.

chmod 755 başlatma.sh

Ssenarini sınayın.

sh başlatma.sh

Sonra, başlanğıcda skriptin işə salınması üçün crontab -ı (linux tapşırıq meneceri) redaktə etməliyik. Qeyd: /logs kataloqunu əvvəllər yaratmışıq.

sudo crontab -e

Bu, crontab pəncərəsini yuxarıda göründüyü kimi gətirəcək. Faylın sonuna gedin və aşağıdakı sətri daxil edin.

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

Fayldan çıxın və qeyd edin və RPi -ni yenidən başladın. Skript, RPi yenidən başladıqdan sonra vac_sensor.py skriptinə başlamalıdır. Skriptin vəziyyəti /logs qovluğunda yerləşən qeyd sənədlərində yoxlanıla bilər.

Addım 15: 3D çaplı hissələr

Bunlar Fusion 360 -da hazırladığım və Kasa, Topuz, Kondansatör Kapağı və Vida Mötərizəsi üçün çap etdiyim hissələrdir.

Vakuum Sensor Qurğusunu Kassaya bağlamaq üçün Thingiverse -dən 1/4 NPT Nut üçün bir modeldən istifadə etdim. Ostariya tərəfindən yaradılmış faylları NPT 1/4 Thread -də tapa bilərsiniz.