Raqamli vakuum regulyatori: 15 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu tanlangan vakuum bosimi bilan ishlash uchun raqamli vakuum regulyatori bilan o'zgartirilgan Veneer vakuumli press (vakuum nasosi). Bu qurilma VeneerSupplies.com yoki JoeWoodworking.com rejalari asosida qurilgan DIY Veneer Vakuum pressimdagi changyutgichni almashtirish vositasi. Bu ajoyib rejalar va nasoslar mo'ljallanganidek juda qoniqarli ishlaydi. Ammo men o'zimning nasabchimman va bosim parametrlarini (tornavidasiz) raqamli boshqariladigan regulyator yordamida bosimning keng diapazonida osongina va oson boshqarish qobiliyatiga ega bo'lishni xohlardim.

Yaqinda, vakuum nazorat qilish moslamasining pastki chegaralaridan tashqarida bo'lgan ehtiyoj paydo bo'ldi (1 -toifa). Ushbu loyihada 2 dan 10 dyuymgacha bo'lgan bosim uchun 2-toifa vakuumli nazorat moslamasi kerak edi. Mening 1-toifali vakuumli boshqaruv moslamamni 2-toifa modelga almashtirish variant edi, ammo bu amaliy bo'lmaganga o'xshardi, chunki bu ikkita vakuum diapazonini almashtirish uchun qo'shimcha xarajatlar va modifikatsiyalarni talab qiladi. Ideal yechim-bosimning kengroq diapazoniga ega bo'lgan bitta boshqaruvchi (2 dan 28 dyuymgacha).

Vakuum boshqaruvchisi: vakuumli nasosni yoki tanlangan bosimdagi röleyni ishga tushirish uchun ishlatiladigan vakuumli boshqariladigan mikro kalit. Vakuum tekshirgichida sozlash vintlari mavjud, bu sizga kerakli vakuum darajasini terishga imkon beradi. Kontaktlar 120 V AC da 10 amperda baholanadi.

Vakuum tekshirgichlarining turlari: 1 -toifa = 10,5 dyuymdan 28 dyuymli simob ustuni uchun sozlanishi (2 dan 5 dyuymli simob ustuni) 2 -toifa = 2 dan 10 dyuymli simob ustuni uchun sozlanishi (2 dan 4 dyuymli simob ustuni)

1 -qadam: Dizayn masalalari

Mening dizaynim changyutgichni raqamli vakuum regulyatori (DVR) bilan almashtiradi. DVR, RELAY-30A ning LINE-DVR chizig'ini Bosh boshqaruv qutisi sxemasida ko'rinib turganidek boshqarish uchun ishlatiladi. Ushbu dizayn DVR-ni quvvatlantirish uchun asosiy boshqaruv qutisiga AC/DC 5-VDC quvvat manbasini qo'shishni talab qiladi.

Ushbu dizayn vakuum bosimining keng diapazonini ushlab turishga qodir, lekin uning ishlashi nasosning imkoniyatlariga bog'liq. Pastroq bosim oralig'ida katta CFM nasosi bu bosimni ushlab turadi, lekin nasosning siljishi natijasida katta bosim farqiga olib keladi. Bu mening 3 CFM nasosim uchun shunday. U 3 dyuymli Hg ni ushlab turishga qodir, ammo bosimning differentsial o'zgarishi ± 1 in-Hg ni tashkil qiladi va nasosning ON davrlari kamdan-kam hollarda taxminan bir yoki ikki soniya davom etadi. Bosimning ± 1 dyuymli bosimli o'zgarishi 141 lbs/futdan 283 lbs/ft² gacha bosimga olib keladi. Menda past bosimli vakuum bosish tajribasi yo'q, shuning uchun men bu bosim farqining ahamiyatiga amin emasman. Menimcha, kichikroq CFM vakuumli nasos, pastroq vakuum bosimini ushlab turish va differentsial bosim o'zgarishini kamaytirish uchun ko'proq mos keladi.

Ushbu regulyatorning tuzilishiga Raspberry Pi Zero, MD-PS002 bosim sensori, HX711 Wheatstone ko'prigi kuchaytirgich moduli, LCD displey, 5V quvvat manbai, aylanadigan kodlovchi va o'rni moduli kiradi. Bu qismlarning barchasi sizning sevimli elektronikaning elektron qismlarini etkazib beruvchilardan mavjud.

Men Raspberry Pi (RPi) ni tanlayman, chunki python mening afzal ko'rgan dasturlash tilim va RPi -ni qo'llab -quvvatlash oson. Ishonchim komilki, bu dasturni ESP8266 yoki python bilan ishlashga qodir bo'lgan boshqa kontrollerlarga ko'chirish mumkin. SD -kartaning buzilishining oldini olish uchun RPi -ning bir kamchiligi uni o'chirishdan oldin tavsiya etiladi.

2 -qadam: qismlar ro'yxati

Bu qurilma Raspberry Pi, bosim sensori, HX711 ko'prigi kuchaytirgichi, LCD va boshqa qismlari, taxminan 25 dollar turadi.

QISMLAR: 1ea Raspberry Pi Zero-1.3 $ 5 versiya 1ea MD-PS002 vakuum sensori mutlaq bosim sensori $ 1.75 1ea HX711 yuk xujayrasi va bosim sensori 24 bit AD moduli AC-DC pastga tushirish moduli $ 2,56 1ea 2004 20x4 belgili LCD displey moduli $ 4.02 1ea 5V 1 kanalli optokuplli o'rni moduli $ 0.99 1aa Adafruit Perma-Proto yarim o'lchamli kengashli PCB $ 4,50 1ea 2N2222A NPN tranzistor $ 0,09 2ea 10K rezistorlar 1 rezistorlar "ID x 1/4" FIP $ 3.11 1ea guruch quvurli kvadrat boshli vilka 1/4 "MIP $ 2.96 1ea GX12-2 2 pinli diametri 12 mm erkak va ayol simli panelli ulagich.)

3 -qadam: Vakuum sensori yig'ilishi

Mingdong Technology (Shanghai) Co., Ltd (MIND) tomonidan ishlab chiqarilgan MD-PS002 bosim sensori 150 KPa (mutlaq bosim) diapazoniga ega. Sensor uchun bosim o'lchagichi (dengiz sathida) 49 dan -101 KPa gacha yoki 14,5 dan -29,6 gacha. Bu sensorlar eBay, banggood, aliexpress va boshqa onlayn saytlarda osongina mavjud. Biroq, bu etkazib beruvchilarning bir nechtasi ko'rsatgan texnik shartlar bir -biriga zid, shuning uchun men Mingdong texnologiyasidan tarjima qilingan "Texnik parametrlar" varag'ini qo'shdim.

Sensorni HX711 yuk xujayrasi va bosim sensori 24 bitli AD moduliga ulash uchun quyidagilar zarur: 3 va 4 -pinlarni bir -biriga ulang; 1 -pin (+IN) E+ga; 3 va 4-pin (-IN) ni E- ga ulang; HX711 modulining 2-pinini (+ OUT) A+ ga va 5-pinini (-OUT) A- ga ulang. Simli sensorni guruch adapteriga qadoqlashdan oldin, sensorning uchlari va ochiq qirralarini issiqlik o'tkazmaydigan quvur yoki elektr lenta bilan yoping. Sensorni tikanli nipel teshigiga joylashtiring va markazlashtiring, so'ngra datchikni yuzidan uzoqroq tutishga e'tibor berib, adapter ichidagi sensorni muhrlash uchun tiniq silikon qistirmadan foydalaning. Sensor simini joylashtirish uchun etarlicha katta teshik bilan burg'ulash qilingan guruch quvurli kvadrat boshli vilka simning ustidan o'ralgan, silikon bilan to'ldirilgan va tikanli adapterga vidalangan. O'rnatishdan ortiqcha qobiqni artib oling va sinovdan oldin quritilishi uchun 24 soat kuting.

4 -qadam: elektronika

Elektronika MD-PS002 bosim sensori, KY-040 Rotary Enkoder, o'rni moduli va LCD displeyli HX711 moduliga ulangan Raspberry Pi Zero (RPi) dan iborat. Rotary Enkoder RPi -ga 21 -pin orqali kodlovchi DT -ga, 16 -pin CLK -ga va 20 -pin SW yoki enkoderning kalitiga ulanadi. Bosim sensori HX711 moduliga ulangan va bu modulning DT va SCK pinlari to'g'ridan -to'g'ri RPi pin 5 va 6 ga ulangan. O'rnimizni moduli tetik manbai uchun RPi Pin 32 ga ulangan 2N2222A tranzistorli sxemasi tomonidan ishga tushiriladi. O'rnimizni modulining odatda ochiq kontaktlari LINE-SW ga va 30A RELAY g'altakning bir tomoniga ulangan. Raqamli vakuum regulyatori uchun quvvat va tuproq RPi 1, 4, 6 va 9 -pinlari bilan ta'minlangan. 4 -pin - bu 5V quvvat pimi, u to'g'ridan -to'g'ri RPi quvvat kirishiga ulanadi. Ulanishlarning tafsilotlarini raqamli vakuum regulyatorining sxemasida ko'rish mumkin.

5 -qadam: Raspberry Pi -ni yangilang va sozlang

Raspberry Pi (RPi) dagi mavjud dasturiy ta'minotni quyidagi buyruq satrlari ko'rsatmalari bilan yangilang

sudo apt-get updatesudo apt-get upgrade

Sizning RPi qanchalik eskirganiga qarab, bu buyruqlarni bajarish uchun zarur bo'lgan vaqtni belgilaydi, keyin RPi-ni Raspi-Config orqali I2C aloqasi uchun sozlash kerak.

sudo raspi-config

Yuqorida ko'rsatilgan ekran paydo bo'ladi. Avval Kengaytirilgan Tanlovlar -ni tanlang, so'ng Fayl tizimini kengaytiring va Ha -ni tanlang. Raspi-Config-ning asosiy menyusiga qaytganingizdan so'ng, "Ish stoliga/chizishga yuklashni yoqish" -ni tanlang va "Boot to Console" -ni tanlang. Asosiy menyudan Kengaytirilgan variantlar -ni tanlang va mavjud variantlardan I2C va SSH -ni yoqing. Nihoyat, Finish -ni tanlang va RPi -ni qayta ishga tushiring.

Python uchun I2C va numpy dasturiy paketlarini o'rnating

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

6 -qadam: dasturiy ta'minot

RPi -ga kiring va quyidagi kataloglarni yarating. /Vac_Sensor dastur fayllarini o'z ichiga oladi va /logs crontab log fayllarini o'z ichiga oladi.

cd ~ mkdir Vac_Sensor mkdir jurnallari cd Vac_Sensor

Yuqoridagi fayllarni /Vac_Sensor jildiga nusxalash. RPi -dagi fayllarni ulash va boshqarish uchun WinSCP -dan foydalanaman. RPi-ga ulanish Wifi yoki ketma-ket ulanish orqali amalga oshirilishi mumkin, lekin bunday ulanishga ruxsat berish uchun SSH raspi-configda yoqilishi kerak.

Asosiy dastur vac_sensor.py bo'lib, uni buyruq satridan ishga tushirish mumkin. Skriptni sinab ko'rish uchun quyidagilarni kiriting:

sudo python vac_sensor.py

Yuqorida aytib o'tganimizdek, vac_sensor.py skript shkaladagi asosiy fayl hisoblanadi. HX711 moduli orqali vakuum sensorini o'qish uchun hx711.py faylini import qiladi. Mening loyiham uchun ishlatiladigan hx711.py versiyasi tatobari/hx711py dan keladi. Men xohlagan xususiyatlar bilan ta'minlangan ushbu versiyani topdim.

LCD displeyda Denis Pleyk tomonidan RPi_I2C_driver.py talab qilinadi va uni Marty Tremblay ajratadi va uni MartyTremblay/RPi_I2C_driver.py saytida topish mumkin.

Piter Flockerning Rotary Enkoderini https://github.com/petervflocke/rotaryencoder_rpi saytida topish mumkin.

pimenu Alan Aufderheide tomonidan https://github.com/skuater/pimenu saytida topishingiz mumkin.

Config.json fayli dasturda saqlangan ma'lumotlarni o'z ichiga oladi va ba'zi elementlarni menyu parametrlari yordamida o'zgartirish mumkin. Bu fayl yangilanadi va "O'chirish" da saqlanadi. "Birliklar" ni birliklar menyusi orqali in-Hg (standart), mm-simob ustuni yoki psi sifatida sozlash mumkin. "Vakuum_set"-bu kesish bosimi, va Hg qiymati sifatida saqlanadi va "Bosim bosimi" menyusi orqali o'zgartiriladi. "Calibration_factor" qiymati config.json faylida qo'lda o'rnatiladi va vakuum sensori vakuum o'lchagichga kalibrlash yo'li bilan aniqlanadi. "Ofset" - bu Tare tomonidan yaratilgan qiymat va uni ushbu menyu orqali sozlash mumkin. "Cutoff_range" config.json faylida qo'lda o'rnatiladi va "vakuum_set" qiymatining differentsial bosim diapazoni.

Chiqish qiymati = "vakuum_sayt" ± (("kesish chegarasi" /100) x "vakuum_set")

E'tibor bering, sizning "calibration_factor" va "ofset" raqamlaringiz mennikidan farq qilishi mumkin. Misol config.json fayli:

7 -qadam: Kalibrlash

Kalibrlashni SSH yordamida bajarish va quyidagi buyruqlarni bajarish ancha oson:

CD Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py

Python skriptidan chiqish Ctrl-C orqali amalga oshirilishi mumkin va /Vac_Sensor/config.json fayliga o'zgartirishlar kiritilishi mumkin.

Vakuum sensorini kalibrlash uchun aniq vakuum o'lchagich va "kalibrlash_faktori" ni LCD displeyda ko'rsatiladigan chiqishga moslashtirish talab qilinadi. Birinchidan, "ofset" qiymatini nasos bilan atmosfera bosimida o'rnatish va saqlash uchun Tara menyusi parametridan foydalaning. Keyin, vakuum menyusi yordamida nasosni yoqing va bosim pasaygandan so'ng LCD displeyni o'qing va uni vakuum o'lchagich bilan solishtiring. Nasosni o'chiring va skriptdan chiqing. /Vac_Sensor/config.json faylida joylashgan "calibration_factor" o'zgaruvchisini sozlang. Skriptni qayta ishga tushiring va Tare -dan tashqari jarayonni takrorlang. LCD displey o'lchagich ko'rsatkichiga mos kelmaguncha "calibration_factor" ga kerakli sozlashlarni kiriting.

"Calibration_factor" va "ofset" displeyga quyidagi hisoblar orqali ta'sir qiladi:

get_value = read_average - "ofset"

bosim = get_value/ "kalibrlash_faktori"

Men nasosimdagi vakuum o'lchagich o'rniga regulyatorni kalibrlash uchun eski tengsiz dvigatelli vakuum o'lchagichidan foydalanardim, chunki u kalibrlangan. Tengsiz o'lchagichning diametri 3-3/4 (9,5 sm) va o'qish ancha oson.

8 -qadam: Asosiy menyu

• Vakuum - nasosni yoqadi
• Kesish bosimi - kesish bosimini o'rnating
• Tara - Bu nasosda NO vakuum bilan va atmosfera bosimida bajarilishi kerak.
• Birlik-Qo'llaniladigan birliklarni tanlang (masalan, Hg, mm-Hg va psi)
• Qayta yuklash - Raspberry Pi -ni qayta yoqing
• O'chirish - Asosiy quvvatni o'chirishdan oldin Raspberry Pi -ni o'chiring.

9 -qadam: Vakuum

Vakuum menyusini bosish nasosni yoqadi va yuqoridagi ekranni ko'rsatadi. Bu ekranda regulyatorning birliklari va [kesish bosimi] sozlamalari, shuningdek, nasosning joriy bosimi ko'rsatiladi. Vakuum menyusidan chiqish uchun tugmani bosing.

10 -qadam: kesish bosimi

Chiqib ketish bosimi menyusi kesish uchun kerakli bosimni tanlash imkonini beradi. Tugmani aylantirish ko'rsatiladigan bosimni o'zgartiradi, kerakli bosimga yetganda tugmani bosib Saqlash va menyudan chiqish.

11 -qadam: tara

Tara menyusi nasosda NO vakuum va atmosfera yoki nol bosim o'lchagich bilan bajarilishi kerak.

12 -qadam: birliklar

"Birliklar" menyusi ishlash va ko'rsatish birliklarini tanlash imkonini beradi. Odatiy birlik-Hg, lekin mm-Hg va psi ham tanlanishi mumkin. Joriy birlik yulduzcha bilan ko'rsatiladi. Birlikni tanlash uchun kursorni kerakli birlikka o'tkazing va tugmani bosing. Nihoyat, kursorni Orqaga siljiting va Chiqish va Saqlash uchun tugmani bosing.

13 -qadam: qayta yoqish yoki o'chirish

Nomidan ko'rinib turibdiki, ushbu menyu elementlaridan birini tanlash qayta yuklash yoki o'chirishga olib keladi. Quvvat o'chmasidan oldin Raspberry Pi -ni o'chirish tavsiya etiladi. Bu ish paytida o'zgartirilgan parametrlarni saqlaydi va SD -kartani buzish ehtimolini kamaytiradi.

14 -qadam: ishga tushirishda ishga tushiring

Ajoyib Instructable Raspberry Pi bor: ishga tushganda skriptlarni ishga tushirish uchun Python skriptini ishga tushirishda ishga tushiring.

RPi -ga kiring va /Vac_Sensor katalogiga o'ting.

cd /Vac_Sensornano launcher.sh

Launcher.sh saytiga quyidagi matnni qo'shing

#!/bin/sh # launcher.sh # uy katalogiga o'ting, keyin bu katalogga o'ting, keyin python skriptini bajaring, keyin homecd/cd home/pi/Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py cd/

Ishga tushirish moslamasidan chiqing va saqlang.sh

Biz skriptni bajariladigan qilib qo'yishimiz kerak.

chmod 755 launcher.sh

Skriptni sinab ko'ring.

sh ishga tushirgich.sh

Keyin skriptni ishga tushirish uchun crontab (Linux vazifa menejeri) ni tahrir qilishimiz kerak. Eslatma: biz ilgari /logs katalogini yaratganmiz.

sudo crontab -e

Bu crontab oynasini yuqorida ko'rinib turganidek olib keladi. Fayl oxiriga o'ting va quyidagi qatorni kiriting.

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

Fayldan chiqing va saqlang va RPi -ni qayta ishga tushiring. Skript RPi qayta ishga tushirilgandan so'ng vac_sensor.py skriptini ishga tushirishi kerak. Skript holatini /logs papkasida joylashgan jurnal fayllarida tekshirish mumkin.

15 -qadam: 3D bosma qismlar

Bu men Fusion 360 -da ishlab chiqilgan va sumka, tugma, kondansatkich qopqog'i va vintli qavs uchun bosilgan qismlar.

Vakuum sensori moslamasini korpusga ulash uchun Thingiverse -dan 1/4 dyuymli NPT yong'og'i uchun bitta modeldan foydalandim. Ostariya tomonidan yaratilgan fayllarni NPT 1/4 Thread -da topish mumkin.