Дижитал вакуум зохицуулагч: 15 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэ бол сонгосон вакуум даралтаар ажиллах дижитал вакуум зохицуулагчаар өөрчлөгдсөн Veneer вакуум пресс (вакуум насос) юм. Энэ төхөөрөмж нь VeneerSupplies.com эсвэл JoeWoodworking.com -ийн төлөвлөгөөгөөр бүтээгдсэн миний DIY өнгөлгөөтэй вакуум пресс дэх вакуум хянагчийг орлох болно. Эдгээр нь маш сайн төлөвлөгөө бөгөөд насосууд нь төлөвлөсний дагуу маш сэтгэл ханамжтай ажилладаг. Гэсэн хэдий ч би бол тэнэг хүн бөгөөд би насосоо дижитал удирдлагатай зохицуулагчтай илүү олон төрлийн даралтаар даралтын тохиргоог хялбархан удирдах боломжийг олгодог.

Саяхан миний вакуум хянагчийн доод хязгаараас давсан хэрэгцээ гарч ирэв (1 -р төрөл). Энэхүү төсөлд 2-оос 10 инг-Hg хүртэлх даралтын хувьд 2-р төрлийн вакуум хянагч шаардлагатай байв. Миний 1-р төрлийн вакуум хянагчийг 2-р хэлбэрийн загвараар солих нь сонголт байсан боловч хоёр вакуум хооронд шилжихийн тулд нэмэлт зардал, өөрчлөлт шаардагдах тул энэ нь боломжгүй мэт санагдсан. Хамгийн тохиромжтой шийдэл бол илүү өргөн даралттай ганц хянагч юм (2-оос 28 инч хүртэл).

Вакуум хянагч: Вакуум насос эсвэл релеийг сонгосон даралтаар идэвхжүүлэхэд ашигладаг вакуум удирдлагатай микро унтраалга. Вакуум хянагч нь хүссэн түвшний вакуум руу залгах боломжийг олгодог тохируулгын шурагтай. Контактууд нь 120 вольтын хувьсах гүйдлийн үед 10 ампераар үнэлэгддэг.

Вакуум хянагчийн төрлүүд: 1 -р төрөл = 10.5 "-аас 28" Hg хүртэл (2 -оос 5 "Hg хүртэл) 2 -р төрөл = 2" -10 "Hg (2 -оос 4" Hg хүртэл) тохируулж болно.

Алхам 1: Дизайн анхаарах зүйлс

Миний дизайн вакуум хянагчийг дижитал вакуум зохицуулагчаар (DVR) сольсон. DVR нь RELAY-30A-ийн LINE-DVR шугамыг хянахад ашиглагдах болно. Энэхүү загвар нь DVR-ийг асаахын тулд үндсэн хяналтын хайрцагт AC/DC 5-VDC тэжээлийн хангамжийг оруулах шаардлагатай.

Энэхүү загвар нь олон төрлийн вакуум даралтыг хадгалах чадвартай боловч гүйцэтгэл нь насосны хүчин чадлаас шууд хамаардаг. Даралтын доод хязгаарт том CFM насос нь эдгээр даралтыг хадгалж үлдэх боловч шахуургын шилжилтээс болж даралтын хэлбэлзэл ихсэх болно. Энэ бол миний 3 CFM насосны хувьд юм. Энэ нь 3 in-Hg-ийг хадгалах чадвартай боловч даралтын хэлбэлзэл нь ± 1 in-Hg бөгөөд насосны ON циклүүд ховор тохиолддог боловч ойролцоогоор нэг эсвэл хоёр секунд үргэлжилдэг. Даралтын дифференциал хэлбэлзэл нь 1 in-Hg байвал 141 фунт/фут²-ээс 283 фунт/фут квадрат хүртэл даралттай болно. Надад эдгээр бага даралтын үед вакуум дарах туршлага байгаагүй тул даралтын хэлбэлзлийн ач холбогдлыг сайн мэдэхгүй байна. Миний бодлоор жижиг вакуум насос нь вакуум даралтыг бага байлгаж, даралтын хэлбэлзлийг бууруулахад илүү тохиромжтой байх болов уу.

Энэхүү зохицуулагчийн бүтцэд Raspberry Pi Zero, MD-PS002 даралт мэдрэгч, HX711 Wheatstone гүүрний өсгөгч модуль, LCD дэлгэц, 5V цахилгаан хангамж, Ротари кодлогч ба реле модуль багтсан болно. Эдгээр бүх эд ангиудыг таны дуртай интернет электроникийн эд анги нийлүүлэгчдээс авах боломжтой.

Би Raspberry Pi (RPi) -ийг сонгодог, учир нь python бол миний илүүд үздэг програмчлалын хэл бөгөөд RPi -ийн дэмжлэгийг авах боломжтой байдаг. Энэ програмыг ESP8266 эсвэл python ажиллуулах чадвартай бусад хянагч руу зөөж болно гэдэгт би итгэлтэй байна. RPi -ийн нэг сул тал бол SD картыг гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд үүнийг унтраахыг зөвлөж байна.

Алхам 2: эд ангиудын жагсаалт

Энэхүү төхөөрөмж нь Raspberry Pi, даралт мэдрэгч, HX711 гүүрний өсгөгч, LCD болон бусад эд ангиудыг ойролцоогоор 25 долларын үнэтэй тавиур дээр суурилуулсан болно.

Хэсэг: 1ea Raspberry Pi Zero-хувилбар 1.3 $ 5 1ea MD-PS002 вакуум мэдрэгч үнэмлэхүй даралт мэдрэгч $ 1.75 1ea HX711 ачаалал ба даралт мэдрэгч 24 бит AD модуль $ 0.75 1ea KY-040 эргэдэг кодлогч модуль $ 1 1ea 5V 1.5A 7.5W Switch Power Module AC-DC Step Down Module $ 2.56 1aa 2004 20x4 Character LCD Display Module $ 4.02 1ea 5V 1-Channel Optocoupler Relay Module $ 0.99 1ea Adafruit Perma-Proto Хагас хэмжээтэй талхны самбар ПХБ $ 4.50 1ea 2N2222A NPN транзистор $ 0.09 2ea 10K резистор 1 эфир "ID x 1/4" FIP $ 3.11 1ea Гуулин хоолой дөрвөлжин толгойны залгуур 1/4 "MIP $ 2.96 1ea GX12-2 2 зүү диаметртэй 12мм эрэгтэй, эмэгтэй утастай хавтан холбогч дугуй шураг хэлбэртэй цахилгаан холбогч залгуур залгуур $ 0.67 1ea Proto хайрцаг (эсвэл 3D хэвлэсэн))

Алхам 3: Вакуум мэдрэгчийн угсралт

Mingdong Technology (Shanghai) Co., Ltd (MIND) компанийн үйлдвэрлэсэн MD-PS002 даралтын мэдрэгч нь 150 KPa (үнэмлэхүй даралт) -тай. Энэхүү мэдрэгчийн даралтын хэмжигдэхүүн (далайн түвшинд) 49-101 KPa эсвэл 14.5 -29.6 in Hg байх болно. Эдгээр мэдрэгчийг eBay, banggood, aliexpress болон бусад онлайн сайтуудаас авах боломжтой. Гэсэн хэдий ч эдгээр цөөн хэдэн нийлүүлэгчдийн жагсаасан техникийн үзүүлэлтүүд хоорондоо зөрчилдөж байгаа тул Миндонг технологийн орчуулсан "Техникийн параметрүүд" хуудсыг оруулсан болно.

Мэдрэгчийг HX711 ачааллын эс ба даралтын мэдрэгчтэй 24 битийн AD модульд холбохын тулд дараах зүйлсийг хийх шаардлагатай: 3 ба 4 -р зүүг хооронд нь холбох; Зүү 1 (+IN) -ийг E+руу; 3 ба 4 (-IN) зүүг E руу холбоно уу; HX711 модулийн 2-р зүүг (+ OUT) A+, 5-р зүүг (-OUT) A- руу холбоно уу. Утастай мэдрэгчийг гуулин адаптерт савлахаас өмнө мэдрэгчийн үзүүр ба ил гарсан ирмэгийг дулаан агшаагч хоолой эсвэл цахилгаан соронзон хальсаар хучих хэрэгтэй. Мэдрэгчийг өргөстэй хөхний толгой дээр байрлуулж, дараа нь тунгалаг силиконоор битүүмжилж, адаптер доторх мэдрэгчийг битүүмжилж, мэдрэгчийг нүүрнээс нь хол байлгахыг анхаарна уу. Мэдрэгчийн утсыг байрлуулах хангалттай том нүхээр өрөмдсөн гуулин хоолойн дөрвөлжин толгойн залгуурыг утсан дээр шургуулж, силиконоор дүүргэж, өргөст адаптерт шургуулна. Илүүдэл битүүмжлэлийг угсрах хэсгээс арчиж, битүүмжлэлийг хатаах хүртэл 24 цагийн турш туршиж үзээрэй.

Алхам 4: Электроник

Электроник нь MD-PS002 даралтын мэдрэгч, KY-040 Ротари кодлогч, реле модуль, LCD дэлгэц бүхий HX711 модульд холбогдсон Raspberry Pi Zero (RPi) -аас бүрдэнэ. Ротари кодлогч нь кодлогчын DT руу Pin 21 -ээр, CLK -д 16 -р зүү, кодлогчын SW буюу унтраалга руу Pin 20 -ээр RPi -тай холбогддог. Даралтын мэдрэгч нь HX711 модульд холбогдсон бөгөөд энэ модулийн DT ба SCK тээглүүрүүд нь RPi -ийн 5, 6 -р зүүтэй шууд холбогддог. Релений модулийг 2N2222A транзисторын хэлхээгээр өдөөдөг бөгөөд гох эх үүсвэр болох RPi Pin 32 -тэй холбогддог. Реле модулийн ердийн нээлттэй контактууд нь LINE-SW ба 30А РЕЛЕЙ-ийн ороомгийн нэг талд холбогдсон байдаг. Дижитал вакуум зохицуулагчийн хүч ба газардуулгыг RPi 1, 4, 6, 9 -р зүүгээр хангадаг. Pin 4 бол 5V тэжээлийн зүү бөгөөд RPi -ийн тэжээлийн оролттой шууд холбогддог. Холболтын талаархи дэлгэрэнгүй мэдээллийг дижитал вакуум зохицуулагчийн схемээс харж болно.

Алхам 5: Raspberry Pi -ийг шинэчлэх, тохируулах

Raspberry Pi (RPi) дээрх одоо байгаа програм хангамжийг дараах тушаалын мөрийн дагуу шинэчлээрэй

sudo apt-get updatesudo apt-get upgrade

Тухайн үед таны RPi-ийн хуучирсан байдлаас шалтгаалан эдгээр тушаалуудыг дуусгахад шаардагдах хугацааг тодорхойлно.

sudo raspi-config

Дээр үзүүлсэн дэлгэц гарч ирнэ. Нэгдүгээрт Нарийвчилсан сонголтууд, дараа нь Файлын системийг өргөтгөж, Тийм гэж сонгоно уу. Raspi-Config-ийн үндсэн цэс рүү буцаж орсны дараа Boot to Desktop/Scratch-ийг сонгоод Boot to Console-ийг сонгоно уу. Үндсэн цэснээс Нарийвчилсан сонголтуудыг сонгоод боломжтой сонголтуудаас I2C ба SSH -ийг идэвхжүүлнэ үү. Эцэст нь Finish -ийг сонгоод RPi -ийг дахин ачаална уу.

Python -д зориулсан I2C болон numpy програм хангамжийн багцуудыг суулгаарай

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

Алхам 6: Програм хангамж

RPi -д нэвтэрч дараах сангуудыг үүсгэнэ үү. /Vac_Sensor нь програмын файлуудыг агуулдаг ба /logs нь crontab бүртгэлийн файлуудыг агуулдаг.

cd ~ mkdir Vac_Sensor mkdir logs cd Vac_Sensor

Дээрх файлуудыг /Vac_Sensor фолдерт хуулж ав. Би WinSCP -ийг ашиглан RPi дээрх файлуудыг холбож, удирдах боломжтой. RPi холболтыг Wifi эсвэл цуваа холболтоор хийсэн байж магадгүй, гэхдээ ийм төрлийн холболтыг зөвшөөрөхийн тулд SSH-ийг raspi-config-д идэвхжүүлэх шаардлагатай.

Үндсэн програм нь vac_sensor.py бөгөөд командын мөрөөс ажиллуулж болно. Скриптийг шалгахын тулд дараахь зүйлийг оруулна уу.

sudo python vac_sensor.py

Өмнө дурьдсанчлан vac_sensor.py скрипт нь масштабын үндсэн файл юм. Энэ нь HX711 модулаар вакуум мэдрэгчийг уншихын тулд hx711.py файлыг импортлодог. Миний төсөлд ашигладаг hx711.py хувилбар нь tatobari/hx711py -ээс гаралтай. Энэ хувилбар нь миний хүссэн онцлог шинж чанаруудыг олж харсан.

LCD дэлгэц нь Denis Pleic -ийн RPi_I2C_driver.py шаарддаг бөгөөд сэрээ нь Marty Tremblay бөгөөд MartyTremblay/RPi_I2C_driver.py дээрээс олж болно.

Питер Флокерын Ротари кодлогчийг https://github.com/petervflocke/rotaryencoder_rpi дээрээс олж болно.

Alan Aufderheide -ийн pimenu -г https://github.com/skuater/pimenu дээрээс олж болно.

Config.json файл нь програмд хадгалагдсан өгөгдлийг агуулдаг бөгөөд зарим зүйлийг цэсийн сонголтоор өөрчилж болно. Энэ файлыг Shutdown дээр шинэчилж хадгалдаг. "Нэгжүүд" -ийг Units цэсийн сонголтоор in-Hg (анхдагч), mm-Hg эсвэл psi хэлбэрээр тохируулж болно. "Vacuum_set" нь захын даралт бөгөөд Hg-ийн утга хэлбэрээр хадгалагдах бөгөөд Cutoff Pressure цэсийн сонголтоор өөрчлөгддөг. "Calibration_factor" утгыг config.json файлд гараар тохируулсан бөгөөд вакуум мэдрэгчийг вакуум хэмжигч дээр тохируулснаар тодорхойлно. "Офсет" нь Tare -ийн үүсгэсэн утга бөгөөд үүнийг энэ цэсээр тохируулж болно. "Cutoff_range" -ийг config.json файлд гараар тохируулсан бөгөөд "vakuum_set" утгын даралтын дифференциал муж юм.

Таслах утга = "vakuum_set" ± (("cutoff_range" /100) x "vacuum_set")

Таны "calibration_factor" ба "offset" нь надад байгаагаас ялгаатай байж болохыг анхаарна уу. Config.json файлын жишээ:

Алхам 7: Калибровк хийх

Дараах тушаалуудыг ажиллуулж SSH ашиглан шалгалт тохируулга хийх нь илүү хялбар байдаг.

cd Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py

Питон скриптээс гарахыг Ctrl-C ашиглан хийх боломжтой бөгөөд /Vac_Sensor/config.json файлд өөрчлөлт оруулах боломжтой.

Вакуум мэдрэгчийг тохируулахын тулд вакуум хэмжигчийг нарийвчлалтай хийх шаардлагатай бөгөөд "calibration_factor" -ийг LCD дэлгэц дээр харуулсан гаралттай тохируулах шаардлагатай. Нэгдүгээрт, Tare цэсийн сонголтыг ашиглан атмосферийн даралттай насосоор "офсет" утгыг тохируулж хадгална уу. Дараа нь вакуум цэсээр насосыг асааж, даралт буурсны дараа LCD дэлгэцийг уншаад үүнийг вакуум хэмжигчтэй харьцуулна уу. Насосыг унтрааж, скриптээс гарна уу. /Vac_Sensor/config.json файлд байрлах "calibration_factor" хувьсагчийг тохируулна уу. Скриптийг дахин эхлүүлээд Tare -ээс бусад үйл явцыг давтана уу. LCD дэлгэц нь хэмжигчийн заалттай тохирох хүртэл "calibration_factor" -д шаардлагатай тохиргоог хийнэ үү.

"Calibration_factor" ба "offset" нь дараахь тооцоогоор дэлгэцэнд нөлөөлдөг.

get_value = read_average - "офсет"

даралт = get_value/ "calibration_factor"

Би насосны вакуум хэмжигчийн оронд тохируулагчийг шалгалт тохируулга нь тасарсан тул тохируулахын тулд хуучин Peerless хөдөлгүүрийн вакуум хэмжигчийг ашигласан. Peerless хэмжигч нь 3-3/4 (9.5 см) диаметртэй бөгөөд уншихад илүү хялбар байдаг.

Алхам 8: Үндсэн цэс

• Вакуум - насосыг асаана
• Таслах даралт - Таслах даралтыг тохируулна
• Tare - Үүнийг насос дээр вакуумгүй, атмосферийн даралттай хийх ёстой.
• Нэгж-Ашиглах нэгжийг сонгоно уу (жишээ нь in-Hg, mm-Hg ба psi)
• Дахин ачаалах - Raspberry Pi -ийг дахин ачаална уу
• Унтраах - Үндсэн хүчийг унтраахын өмнө Raspberry Pi -г унтраа.

Алхам 9: Вакуум

Вакуум цэсийн сонголтыг дарахад насос асаж, дээрх дэлгэц гарч ирнэ. Энэ дэлгэц нь зохицуулагчийн нэгж ба [Cutoff Pressure] тохиргоо, мөн насосны одоогийн даралтыг харуулна. Вакуум цэснээс гарахын тулд товчлуурыг дарна уу.

Алхам 10: Таслах даралт

Таслах даралтын цэс нь таслахад шаардлагатай даралтыг сонгох боломжийг танд олгоно. Товчлуурыг эргүүлснээр хүссэн даралтад хүрэх үед гарч ирэх даралтыг өөрчлөх болно.

Алхам 11: таар

Tare цэсийг насос дээр NO вакуум хийж, атмосфер эсвэл тэг даралтыг хэмжих хэмжүүрээр хийх ёстой.

Алхам 12: нэгжүүд

Нэгжийн цэс нь үйл ажиллагааны нэгжийг сонгох, харуулах боломжийг олгоно. Анхдагч нэгж нь in-Hg боловч мм-Hg ба psi-ийг бас сонгож болно. Одоогийн нэгжийг одоор тэмдэглэнэ. Нэгж сонгохын тулд курсорыг хүссэн нэгж рүү шилжүүлж, бариулыг дарна уу. Эцэст нь курсорыг Буцах руу шилжүүлж, гарах ба хадгалахын тулд товчлуурыг дарна уу.

Алхам 13: Дахин ачаалах эсвэл унтраах

Нэрнээс нь харахад эдгээр цэсийн аль нэгийг сонгох нь дахин ачаалах эсвэл унтраахад хүргэдэг. Цахилгаан унтрахаас өмнө Raspberry Pi -г унтраахыг зөвлөж байна. Энэ нь үйл ажиллагааны явцад өөрчлөгдсөн параметрүүдийг хадгалах бөгөөд SD картыг гэмтээх магадлалыг бууруулах болно.

Алхам 14: Эхлэх үед ажиллуулна уу

Маш сайн Instructable Raspberry Pi байна: Эхлэх үед скрипт ажиллуулахын тулд Python скриптийг эхлүүлэх.

RPi -д нэвтэрч /Vac_Sensor директор руу орно уу.

cd /Vac_Sensornano эхлүүлэгч.sh

Launcher.sh дээр дараах текстийг оруулна уу

#!/bin/sh # launcher.sh # гэрийн лавлах руу очоод дараа нь энэ лавлах руу очоод python скриптийг ажиллуулаад homecd/cd home/pi/Vac_Sensor sudo python vac_sensor.py cd/

Эхлүүлэгчээс гараад хадгална уу.sh

Бид скриптийг гүйцэтгэх боломжтой болгох хэрэгтэй.

chmod 755 launcher.sh

Скриптийг туршиж үзээрэй.

sh эхлүүлэгч.sh

Дараа нь бид скриптийг эхлүүлэхдээ эхлүүлэхийн тулд crontab (linux task manager) -ийг засах хэрэгтэй. Тэмдэглэл: бид өмнө нь /logs директорыг үүсгэсэн.

sudo crontab -e

Энэ нь дээр үзүүлсэн шиг crontab цонхыг авчрах болно. Файлын төгсгөлд очоод дараах мөрийг оруулна уу.

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

Файлаас гараад хадгалаад RPi -г дахин ачаална уу. Скрипт нь RPi дахин ачаалсны дараа vac_sensor.py скриптийг эхлүүлэх ёстой. Скриптийн статусыг /logs фолдерт байрлах бүртгэлийн файлуудаас шалгаж болно.

Алхам 15: 3D хэвлэсэн хэсэг

Энэ бол миний Fusion 360 -д зохион бүтээсэн, хайрцаг, бариул, конденсаторын таг, шураг хаалтанд зориулж хэвлэсэн хэсгүүд юм.

Би вакуум мэдрэгчийн угсралтыг хайрцагт холбохын тулд Thingiverse -аас 1/4 NPT Nut самбарт зориулж нэг загвар ашигласан. Остариягийн үүсгэсэн файлуудыг NPT 1/4 Thread дээрээс олж болно.