Spin Coater V1 (เกือบอะนาล็อก): 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

อุปกรณ์บางอย่างไม่ได้ถูกสร้างมาให้คงทน ฉันเป็นนักเรียน/นักวิจัยกำลังศึกษาวัสดุฟิล์มบางสำหรับเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ ครั้งหนึ่งอุปกรณ์ที่ฉันพึ่งพาเรียกว่าเครื่องเคลือบแบบหมุน นี่คือเครื่องมือที่ใช้ทำฟิล์มบางของวัสดุจากสารละลายของเหลวหรือสารตั้งต้น ฟิล์มบางนี้สามารถจัดเป็นชั้นในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แผงโซลาร์เซลล์หรือไฟ LED

ที่มหาวิทยาลัยของฉัน เราประสบปัญหามากมายเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่มีราคาไม่แพง ซึ่งมีจำหน่ายในราคาเทียบเท่ากับไม่กี่พันดอลลาร์ เครื่องเคลือบแบบหมุนเชิงพาณิชย์เหล่านี้ใช้หัวจับสุญญากาศเพื่อยึดตัวอย่าง และปัญหาที่พวกเขาพบนั้นรวมถึงมอเตอร์ที่ยึด หัวจับสุญญากาศที่อุดตัน ตัวเก็บประจุแบบควันบุหรี่ และอื่นๆ ที่ส่งผลต่อการตอบสนองซึ่งการควบคุมความเร็วอาศัย ฉันไม่ได้ตระหนักถึงปัญหาที่กลุ่มวิจัยแต่ละกลุ่มมีกับพวกเขา แต่ฉันรู้ว่าโดยทั่วไปมีอย่างน้อยหนึ่งรายการที่ได้รับการซ่อมแซมหรือรอการซ่อมแซมในเวลาใดก็ตาม

การออกแบบที่ฉันแชร์นั้นเรียบง่าย ตอนแรกใช้เทปสองหน้าแทนหัวจับสุญญากาศเพื่อเก็บตัวอย่าง ซึ่งได้รับการอัปเดตในภายหลังเพื่อให้มีการออกแบบที่ใช้งานง่ายขึ้น (ดูขั้นตอนที่ 6) เปิดใช้งานมานานกว่าหนึ่งปีภายใต้การใช้งานเบา ไม่มีปัญหาใดๆ นอกจากรีเลย์เสื่อมสภาพ (นี่ไม่ใช่รีเลย์ใหม่เมื่อติดตั้ง)

โปรเจ็กต์นี้ส่วนใหญ่ทำจากชิ้นส่วนที่พบ เช่น มอเตอร์ที่มีพิกัดกระแส 1 "เลียร์" (500 มิลลิแอมป์) คอนกรีต ไม้ก่อสร้าง และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บางส่วนที่ได้รับการกู้คืน

เสบียง

ฉันคาดหวังให้ใครก็ตามที่ลองใช้โครงการนี้เพื่อสร้างรูปแบบต่างๆ ดังนั้นนี่จึงเป็นรายการที่ไม่ครบถ้วนสมบูรณ์ของสิ่งที่จำเป็นสำหรับโครงการ

แกนหลัก:

มอเตอร์กระแสตรงที่มีความเร็วไม่น้อยกว่า 4,000 รอบต่อนาที

Chuck สร้างขึ้นสำหรับมอเตอร์ที่เลือก (จะกล่าวถึงในภายหลัง)

ห้อง:

อ่างพลาสติกทรงกลม (ฉันใช้อ่างโยเกิร์ต)

พลาสติกหนาหรือทางเลือกอื่นสำหรับปูรองก้นอ่าง

ผ้ากระดาษ

เทป

เมานต์:

ตัดไม้สนขนาด 38x228 มม. (มักใช้สำหรับมุงหลังคา)

บานพับยาว 30 มม.

ยางหรือโฟมแข็ง (ติดมอเตอร์)

สลักเกลียว M6 พร้อมหัวไขควงที่เหมาะสม

น็อต M6

เครื่องซักผ้า 6 มม.

ฐานและช่วงล่าง:

ฐานหนัก (ฉันใช้บล็อกคอนกรีตตัดให้ได้ขนาด)

M6 แถบเกลียว

น็อต M6 9x สำหรับแท่งเกลียว

3x สปริงยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม.

แหวนรอง 12x6 มม.

พื้นฐานการควบคุม:

กล่องโครงการ (ฉันใช้อ่างไอศครีมนี่เป็นข้ออ้างที่ดีในการกินไอศกรีม)

แหล่งจ่ายไฟ 12V (ฉันใช้ 2 เพื่อให้มอเตอร์อยู่ในแหล่งที่แยกต่างหาก)

1x ไดโอดเรียงกระแสสำหรับมอเตอร์

ตัวจับเวลา 2 ระดับ:

2x n-channel MOSFET (เช่น IRF540)

ฝาอลูมิเนียม 2x 47 uF 35V

หม้อ 2x B500k สไลด์คู่

ตัวต้านทาน 200K

ตัวต้านทาน 10K

2x วงจรเรียงกระแสไดโอดสำหรับรีเลย์

ปุ่มกด ติดต่อชั่วขณะ

รีเลย์ SPST (ตัวตั้งเวลาเริ่ม/หยุด)

รีเลย์ DPDT (ความเร็วของตัวจับเวลา 1/ความเร็ว 2)

วงจร PWM:

1x NE555 ตัวจับเวลา

ตัวต้านทาน 1x 1k

ตัวเก็บประจุ 2x 10nC

1x n-channel MOSFET (เช่น IRF540)

1x ฮีทซิงค์สำหรับ MOSFET

1x ฉนวนซิลิโคนเครื่องซักผ้าสำหรับฮีทซิงค์

www.mantech.co.za/ProductInfo.aspx?Item=14…

หม้อ 2x 10k (รอบการทำงาน)

1x ไดโอดเรียงกระแสสำหรับรีเลย์

การทดสอบความเร็วมอเตอร์:

ในอุดมคติ:

เครื่องวัดวามเร็วแบบออปติคัล

ทางเลือก:

เทป

ลวดเส้นเล็กเช่นวัตถุแข็ง (เช่น ลวด ไม้จิ้มฟัน คลิปหนีบกระดาษ)

คอมพิวเตอร์ที่ติดตั้ง "Audacity"

ขั้นตอนที่ 1: คุณมีมอเตอร์ที่เหมาะสมหรือไม่?

เครื่องเคลือบแบบหมุนส่วนใหญ่ต้องทำงานในช่วงความเร็ว 500 ถึง 6000 รอบต่อนาที งานของฉันต้องการความเร็วนำเข้าสูงสุด 2,000 และ 4000 รอบต่อนาที ดังนั้นฉันจึงสามารถใช้มอเตอร์กระแสตรงที่ฉันใช้อยู่ ซึ่งทำงานในช่วง 1100 ถึง 4500 รอบต่อนาที มอเตอร์ของฉันสามารถทำงานได้ช้าลงแม้ว่าความเร็วที่ช้าลงจะเชื่อถือได้น้อยกว่าเนื่องจาก ความต้านทานในมอเตอร์

หามอเตอร์และแหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสมถ้าคุณมีมอเตอร์ 12 V จับคู่แรงดันไฟฟ้าที่มอเตอร์ของคุณต้องการและกระแสของแหล่งจ่ายไฟควรมากกว่าที่มอเตอร์ต้องการ 20% หากคุณมีมอเตอร์ 24 V คุณจะต้องมีตัวแปลงสเต็ปดาวน์หรือแหล่งจ่ายไฟแยกต่างหากเพื่อให้จ่ายไฟ 12 V สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ต่อไป เราจะต้องการทดสอบความเร็วต่ำสุดและความเร็วสูงสุดที่มอเตอร์ของคุณสามารถรองรับได้ หากคุณมีแหล่งจ่ายไฟที่สามารถเลือก/ปรับแรงดันไฟฟ้าได้ ให้ใช้ ถ้าไม่สร้างวงจร PWM ที่แสดงในวงจรควบคุมเพิ่มเติม (หรือวงจรควบคุมทั้งหมด)

ขั้นตอนที่ 2: ทดสอบความเร็ว

เครื่องวัดวามเร็วแบบออปติคัลเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมในการทดสอบความเร็วของมอเตอร์ หากคุณสามารถรับมือกับมันได้ ผมขอนำเสนอวิธีอื่นในที่นี้

ส่วน A

1. เตรียมคอมพิวเตอร์เพื่อบันทึกเสียงด้วย "Audacity" ซึ่งเป็นโปรแกรมแก้ไขเสียงฟรี

2. พันเทปพันรอบแกนมอเตอร์ของคุณ (เทปไฟฟ้าหรือเทปกาวจะทำงานได้ดี)

3. ตั้งมอเตอร์ไว้ที่ความเร็วต่ำสุดที่สามารถจัดการได้

4. เริ่มบันทึกเสียง

5. ตามวิดีโอสำหรับส่วนนี้ ให้นำหมุดโลหะ ตะปู หรือคลิปหนีบกระดาษมาสัมผัสกับเทปสักครู่

6. หยุดการบันทึก

7. ทำซ้ำเพื่อความเร็วสูงสุด

8. ดูเสียงและคำนวณ RPM

เมื่อเราสัมผัสเทปด้วยหมุดโลหะ เราอยากให้มันแตะแทบไม่ได้ ยิ่งคุณนำพินไปที่เพลาของมอเตอร์มากเท่าใด เทปจะต้องโค้งงอมากเท่านั้นจึงจะผ่านได้ และยิ่งเราช้าลงหรือใช้โมเมนตัมจากมอเตอร์มากขึ้นเท่านั้น หากหน้าสัมผัสระหว่างเทปและหมุดโลหะนั้นเบาเกินไป เราอาจได้ระดับเสียงไม่เพียงพอในการบันทึกที่จะบอกเราเมื่อมีการติดต่อ คำนวณ RPM จากเสียงใน Audacity (ดูรูปด้านบน)

ส่วนข

1. ซูมเข้าไปในเสียงจนกว่าคุณจะเห็นจุดสูงสุดที่ชัดเจนของตำแหน่งที่พินทำการติดต่อ

2. คลิกซ้ายที่จุดพีคค้างไว้ เลื่อนเมาส์เพื่อให้พื้นที่ที่เลือกครอบคลุมอย่างน้อย 5 พีค

3. นับจำนวนยอด

4. ใช้การแสดงเวลา "เริ่มต้นและสิ้นสุดของส่วน" ที่ด้านล่างของหน้าต่างเพื่อดูเวลาที่ใช้ในการถึงจุดพีค/การหมุนเวียนเหล่านั้น

5. (จำนวนพีค)/(เวลาเป็นวินาที) = รอบต่อวินาที

6. RPM = (รอบต่อวินาที)*60

สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่ามอเตอร์ของคุณสามารถทำงานได้ด้วยความเร็วที่คุณต้องการก่อนสร้างโครงสำหรับมอเตอร์นั้น เราจะทำการทดสอบความเร็วซ้ำในตอนท้ายเพื่อสอบเทียบในภายหลังโดยละเว้นขั้นตอนที่ 7 ของส่วน A และแทนที่ขั้นตอนที่ 3 ด้วยความเร็วใดก็ตามที่เรากำลังทดสอบ

ขั้นตอนที่ 3: ตัวอย่าง Chuck

ส่วนที่สำคัญที่สุดของงานสร้างนี้คือหัวจับตัวอย่าง สำหรับหัวจับอะลูมิเนียม เพื่อนของฉัน (เจอร์รี่) ใช้เครื่องกลึง จากนั้นจึงทำการขันเกลียวให้เข้ากับมอเตอร์เฉพาะของฉัน (ด้ายอิมพีเรียลในกรณีของฉัน) สำหรับมอเตอร์ที่มีเกลียวเกลียวบนเพลา การติดตั้งหัวจับเป็นเพียงแค่การขันให้แน่นเมื่อทำขึ้นแล้ว (ลิงค์) ฉันพบว่าสิ่งนี้ง่ายกว่าแม้ว่าจะมีแนวโน้มที่จะมีการติดตั้งหัวจับล่วงหน้ามากกว่า หากคุณใช้มอเตอร์ที่มีเพลาเรียบ คุณจะไม่มีปัญหากับ "เกลียว" ในเกลียว ความท้าทายที่นี่คือเพลาจะต้องติดกาวหรือมีสกรูด้วงเพื่อขันให้แน่นกับเพลา

หากคุณสามารถเข้าใช้เครื่องกลึงโลหะและมีผู้ชำนาญการใช้ ทางที่ดีควรเปลี่ยนหัวจับ หากมอเตอร์ของคุณมีเกลียว ให้แตะเกลียวตรงกลางหัวจับ สำหรับมอเตอร์ที่มีเพลาเรียบ คุณจะต้องใช้สกรูตัวหนอนกดที่ด้านข้างของเพลาและยึดเข้าที่

ทางเลือกอื่นที่แสดงในภาพด้านบนคือการเลื่อยรูและตัดจานโดยใช้สว่าน จากนั้นใช้การแตะเพื่อแตะเธรดเข้าตรงกลาง หากคุณมีวัสดุที่อ่อนนุ่ม คุณสามารถเอาเสี้ยนออกได้โดยใช้มีด สำหรับวัสดุที่แข็งกว่านี้ ตะไบจะเหมาะ ด้านบนของรูสามารถเติมด้วยอีพ็อกซี่หรือตัดออกจากแผ่นโลหะสามารถอีพ็อกซี่กับพื้นผิวได้

ความปลอดภัย: ไม่แนะนำให้ใช้กาว/อีพ็อกซี่บนหัวจับ เพราะถ้ากาวเสีย… หัวจับจะไปอยู่ที่ใด หัวจับจะหมุนด้วยความเร็วสูงระหว่างการใช้งาน ทำให้หัวจับที่ทำจากแผ่นโลหะบางๆ อาจเปลี่ยนเป็นจานตัดได้ ฉันแนะนำให้ใช้วัสดุที่มีความหนาไม่น้อยกว่า 5 มม.

ขั้นตอนที่ 4: สร้างแท่นยึดมอเตอร์ - ฐานและสปริง

ตัวยึดมอเตอร์ควรใช้งานได้ 2 จุดประสงค์ ให้มอเตอร์อยู่กับที่และลดการสั่นสะท้าน เมาท์ที่คุณทำจะเป็นแบบเฉพาะสำหรับมอเตอร์ของคุณ ฉันจะอธิบายสิ่งที่ฉันได้ทำเพื่อให้คุณมีความคิดเกี่ยวกับวิธีการทำของคุณเอง มอเตอร์บางตัวมีการระบายอากาศที่ด้านข้าง ดังนั้นโปรดระวังว่านี่คือตำแหน่งใดและควรปล่อยให้มีการระบายความร้อนอย่างชัดเจน

ฐานและสปริงค้นหาฐานหนักที่ใหญ่พอสำหรับโครงการ ฉันพบส่วนของคอนกรีตที่มีความหนาที่เหมาะสม และตัดให้ได้ขนาดโดยใช้ใบเจียรเพชร เครื่องปูผิวทางคอนกรีตหรือแผ่นโลหะหนาก็ใช้ได้เช่นกัน ถ้าเป็นไปได้ ให้ลองหาสิ่งที่ไม่ต้องตัด

หินในคอนกรีตทำให้เจาะได้ยากและบางครั้งหมายความว่ารูจะลอยไปด้านข้าง ดังนั้นฉันจึงเจาะรูที่ฐานสำหรับแท่งเกลียวก่อนที่จะทำเครื่องหมายรูบนตัวเรือนมอเตอร์ (หากคุณมีวัสดุที่ปรับเปลี่ยนได้มากกว่านี้ ลำดับจะไม่มีความสำคัญ)

1. เจาะรูสำหรับแท่งเกลียวด้วยดอกสว่านเจาะปูนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งเกลียว

2. ใช้ดอกสว่านเจาะปูนขนาดใหญ่กว่ามากเพื่อเคาน์เตอร์จมปลายแท่งเกลียว แหวนรอง และน็อตที่จะอยู่ใต้ฐาน

3. ทำเครื่องหมายรูบนบล็อกไม้ของตัวเรือนมอเตอร์สำหรับแท่งเกลียวหรือบนแผ่นกระดาษเพื่อใช้ในภายหลังเป็นแม่แบบ

4. ตัดแถบเกลียวให้ยาว ตะไบขอบตัด และตรวจดูเกลียวว่ายังดีอยู่ วางน็อตบนแท่งก่อนตัด เมื่อนำสิ่งนี้ออก การแก้ไข ก็สามารถแก้ไข/จัดแนวด้ายได้ หากไม่เสียหายมากเกินไปในภายหลัง

5. วางแท่งไม้ผ่านคอนกรีตแล้วตามด้วยแหวนรองและน็อตในแต่ละด้าน

6ก. หากคุณสามารถหาสปริงที่ยาวและแข็งพอที่จะรองรับมอเตอร์และตัวเรือนได้ คุณสามารถวางสปริงแล้วตามด้วยแหวนรองแบบหนา จำเป็นต้องใช้แหวนรองหนา เนื่องจากแหวนบางอาจเข้าไปติดอยู่ที่ด้าย คุณสามารถสร้างเครื่องซักผ้าของคุณเองได้โดยการเจาะรูผ่านชิ้นส่วนโลหะที่เหมาะสมและปิดรูด้วยตะไบ

6b. หากคุณไม่ต้องการใช้สปริง สามารถใช้น็อตและแหวนรองแทนได้ ข้อเสียคือจะไม่ทำหน้าที่ลดแรงสั่นสะเทือนของมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 5: สร้างแท่นยึดมอเตอร์ - ตัวเรือนมอเตอร์

โครงมอเตอร์ทำขึ้นเหมือนแคลมป์ ชิ้นส่วนของไม้สนถูกบานพับร่วมกับโพรงตรงกลาง และน็อตและโบลต์เพื่อยึดให้แน่น ไม้ที่ใช้ทำที่อยู่อาศัยของฉันเป็นไม้ที่ตัดจากจันทันที่มีหน้าตัดขนาด 38x228 มม.

1. คิดหาขนาดของไม้ที่คุณต้องการสำหรับมอเตอร์ของคุณ และทำเครื่องหมายชิ้นส่วนนั้นตาม (a) ของรูปภาพด้านบน

2. ทำเครื่องหมายรูที่ไม่เล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของมอเตอร์ของคุณ เราต้องการพื้นที่เล็กน้อยสำหรับแถบยางที่จะอยู่ระหว่างมอเตอร์และตัวเรือน การประกอบนั้นให้อภัยกับขนาดของรูเนื่องจากแคลมป์เหมือนการยึด (บานพับและโบลต์)

3. เจาะรูนำแล้วเจาะรูโดยใช้เลื่อยเจาะรู รูเลื่อยที่ฉันใช้ตัดได้ลึกเพียง 22 มม. ดังนั้นฉันจึงเจาะครึ่งทางจากแต่ละด้าน

4. ทำเครื่องหมายและเจาะรูสำหรับแท่งเกลียวซึ่งจะรองรับตัวเรือนมอเตอร์ ควรหนากว่าแท่งเกลียวอย่างน้อย 1 มม. เพื่อให้เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ

5. ขันบานพับตาม (b) ในภาพด้านบน แล้วถอดออก นี่คือการทำหลุม

6. ตัดเป็นรูปร่างตามข้อ (b) ของภาพด้านบน ผมใช้เลื่อยหลัง

7. รูปทรงทำให้เรามีน๊อตอยู่ตรงข้ามกับบานพับ เจาะรูสำหรับสลักเกลียวตามที่แสดงใน (c) ของภาพด้านบน รูควรมีขนาดใหญ่กว่าสลักเกลียวประมาณ 2 มม. เพื่อให้เปิดและปิดชุดประกอบได้ง่าย

8. ตัดชิ้นตามยาวเช่นใน (d) ของภาพด้านบนแล้วขันบานพับกลับเข้าไป

9. พันมอเตอร์ด้วยแถบยางและใส่ในเคส ใส่แล้วขันน็อต โบลต์ และแหวนรองให้แน่นเพื่อยึดเคสให้แน่นแต่อย่าแน่นจนเกินไป หากมอเตอร์ของคุณมีการระบายอากาศที่ด้านข้าง ให้ตรวจสอบว่าคุณไม่ได้ปิดกั้นการไหลของอากาศ

10. วางตัวเรือนมอเตอร์ไว้บนฐาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสปริงอยู่ในตำแหน่งที่มีวงแหวนรองอยู่ด้านบน วางแหวนรองและน็อตบนแท่งเกลียวทั้ง 3 อันเพื่อยึดมอเตอร์ไว้ สามารถวางแผ่นยางเพิ่มเติมระหว่างตัวเรือนมอเตอร์และแหวนรองที่ด้านบนเพื่อลดการสั่นสะเทือนได้ดียิ่งขึ้น

11. ขันน็อต 3 ตัวให้แน่นโดยใช้ระดับจิตวิญญาณเพื่อเป็นแนวทาง

ขั้นตอนที่ 6: สร้าง Motor Mount - Chamber

ในการทำห้อง ฉันใช้อ่างโยเกิร์ตใสและแผ่นพลาสติกหนา

1. ใช้มีดตัดรูปทรงที่ฐานของภาชนะเพื่อดึงหัวจับเข้าไป (สำหรับหัวจับที่จะไม่ถอดออกเพื่อทำความสะอาด) ฉันตัดแนวทแยงผ่านฐานของภาชนะเพื่อให้มีพื้นที่มากขึ้นในการเคลื่อนย้ายภาชนะให้พอดีกับหัวจับโดยไม่ต้องขยายรูตรงกลาง

2. ยึดภาชนะเข้าที่ด้วยเทปกาวเล็กน้อยที่ด้านนอกของภาชนะ ฉันชอบการติดตั้งแบบถาวรเพื่อการทำความสะอาดที่ง่ายขึ้น

3. วางกระดาษทิชชู่ที่ด้านล่างของภาชนะเพื่อดูดซับของเหลวระหว่างการเคลือบแบบหมุน แล้วปิดช่องด้วยฟอยล์อลูมิเนียม ใช้เทปกาวเล็กน้อยเมื่อจำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้โดนด้ามหรือหัวจับ "การแต่งกาย" นี้ควรเปลี่ยนเป็นระยะ ฟอยล์จับของเหลวส่วนใหญ่และผ้าขนหนูกระดาษดูดซับสิ่งที่ผ่านกระดาษฟอยล์ส่วนใหญ่

โบนัส: หลังจากใช้วิธีเทปสองหน้าในการติดตัวอย่าง ฉันได้รับคำแนะนำจาก Ossila (พวกเขามีอุปกรณ์สำหรับห้องปฏิบัติการที่มีคุณภาพ) และตัดบัตรเครดิตเก่าเพื่อทำการติดตั้งแบบไม่ใช้สุญญากาศ/ไม่มีเทปสำหรับตัวอย่างของฉัน

ขั้นตอนที่ 7: สร้างวงจรควบคุม

เมื่อมองจากภาพด้านบน คุณจะเห็นไดอะแกรมวงจรที่เรียบร้อยและการใช้งานบอร์ดขนมปัง ฉันใช้แหล่งจ่ายไฟ 12V 500mA แยกกันสำหรับมอเตอร์และวงจรควบคุม เนื่องจากมอเตอร์ได้รับการจัดอันดับที่ 500mA โดยหลักการทั่วไป ควรมีความจุเพิ่มขึ้น 20% สำหรับแหล่งจ่ายไฟของคุณ หากคุณมีแหล่งจ่ายไฟที่สามารถจ่ายกระแสไฟได้เพียงพอสำหรับทั้งสองอย่าง

แทนที่จะดูวิธีการทีละขั้นตอน เรามาดูกันดีกว่าว่าแต่ละส่วนกำลังทำอะไรอยู่

วงจรควบคุมเวลาจะเปิดและปิดตัวเคลือบสปิน และควบคุมว่าใน 2 สเตจ/สถานะใดของวงจร PWM อยู่ในและเมื่อจะเปลี่ยน

ทำได้โดยเปิดรีเลย์ 2 ตัวผ่านทรานซิสเตอร์ MOSFET รีเลย์ SPST จะควบคุมการเปิดและปิด และรีเลย์ DPDT จะควบคุมหม้อสองชุดที่ตั้งค่ารอบการทำงานของวงจร PWM

วงจร PWM เป็นเพียงตัวจับเวลา NE555 ในการทำงานที่เสถียร รอบการทำงานในหม้อที่ถูกควบคุม โดยอัตราส่วนของความต้านทานที่ตั้งไว้ต่อมูลค่าของหม้อคือรอบการทำงาน (ดู "บล็อกตัวเลือกความเร็ว" ในแผนผัง)

ค่าใช้จ่าย:

MOSFETS ถูกใช้เนื่องจากสามารถสลับกระแสไฟที่ดึงออกมาได้เล็กน้อยผ่านเทอร์มินอลเกต ซึ่งช่วยให้เราสามารถเก็บประจุไว้ในตัวเก็บประจุเพื่อจ่ายไฟให้กับ MOSFETs ซึ่งจะขับรีเลย์ ปุ่มกดสัมผัสชั่วขณะใช้เพื่อชาร์จตัวเก็บประจุ ไดโอดถูกใช้ระหว่างการสัมผัสชั่วขณะและตัวเก็บประจุเพื่อป้องกันกระแสไหลจากตัวเก็บประจุหนึ่งไปยังอีกตัวเก็บประจุหนึ่ง

ปล่อย:

หลักการควบคุมเวลาของ 2 ระยะ คือ การคายประจุของตัวเก็บประจุผ่านแนวต้าน ความต้านทานนี้ถูกกำหนดโดยหม้อ ยิ่งความต้านทานสูง การปลดปล่อยก็จะช้าลง ตามอุดมคติแล้ว τ = RC โดยที่ τ คือคาบหรือเวลา R คือความต้านทาน และ C คือความจุ

ในวงจรเวลาที่ใช้มีหม้อคู่ 2 x 500K ซึ่งหมายความว่าสำหรับแต่ละหม้อจะมีขั้ว 2 ชุด เราใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้โดยการเดินสายไฟหม้อที่สองแบบอนุกรมกับตัวมันเองและแบบอนุกรมกับชุดขั้วต่อหม้อชุดแรกชุดใดชุดหนึ่ง วิธีนี้เมื่อเราตั้งค่าความต้านทานในหม้อแรก มันจะเพิ่มความต้านทานที่เท่ากันให้กับหม้อที่สอง หม้อแรกถูกจำกัดที่ 500K ในขณะที่วิธีการต่อสายที่สอง จะมีความต้านทานสูงถึง 1,000K บวกกับมูลค่าของหม้อแรก ในการรวมค่าความต้านทานขั้นต่ำ ฉันได้เพิ่มตัวต้านทานค่าคงที่ให้กับแต่ละบรรทัดตามแผนภาพวงจร

ขั้นตอนที่ 8: การสอบเทียบและการทดสอบ

หลังจากเสร็จสิ้นการปั่นเคลือบ ฉันก็ดำเนินการทดสอบต่อไป รูปภาพของตัวอย่างด้านบนมีตัวอย่าง (hybrid-perovskite) ที่ทำขึ้นจากเครื่องเคลือบสปินราคาแพงทางด้านซ้ายและตัวเคลือบสปินที่อธิบายไว้ในคำแนะนำนี้ทางด้านขวา เครื่องเคลือบแบบหมุนเหล่านี้ตั้งไว้ที่ความเร็วเท่ากัน

เครื่องเคลือบแบบหมุนสามารถปรับเทียบได้กับแรงดันไฟหรือเทียบกับตำแหน่งของหม้อความเร็วของคุณ ตอนแรกฉันปรับเทียบโดยใช้แรงดันไฟฟ้าตามด้วยการทำเครื่องหมายความเร็ว/ตำแหน่งที่ฉันใช้บ่อยที่สุดในหม้อ

เมื่อปรับเทียบด้วยแรงดันไฟฟ้า ฉันไม่แน่ใจว่ามัลติมิเตอร์ที่ต่างกันจะอ่านสัญญาณ PWM ว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าเดียวกันหรือไม่ ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงใช้มัลติมิเตอร์แบบเดียวกับที่ฉันสอบเทียบเสมอ หากจำเป็นต้องตั้งค่าเครื่องเคลือบสปินให้มีความเร็วซึ่งไม่มีความเกี่ยวข้อง การทำเครื่องหมาย แรงดันไฟฟ้าถูกอ่านที่เอาต์พุตที่ป้อนให้กับมอเตอร์ มัลติมิเตอร์ไม่ได้เชื่อมต่อในขณะที่กำลังวัดความเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงความเป็นไปได้ที่มัลติมิเตอร์จะลดกระแสที่จ่ายให้กับมอเตอร์

1. ในส่วนเกี่ยวกับการทดสอบความเร็ว ได้ให้รายละเอียดขั้นตอนการทดสอบความเร็ว ทำซ้ำขั้นตอนนี้ที่ตำแหน่งต่างๆ บนหม้อควบคุมความเร็ว ลองใส่ความเร็วที่คุณต้องการใช้เครื่องเคลือบสปินที่ และความเร็วต่ำสุดและสูงสุด ประมาณ 5 การวัดควรจะเพียงพอ สำหรับแต่ละความเร็วจะบันทึกตำแหน่งและ/หรือแรงดันไฟฟ้า

2. ใส่ความเร็วและแรงดันไฟฟ้าของการสอบเทียบใน Microsoft Excel จากนั้นพล็อตกราฟ

3. เพิ่มเส้นแนวโน้มให้กับข้อมูลของคุณ ใช้รูปแบบที่ง่ายที่สุดที่จะอธิบายแนวโน้มของข้อมูล ซึ่งจะเป็นพหุนามเชิงเส้นหรืออันดับ 2

3ก. เมื่อต้องการทำเช่นนี้ใน Excel เลือกกราฟที่ลงจุดของคุณ ไปที่แท็บเค้าโครงใน ribbon ตัวเลือก

3ข. คลิกที่ไอคอน "เส้นแนวโน้ม"

3ค. เลือก "ตัวเลือกเส้นแนวโน้มเพิ่มเติม"

3d. เลือกตัวเลือกของคุณและทำเครื่องหมายที่ "แสดงสมการบนแผนภูมิ" และ "แสดงค่า R-squared บนแผนภูมิ"

หวังว่าคุณจะมีความพอดี ตอนนี้คุณสามารถใช้สมการในการคำนวณ RPM จากแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ได้

เนื่องจากและผู้อ่านน่าจะเป็นนักวิทยาศาสตร์…

เทคนิคการใช้ปิเปต: ในวิดีโอ ฉันใช้ไมโครปิเปตทำมุมหนึ่ง วิธีนี้ช่วยให้แขนไม่อยู่ในวิดีโอ ตามหลักการแล้ว ปิเปตควรอยู่ในแนวตั้งและใกล้กับตัวอย่าง/พื้นผิวโดยไม่ต้องสัมผัส เพราะคุณสามารถทำซ้ำได้อย่างน่าเชื่อถือ

คุณภาพของฟิล์ม: คุณสมบัติบางอย่างในฟิล์มบางที่สะสมอยู่ในภาพสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการกรองสารตั้งต้นก่อนใช้งาน (เช่น การใช้ฟิลเตอร์ไฟเบอร์ 33 um) สีฟิล์มที่จางกว่าที่เห็นจากสารเคลือบหมุน "แฟนซี" อาจเป็นผลมาจากอัตราการพุ่งและบรรยากาศ เครื่องเคลือบสปิน "แฟนซี" ผลิตขึ้นเพื่อใช้งานกับก๊าซเฉื่อยที่มีการไหลของก๊าซเฉื่อยสูงเท่านั้น เนื่องจากฟิล์มดังกล่าวเคลือบด้วยไนโตรเจนในสารเคลือบหมุน "แฟนซี" และอากาศในเครื่องเคลือบสปิน DIY

ขั้นตอนที่ 9: รับทราบ

ส่วนสั้น ๆ นี้เพื่อให้บริบทของสถานที่ที่ฉันศึกษาและกลุ่มที่สนับสนุนการวิจัยของฉันซึ่งเน้นเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบไฮบริด-perovskite

• มหาวิทยาลัยวิทวอเตอร์สแรนด์ แอฟริกาใต้
• มูลนิธิวิจัยแห่งชาติ (NRF) แอฟริกาใต้
• GCRF-เริ่มต้น สหราชอาณาจักร
• เจอร์รี่ (ผู้กลึงหัวจับสปินโคทติ้งอะลูมิเนียม)