Перейти к содержимому
Плата контроллера вакуумной ячейки на микроконтроллере STM32L432

Проекты / Лабораторные и научные приборы

Контроллер вакуумной ячейки

Контроллер и электроника привода вакуумной ячейки для работы внутри электронного микроскопа: управление двигателем и закрытием ячейки по обратной связи по току.

Задача

Что нужно было решить

Заказчику требовалась вакуумная ячейка для электронного микроскопа. Образец нельзя было просто поместить в камеру: в вакууме материал быстро испарялся. Поэтому образец нужно было завести в микроскоп закрытым, дождаться формирования вакуума, затем открыть ячейку и успеть провести измерения. Пространство было сторого ограничено!

Результат

До чего довели проект

Были спроектированы механика и электроника ячейки. Управление и питание подключались через штатный разъем микроскопа для внешнего оборудования. Ячейка получила привод и контроллер, который обеспечивает управляемое открытие и закрытие в ограниченном пространстве прибора.

Плата контроллера вакуумной ячейки на микроконтроллере STM32L432
Контроллер вакуумной ячейки: вид с сервисной камеры микроскопа

Материалы проекта

Фотографии и рабочие материалы

Контроллер вакуумной ячейки: изображение с объектива микроскопа
Контроллер вакуумной ячейки: механика ячейки
Контроллер вакуумной ячейки: механика, вид сбоку
Контроллер вакуумной ячейки: фрагмент под микроскопом, 100 мкм
Контроллер вакуумной ячейки: фрагмент под микроскопом, 10 мкм
Контроллер вакуумной ячейки: плата, вид сверху
Контроллер вакуумной ячейки: плата и корпус
Контроллер вакуумной ячейки: проверка установки в микроскоп

Инженерный контекст

Какие ограничения были важны

Устройство должно работать внутри существующего электронного микроскопа и не нарушать штатные ограничения прибора

Образец нужно держать закрытым до выхода камеры на вакуумный режим

Привод должен закрывать ячейку достаточно плотно, но без грубой механической перегрузки

Для управления нужна обратная связь по току двигателя

Сделано

Что входило в работу

проектирование механики вакуумной ячейки

разработка универсальной платы управления приводом

управление DC-двигателями до 20 В и 5 А с пиковыми режимами до 30 А

отключение привода по обратной связи по току

Подробности

Инженерное описание проекта

История задачи

Проект начался не с абстрактной платы управления, а с физической проблемы эксперимента. Материал нужно было исследовать в микроскопе, но сам режим вакуума разрушал условия хранения образца. Значит, устройство должно было не только двигать заслонку, а защищать образец до нужного момента.

Механика и электроника вместе

В такой задаче нельзя отдельно сделать механику, а потом просто добавить мотор. Нужно понимать ход ячейки, усилие закрытия, доступное место, разъемы микроскопа, допустимое питание и то, как оператор будет запускать эксперимент.

Управление приводом

Контроллер рассчитан на работу с DC-моторами, концевыми выключателями и датчиками положения (хотя в данном исполнении они не понадобились). Обратная связь по току помогает отключать привод в момент плотного закрытия, не полагаясь только на время движения.

Контакт

Обсудить вашу инженерную задачу

Свяжитесь с нами по email или задайте вопрос по телефону.