ХОД ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Целью настоящего проекта является создание устройства определяющего, в данный момент времени, толщину наносимого диэлектрического просветляющего покрытий на кристалл путем отслеживания интенсивности светового пучка, отраженного от поверхности обрабатываемого материала. В качестве обрабатываемого материала используется кристаллы обладающие нелинейными оптическими свойствами.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

В настоящее время развитие производства нанесение тонкопленочных покрытий характеризуется следующими направлениями: улучшение качества наносимого материала; улучшение качества вакуумных систем; совершенствование оборудования; достижение повторяемости полученных результатов путем автоматизации технологического процесса. Необходимо наносить строго определенную толщину диэлектрических покрытий, такая точность производства требует безошибочных методов управления процессом, которое должно обеспечить полное использование всех возможностей напыления диэлектрических покрытий.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Отраженный, от напыляемой поверхности кристалла(Рис.1.1),

Рис.3.1. Схема экспериментальной установки.

1-«свидетель». 2- лазерный пучок красного цвета. 3- полупроводниковый лазер

4- обрабатываемый кристалл. 5,6-зеркало. 7-тигиль в виде лодочки с распыляемым материалом.

8-фотоприемник принимаемый отраженный сигнал от «свидетеля» лазерного пучка.

световой сигнал должен попадать в фотодиод, соответственно полученный сигнал преобразовывается в ток, токовый сигнал может колебаться от 0 до 500 мкА. Далее он преобразуется в напряжение, преобразователь ток- напряжение осуществляется схемой «ток- напряжение» на операционном усилителе LF155 (Рис.1.2). Описание операционного усилителя представлено в ПРИЛОЖЕНИЕ1.

Рис.3.2. Схема включения операционного усилителя для режима работы «преобразователь, усилитель ток- напряжение».

Расчет обратного сопротивления осуществляется по формуле Uвых=-Rоб*Iвх => -Rоб=Uвых/Iвх, опираясь на условие, что напряжение не должно превышать 5В, таким образом 10мкА должен соответствовать 0,1В (зависимость линейная). Преобразованное напряжение подается на АЦП микроконтроллера. Контроллер принимает сигнал, который изменяется во времени, при напылении оптической пленки наступает то максимальное отражение, то максимальное просветление. Это соответствует максимальной интенсивности отраженного сигнала и минимальной интенсивности отраженного сигнала. Микроконтроллер по определенной программе должен выполнять следующее:

Результат полученного сигнала обрабатывается (считывается в течении 0.5 секунды) и берется среднее арифметическое каждые 0.5 секунд. каждые 0.5 секунд результат обработанного сигнала сохраняется, записывается в таблицу, при этом должен отслеживаться общий спад интенсивности сигнала или общий подъем, на ЖК дисплее при этом отображается принимаемый сигнал в вольтах (от 0 до 5) и стрелка вверх или вниз – общий подъем сигнала или общий спад. Интенсивность сигнала всегда сначала начинает «падать», затем «растет». В тот момент, когда сигнал начинает возрастать, программа, используя данные из созданной таблицы (из записанных результатов, которые записывались каждые 0.5 секунды) программа должна выбрать минимальное значение и максимальное, далее используя эти данные должна рассчитать число по формуле (max-min)*К+min. Полученный результат – это число, при достижении которого должен сработать сигнал динамика для уведомления оператора в том, что необходимая толщина пленки нанесена и нужно прекратить напыление.

Число К - это коэффициент, который для каждого напыляемого вещества свой и эти коэффициенты должны быть внесены в базу. Дополнительно в меню должен быть пункт добавления коэффициента того или иного вещества по мере надобности вручную. Электрическая схема данного устройства представлена на рис.1.3 и ПРИЛОЖЕНИЕ2.

Рис.3.3. Электрическая схема устройства

ХОД ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ

4.1 Управление ЖК дисплеем WH0802 на МК STM8S-Discovery

Для того, чтобы разобраться с управлением дисплея серии WH (Рис.4.1) микроконтроллером МК stm8s-discovery (Рис.4.2) был приобретен распространенный и вполне бюджетный дисплей WH 0416.

Рис.4.1 ЖК дисплей WH04016

Рис.4.2 Отладочный набор stm8s-discovery.

Дисплей четырехстрочный с 64-мя видимыми символами, его МК имеет оперативную память на 80 байт(т.е. 80 символов, по 40 симв. на строку). Дисплей работает на базе контроллера HD44780 фирмы Hitachi фактически является промышленным стандартом и широко применяется при производстве алфавитно-цифровых ЖКИ- модулей.

Аналоги этого контроллера или совместимые с ним по интерфейсу и командному языку

микросхемы, выпускают множество фирм, среди которых: Epson, Toshiba, Sanyo, Samsung, Philips. Еще большее число фирм производят ЖКИ- модули на базе данных контроллеров.

Эти модули можно встретить в самых разнообразных устройствах: измерительных приборах, медицинском оборудовании, промышленном и технологическом оборудовании, офисной технике - принтерах, телефонах, факсимильных и копировальных аппаратах.

Алфавитно-цифровые ЖКИ- модули представляют собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий, при

этом обеспечивают отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении. Возможность оснащения ЖКИ- модулей задней подсветкой позволяет эксплуатировать их в условиях с пониженной или нулевой освещенностью, а

исполнение с расширенным диапазоном температур (-20°С...+70°С) в сложных эксплуатационных условиях, в том числе в переносной, полевой и даже, иногда, в бортовой аппаратуре. Контроллер HD44780 потенциально может управлять 4-мя строками по 40 символов в каждой (для модулей с 4-мя строками по 40 символов используются два однотипных контроллера), при матрице символа 5 х 7 точек. Габариты и чертеж ЖК дисплея изображены на рис.4.2.

Рис4.2 чертеж ЖК дисплея.

Подключение дисплея:

Для соединения ЖКИ- модуля с управляющей системой используется параллельная синхронная шина, насчитывающая 8 или 4 (выбирается программно) линий

данных DB0...DB7, линию выбора операции R/W, линию выбора регистра RS и линию

стробирования/синхронизации Е. Кроме линий управляющей шины имеются две линии

для подачи напряжения питания 5 В - GND и VCC и линия для подачи напряжения питания драйвера ЖКИ - V0. Указанные выше названия линий шины являются стандартными, но существует множество различных вариантов расположения контактов у каждого конкретного конструктива ЖКИ- модуля. На самом деле, единственным реально стандартным вариантом расположения контактов является однорядовое 16-ти контактное поле, расположенное вертикально в левой части модуля, а также совпадающее с ним одноряовое 16-ти контактное поле, содержащее дополнительную пару контактов с подключенными к ней выводами питания подсветки. На начальном этапе необходимо подать питание на ЖКИ- модуль и добиться от него признаков работоспособности. Схема включения модуля, рассчитанного на стандартный диапазон температур, показана на рис.4.2.

Рис.4.2 Схема включения модуля, с МК stm8.

Подстроечный резистор R1 позволяет плавно менять напряжение питания драйвера ЖКИ, что приводит к изменению угла поворота жидких кристаллов. Этим резистором можно отрегулировать фактическую контрастность при некотором преимущественном угле наблюдения (снизу-вверх или сверху- вниз).

Включение в данную схему ЖКИ-модуля, рассчитанного на расширенный диапазон температур, не приведет к успеху, так как из-за особенностей применяемых в них ЖК- материалов, эти ЖКИ требуют повышенного напряжения питания и при питании напряжением 5 В изображение либо будет отсутствовать совсем, либо будет слабоконтрастным. Для преодоления ситуации необходимо подать на вывод V0 отрицательное напряжение (напряжение на ЖКИ определяется разностью VCC и V0), составляющее в предельном случае - 5 В.

Поиск по сайту: