1. Części komory drukarki 3D
Uwaga: Wszystkie przygotowania drukarki, ustawienia oprogramowania „slicer” oraz parametry drukowania były specyficzne dla drukarki wskazanej w Tabeli materiałów. Istnieje szeroki wybór drukarek 3D, z których każda ma własny zestaw kroków przygotowawczych i optymalnych parametrów. Możliwa jest również duża różnorodność kolorów filamentu polimerowego używanego do wydrukowanych elementów. Nie jest wymagane stosowanie tego samego tworzywa sztucznego do każdego elementu.
- Wybierz odpowiednie pliki .stl na podstawie pożądanego układu komory.
Uwaga: Układy te szczegółowo przedstawiono na Rysunku 1, razem ze szczegółowym widokiem rozstrzelonym jednej pełnej konfiguracji komory.
- Skonfiguruj oprogramowanie do warstwowania w celu przekonwertowania plików .stl na pliki .gcode, które drukarka będzie mogła odczytać.
- Pobierz oprogramowanie do warstwowania wymienione w Tabeli materiałów.
- Wybierz używaną drukarkę, przechodząc do pozycji Inne i znajdź aktualnie używaną drukarkę.
- Przejdź do Ustawienia > Drukarka > Zarządzanie drukarkami > Ustawienia urządzenia i zmień ustawienia zgodnie z tym, co pokazano na Rysunku 2.
- Przekonwertuj plik .stl na plik .gcode z parametrami wybranymi przez użytkownika za pomocą oprogramowania do warstwowania.
- Zapisz przekonwertowany plik .gcode na karcie SD i włóż ją do drukarki 3D.
- Przygotuj drukarkę 3D do użytku.
- Pokryj powierzchnię drukowania niebieską taśmą maskującą. Upewnij się, że nie ma żadnych uszkodzeń, pęcherzy powietrza ani nierówności, przesuwając po powierzchni przedmiot w rodzaju karty kredytowej.
- Wypoziomuj powierzchnię drukowania w razie konieczności. Metoda ta różni się w zależności od drukarki i może wymagać dodatkowego sprawdzenia.
- Przejdź do opcji Drukuj z karty SD na wyświetlaczu drukarki 3D i wybierz odpowiedni plik.
Uwaga: Drukarka najpierw ogrzeje powierzchnię i dyszę, a następnie rozpocznie drukowanie.
- Powtórz kroki od 1.3 do 1.6 dla każdej części, którą należy wydrukować.

Rysunek 1: Tabela konfiguracji z widokiem wybuchu komory testowej. (a) Ta tabela przedstawia pliki .stl dla różnych konfiguracji komory. Wiersze pokazują schematy trójwymiarowe różnych wersji poszczególnych elementów komory przeznaczonych do wydruku. Kolumny pokazują niezbędne części do złożenia pojedynczej komory. Należy zauważyć, że komora będzie posiadać albo dolną komorę, albo dolną komorę z portami gazowymi, ale nie oba jednocześnie. (b) Ten panel przedstawia rozstrzelony widok CAD wydrukowanej komory dla konfiguracji testowej IV z 4 pikselami. Należy zauważyć, że pierścienie uszczelniające typu O-ring, urządzenie organiczne oraz uszczelka centrująca KF50 nie są drukowane w technologii 3D. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Rycina 2: Ustawienia drukarki 3D. Zrzut ekranu przedstawia wymagane ustawienia maszyny w oprogramowaniu warstwowym, niezbędne do wydrukowania elementów komór. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
2. Montaż komory górnej
- Dodaj gwintowane wstawki do górnej komory (zobacz Rysunek 3b, aby uzyskać informacje na temat sposobu montażu gwintowanych wstawek).
- Wywierć 4 otwory gwintowe o średnicy 0,404 cm (rozmiar imperialny 21) i głębokości 0,397 cm (5/32 cala) w 4 otworach prowadzących na spodniej stronie wydrukowanej górnej komory (zobacz Rysunek 1a).
- Umieść stożkową gwintowaną wstawkę miedzianą o gwincie #4-40 (średnica 0,248 cm) w wywierconym otworze, tak aby mniejsza średnica była skierowana w dół.
- Włącz lutownicę. Gdy osiągnie temperaturę około 330–350 °C, przyciśnij czubek lutownicy do gwintowanej wstawki, wywierając umiarkowany nacisk, aby wstapka ogrzała plastik i mogła się łatwo wsunąć w przygotowane otwory. Kontynuuj naciskanie (upewniając się, że wstapka porusza się prosto w dół), aż górna powierzchnia wstawki i dolna powierzchnia górnej komory będą oddalone o około 1 mm.
- Lekko przyciśnij krawędź linijki do górnej powierzchni wstawki, gdy plastik jest jeszcze gorący, aby zapewnić jej wyrównanie ze spodnią powierzchnią górnej komory. Poczekaj 1 minutę, aż plastik ostygnie, zanim przejdziesz dalej.
- Sprawdź prawidłowe ustawienie wstawek, nakładając pierścień dociskowy na wstapkę i kontrolując, czy otwory się pokrywają. Zobacz Rysunek 3c.
- Powtórz procedurę opisaną w krokach 2.1.2–2.1.5 dla wszystkich 4 wstawek.
- Wsuń i dociskaj uszczelkę butylową o-ring o rozmiarze 116 do okrągłego rowka na spodniej stronie górnej komory.
- Umieść urządzenie organiczne na uszczelce o-ring (zobacz Rysunek 4 dla szczegółów dwóch możliwych układów pikseli).
Uwaga: Pojedyncze urządzenie organiczne może składać się z kilku niezależnie mierzalnych diod. Są one nazywane „pikselami”. Układy przedstawione na Rysunek 4 pokazują orientację urządzenia organicznego, w jakiej należy je umieścić w górnej komorze. Wycięcie na boku komory powinno znajdować się po lewej stronie urządzenia organicznego (4 piksele) lub pod urządzeniem organicznym (6 pikseli) (względem oznaczeń orientacyjnych na układach na Rysunek 4).
- W środowisku ręcznika gazowego przykręć pierścień dociskowy do górnej komory, wkręcając cztery śruby o gwincie 4-40 (średnica 0,248 cm, długość 0,478 cm) przez pierścień dociskowy w gwintowane wstawki. Dociskaj urządzenie między pierścieniem dociskowym a uszczelką o-ring. Zadbaj o szczególne ostrożne dokręcanie śrub, wykonując po jednym ósmym obrocie za każdym razem, w kolejnych przejściach.
Uwaga: Aby zagwarantować wystarczające uszczelnienie, sprawdź, czy uszczelka o-ring jest równomiernie dociskana do urządzenia w całym obwodzie, z kompresją 15–25%.

Rycina 3: Montaż komory górnej. (a) Na tym obrazku przedstawiono rozłożoną czteropikselową komorę górną. (b) Na tym obrazku pokazano montaż gwintowanych wkładek w górnej komorze za pomocą lutownicy. (c) Na tym obrazku przedstawiono częściowo złożone elementy komory górnej, pokazując odpowiednie ustawienie pierścienia zaciskowego względem komory górnej (dla jasności nie pokazano pierścienia uszczelniającego i śrub). Do wydrukowania poszczególnych części użyto różnych kolorów plastiku PLA; kolory te nie wpływają na działanie komory. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Możliwe wzory pikseli urządzenia dla układu pinów. Te panele przedstawiają układ ogniwa słonecznego organicznego lub urządzenia diodowego emitującego światło, używane do wyznaczenia pozycji pinów kontaktowych dla konfiguracji komory pomiarowej (a) 4-pikselowej i (b) 6-pikselowej. Każdy piksel jest ponumerowany z odniesieniem do znaczników orientacji (zielone gwiazdki) w celu poprawnego umieszczenia w komorze. Czarne i czerwone kółka reprezentują odpowiednio katodę i anodę (tj. pozycje pinów). Należy zauważyć, że w konfiguracji 6-pikselowej dwa górne piksele są zasłonięte otworem w górnej części komory i nie są ponumerowane, ponieważ tylko cztery piksele mogą być testowane w warunkach oświetlenia lub emisji. (c) Ten panel pokazuje orientację urządzenia 6-pikselowego względem dolnej komory 6-pikselowej, z zaznaczonymi pozycjami pinów. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
- Pozostaw złożoną komorę górną w warunkach boxa rękawicowego przez co najmniej 24 godziny, aby umożliwić ucieczkę wilgoci wchłoniętej przez komorę z materiału. W trakcie oczekiwania kontynuuj krok 3.
3. Montaż dolnej komory
Uwaga: Wykonuj krok 3.1 tylko wtedy, gdy wymagana jest konfiguracja z dolną komorą wyposażoną w porty przepływu gazu.
- Dodaj przewody pneumatyczne typu „push-to-connect” do dopływu gazu obojętnego do dolnej komory z otworami dopływu gazu (zobacz Rysunek 5).
- Używając gwintownika o średnicy 1/8 cala o gwincie narodowym (NPT) z ręcznym kluczem T, nacinaj gwint w obu otworach znajdujących się na boku dolnej komory z otworami dopływu gazu. Upewnij się, że otwór do nacinania gwintu jest pionowy, a komora jest bezpiecznie unieruchomiona, a następnie umieść gwintownik w otworze.
- Używając klucza T przymocowanego do gwintownika, powoli obracaj kluczem zgodnie z ruchem wskazówek zegara, dbając o to, aby gwintownik pozostał pionowy i wyrównany z otworem podczas formowania gwintu. Co każde 5 obrotów, obróć kluczem przeciwnie do ruchu wskazówek zegara o jeden pełen obrót, a następnie wykonaj kolejne 5 obrotów, powtarzając ten cykl, aż gwint zostanie nacięty do dna otworu.
- Owiń taśmę teflonową wokół dwóch pneumatycznych złącz typu „push-to-connect”, nawijając ją dwa razy przeciwnie do ruchu wskazówek zegara wokół gwintu (patrząc z góry na złączkę podczas jej dokręcania).
Uwaga: Aby uzyskać więcej informacji, prosimy zapoznać się z przewodnikiem tokarza dotyczącym nacinania gwintów.
- Wkręć złączki pneumatyczne w gwintowane otwory, używając klucza do ich dokręcenia. Uważaj, aby nie przekręcić i nie pęknął plastik.
- Nanieś epoksydową masę o niskim ciśnieniu wokół osadzonych złącz. Na kawałku folii wymieszaj patyczkiem do lodów 2 części żywicy z 1 częścią utwardzacza (oba składniki są dołączone). Ta mieszanina stanowi masę epoksydową.
- Używając wykałaczki, nałóż warstwę masy epoksydowej wewnątrz i wokół przestrzeni pomiędzy dolną komorą z otworami dopływu gazu a złączkami. Pozwól masie stężać przez 1–2 godziny, aby żywica stwardniała w temperaturze 25 °C. Aby uzyskać pełne utwardzenie, pozostaw masę na 24 godziny w temperaturze 25 °C. Upewnij się, że stwardniała żywica jest biała i twarda pod naciskiem.
UWAGA: Utwardzacz i żywica epoksydowa powodują oparzenia oraz podrażnienia oczu i skóry. Masa epoksydowa może wywołać alergiczną reakcję skórną lub oddechową. Może powodować podrażnienie dróg oddechowych. Może być szkodliwa w przypadku połknięcia lub wchłonięcia przez skórę. Zapewnij odpowiednią wentylację i unikaj wszelkiego kontaktu z skórą i odzieżą. Nie wdychaj oparów. Podczas pracy z masą epoksydową nosić ochronę oczu i rękawice.
- Połącz złączki pneumatyczne typu „push-to-connect” z ręcznie sterowanymi zaworami typu „push-to-connect” za pomocą 2-centymetrowych odcinków rurki teflonowej. Średnica rurki powinna odpowiadać wymaganej przez używane złączko typu „push-to-connect”.

Rycina 5: Zmontowane urządzenie z portami gazowymi. Na tym obrazku przedstawiono całkowicie zmontowane urządzenie, w tym dolną komorę z portami gazowymi. Wbudowane porty gazowe typu „push-to-connect”, umieszczone w dostępnych otworach komory, są połączone z przewodami wyposażonymi w zawory regulacji przepływu gazu, umożliwiając kontrolę dopływu gazu. Zwróć uwagę, że styki elektryczne pominięto dla jasności obrazu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
- Dodaj styki elektryczne do dolnej komory w celu pomiaru charakterystyki prądowo-napięciowej (IV) (zobacz Rysunek 6).
- Wsuń 6–7 mm wąskiego końca pinu pogo do żeńskiego końca tulejki lutowniczej. Połączenie tych dwóch elementów nazywane jest pinem stykowym. Za pomocą pomocy lutowniczych ustal obie części pinu stykowego w pozycji poziomej.
- Włącz lutownicę. Gdy osiągnie temperaturę około 330–350 °C, dotknij jej końcówką obszaru połączenia pinu pogo i tulejki lutowniczej.
- Podczas dotykania lutownicą do tego obszaru, zetknij drut lutowniczy z miejscem połączenia. Jeśli temperatura jest wystarczająca, lut stopi się. Upewnij się, że cienka warstwa lutu pokrywa całą przestrzeń między obiema częściami wokół zewnętrznego obwodu pinu stykowego. Lut powinien być gładki, bez nierówności. Zobacz Rysunek 6b.
- Wsuń pin stykowy do jednego z otworów na spodzie dolnej komory. Wsuń pin tak, aby 2,2 cm końca tulejki lutowniczej wystawało spod dolnej komory.
Uwaga: Tulejka lutownicza powinna wystawać spod dolnej komory, podczas gdy pin pogo powinien być skierowany do wnętrza komory.
- Aby uszczelnić połączenie, pokryj obszar, gdzie pin stykowy został włożony do plastiku, niskociśnieniowym żywicą epoksydową odpowiednią do zastosowań w warunkach próżni. Na kawałku folii za pomocą patyczka do lodów wymieszaj 2 części żywicy z 1 częścią utwardzacza, aż mieszanina będzie jednolita.
- Używając patyczka do zębów, nałóż żywicę wokół pinu stykowego i otworu, aby wyeliminować możliwość przedostania się powietrza. Pozwól żywicy stwardnieć przez 1–2 godziny w temperaturze 25 °C. Aby osiągnąć pełne utwardzenie, pozostaw żywicę na 24 godziny w temperaturze 25 °C. Upewnij się, że utwardzona masa jest biała i twarda pod naciskiem.
UWAGA: Utwardzacz i żywica epoksydowa powodują oparzenia oraz podrażnienia oczu i skóry. Żywica może wywoływać alergiczną reakcję skóry lub układu oddechowego. Może powodować podrażnienie dróg oddechowych. Może być szkodliwa po połknięciu lub wchłonięciu przez skórę. Zapewnij odpowiednią wentylację i unikaj kontaktu z skórą oraz odzieżą. Nie wdychaj oparów. Podczas pracy z żywicą nosź ochronę oczu i rękawice.
- Powtórz kroki 3.2.1–3.2.6, aby dodać odpowiednią liczbę pinów stykowych do dolnej komory, wypełniając wszystkie otwory.
- Umieść złożoną dolną komorę w środowisku boxu rękawniczego i pozostaw przynajmniej na 24 godziny.
Uwaga: Ma to na celu umożliwienie ucieczki wilgoci wchłoniętej przez komorę z materiału.

Rycina 6: Kompletna, złożona dolna komora. (a) Na tym panelu przedstawiono złożoną dolną komorę w konfiguracji testowej IV z czterema pikselami, z pinami stykowymi osadzonymi za pomocą epoksydowego kleju niskociśnieniowego odpowiedniego do zastosowań w warunkach próżni. Brązowy pierścień uszczelniający (uszczelka centrująca KF50) służy do zapewnienia szczelnego połączenia z górną komorą. (b) Na tym panelu pokazano stopę lutowniczą i pin typu pogo po procesie lutowania. (c) Na tym panelu przedstawiono zbliżenie utwardzonego kleju epoksydowego, pokazujące poprawne osadzenie pinu stykowego w otworach dolnej komory. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
4. Ostateczne Montaż
Uwaga: Montaż należy wykonać wewnątrz boxa rękawicowego po tym, jak zgromadzone górne i dolne komory znajdowały się wewnątrz boxa rękawicowego przez co najmniej 24 godziny.
- Przymocuj uszczelkę centrującą KF50 do dolnej komory, jak pokazano na Rysunku 6.
- Umieść górną komorę na dolnej komorze, z gładką stroną górnej komory skierowaną do góry, i wyrównaj wycięcia na obu częściach komory, aby zapewnić właściwe połączenie z organicznym urządzeniem. Zobacz Rysunek 1 dla widoku rozłożonego całej komory.
- Złącz dwie części komory za pomocą zacisku KF50.
- Odkręć nakrętkę skrzydłową zacisku i umieść zacisk wokół krawędzi połączonych dolnej i górnej komory.
- Korzystając z powiększenia na Rysunku 7 dla jasnego obrazu, przekręć nakrętkę skrzydłową tak daleko, jak to możliwe, aby dokręcić śrubę, zapewniając szczelne połączenie dwóch półkomór. Pozostaw gotową komorę w rękawicy, aż oprogramowanie zostanie skonfigurowane zgodnie z krokiem 5.

Rycina 7: Złożona, kompletna komora testowa. (a) Na tym obrazku przedstawiono w pełni złożoną czteropikselową komorę do badania IV z castowym zamkiem KF50, zapewniającym szczelne połączenie między dolną i górną komorą. Wstawka pokazuje inny kąt widoku zamkniętego zamka KF50 w pozycji maksymalnej szczelności. (b) Na tym obrazku pokazano złożenie górnej czteropikselowej komory z pierścieniem dociskowym (należy zauważyć, że uszczelka O-ring jest już zamontowana w górnej komorze). Inne konfiguracje komór montuje się w ten sam sposób. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
5. Przeprowadź pomiary IV poszczególnych pikseli na urządzeniu
Uwaga: W tej sekcji opisano procedurę wykorzystaną do uzyskania danych pokazanych w sekcji Reprezentatywne wyniki. Jednostka pomiarowa źródła (SMU) oraz płyta testowa typu Zero Insertion Force (ZIF) są wymienione w Tabeli materiałów. Można jednak zastosować dowolną metodę podłączenia komory do jednostki SMU w celu zebrania danych prąd-napięcie. Wszystkie pomiary IV przeprowadzono na komputerze z systemem Windows. „Piksel” oznacza pojedynczy diodę na urządzeniu organicznym.
- Pobierz i zainstaluj dostarczone środowisko programistyczne Python (IDE).
- Podłącz kabel BNC od kanału SMU 1 znajdującego się na urządzeniu SMU do płytki testowej ZIF.
- Podłącz zasilacz do modułu pomiarowo-napędowego (SMU) i połącz go z komputerem poprzez kabel USB 2.0
- Zidentyfikuj odpowiedni port COM/identyfikator portu szeregowego odpowiadający podłączonej jednostce SMU.
- Dla urządzeń z systemem Windows sprawdź, który port COM odpowiada podłączonej jednostce SMU w Menedżer urządzeń. Zanotuj numer portu COM.
- Otwórz BasicIV.py Skrypt w języku Python
- Wklej port COM (Windows) w wskazanej linii kodu w BasicIV.py jak widać w Rycina 8.
Uwaga: Domyślnie program zapisze dane w bieżącym katalogu roboczym.

Rycina 8: Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej (IV) w języku Python. Zrzut ekranu skryptu Pythona BasicIV.py z zaznaczonym położeniem portu COM. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
- Na module SMU przełącznik zakresu oznaczony jako „2” położony w pobliżu kanału SMU 1 ustaw w pozycji ON. Zobacz Rysunek 9b.
- Wyjmij całkowicie złożoną komorę ze środowienia boxu ręcznego.
- Połącz połączenie między pinezkami stykowymi a płytką testową ZIF za pomocą wybranej metody (zobacz Rysunek 9).
Uwaga: W tym układzie użyto niestandardowego adaptera do połączenia pinezek stykowych z płytką testową ZIF podczas wykonywania pomiarów IV. Metoda ta może się różnić, o ile połączenia są wystarczające i dodają zaniedbywalnego oporu.
- Przełącz pin katody na Ground, a pin anody na BNC, ale tylko dla jednego piksela naraz, upewniając się, że pozostałe są wyłączone (OFF).
- Uruchom skrypt BasicIV.py.
Uwaga: Po zakończeniu pomiaru, pliki wyników oraz wykres zależności V0 w funkcji I0 zostaną zapisane w wcześniej wybranej ścieżce plików.
- Powtórz kroki 5.10 i 5.11 dla każdego piksela na urządzeniu, korzystając z przełączników pikseli pokazanych na Rysunek 9, aby zmierzyć charakterystyki IV dla każdego piksela.

Rycina 9: Układ pomiarowy IV. (a) Na tym obrazku przedstawiono całkowicie zebraną komorę podłączoną do płytki testowej o zerowym oporze wstawiania (ZIF) i jednostki pomiaru źródła (SMU) do testowania pomiarów IV. (b) Na tym obrazku pokazano przełącznik zakresu „2” ustawiony w pozycji ON, aby poprawnie podłączyć urządzenie do SMU w celu pomiaru. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
6. Złożenie komory do badania WVTR
- Dodaj czujnik wilgotności wewnętrznej do komory testowej WVTR w celu określenia WVTR.
- Przyładuj 3 przewody do wewnętrznego czujnika wilgotności, jak pokazano na Rysunku 10c: 5 V (czerwony), masa (zielony) i dane (żółty). Upewnij się, że mają wystarczającą długość (około 15 cm).
- Przeprowadź przewody wewnętrznego czujnika wilgotności przez otwory w dolnej części dolnej komory testowej WVTR.
- Za pomocą patyczka do szpikulec nałóż klej epoksydowy o niskim ciśnieniu wokół przewodów wewnątrz i na zewnątrz dolnej komory, a także w otworach. Na kawałku folii wymieszaj 2 części żywicy z 1 częścią utwardzacza za pomocą patyczka do loda, aż mieszanina będzie jednolita.
- Nanieś klej epoksydowy wokół przewodu i otworu, aby wyeliminować możliwość dostania się powietrza. Pozostaw żywicy do stwardnienia przez 1–2 godziny w temperaturze 25 °C. Aby uzyskać pełne utwardzenie, pozostaw klej epoksydowy przez 24 godziny w temperaturze 25 °C. Upewnij się, że stwardniała masa jest biała i twarda po naciśnięciu.
UWAGA: Utwardzacz epoksydowy i żywica epoksydowa powodują oparzenia oraz podrażnienia oczu i skóry. Klej epoksydowy może wywołać alergiczną reakcję skóry lub układu oddechowego. Może powodować podrażnienie dróg oddechowych. Może być szkodliwy w przypadku połknięcia lub wchłonięcia przez skórę. Zapewnij odpowiednią wentylację i unikaj kontaktu z skórą i odzieżą. Nie wdychaj oparów. Podczas pracy z klejem epoksydowym nosić ochronę oczu i rękawice.
- Powtórz krok 2, aby złożyć górną komorę, zastępując urządzenie kawałkiem szkła o tym samym rozmiarze i grubości, co urządzenie, które miałaby otaczać komora.
Uwaga: Jeśli górna komora jest już złożona, może być użyta do tego celu. Ponieważ nie mierzy się żadnego urządzenia, aby naśladować warunki urządzenia, do uszczelnienia otworu optycznego górnej komory używa się kawałka szkła.
- Pozostaw dolną komorę testową, złożoną górną komorę oraz pierścień centrujący KF50 niezłożone w środowisku wolnym od tlenu i wilgoci (glovebox) przez 24 godziny, aby zapewnić początkowy warunek wilgotności względnej wewnętrznej na poziomie 0%.
- Powtórz krok 4, aby w pełni złożyć komorę przeznaczoną do pomiaru WVTR wewnątrz gloveboxa, jak pokazano na Rysunku 10a.

Rycina 10: Układ pomiarowy do badania wilgotności. (a) Na tym obrazku przedstawiono całkowicie zmontowaną komorę testową WVTR podłączoną za pomocą przewodów montażowych do wewnętrznego i zewnętrznego czujnika wilgotności DHT22, połączonych z mikrokontrolerem. (b) Na tym obrazku pokazano czujnik wilgotności DHT22 umieszczony w dolnej części komory testowej WVTR. Należy zwrócić uwagę, że przewody są wprowadzone przez dolną część komory i zamocowane za pomocą epoksydowego kleju niskociśnieniowego. (c) Na tym obrazku przedstawiono schematycznie wewnętrzny i zewnętrzny czujnik wilgotności DHT22 oraz schemat połączeń płytki mikrokontrolera przy użyciu jednej płytki prototypowej (dla wygody). Czujnik jest podłączony do pinów mikrokontrolera „5 V” (czerwony) i „GND” (zielony), aby dostarczyć mu zasilanie. Dane wyjściowe z czujnika (żółty przewód) są podłączone do pinów „CYFROWYCH” [2 dla wewnętrznego (INT) czujnika i 4 dla zewnętrznego (EXT) czujnika] z rezystorem 10 kΩ. Wkładka pokazuje czujnik DHT22 z poprawnym podłączeniem pinów: 5 V (czerwony), masa (zielony) i dane (żółty). Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
7. Przeprowadź pomiar wilgotności w celu określenia WVTR
- Pobierz oprogramowanie dla płytki mikrokontrolera oraz dowolne środowisko IDE Pythona 2.7.12 na komputerze kompatybilnym.
- Otwórz plik Pythona Run_WVTR_Test.py.
- Podłącz mikrokontroler do komputera poprzez kabel USB typu A-B
- Zainstaluj bibliotekę, aby umożliwić zapis danych do arkusza kalkulacyjnego.
- Powtórz krok 5.4, aby określić numer portu COM podłączonego mikrokontrolera. Skopiuj i wklej ten numer do kodu Pythona, jak pokazano Rysunek 11a.
- Określ żądaną ścieżkę pliku dla arkuszy danych surowych i wprowadź ją do kodu Pythona, jak pokazano w Rysunek 11a.
- Otwórz plik mikrokontrolera ARDUINO_HUMIDITY_TESTS.ino.
- Poniżej Narzędzia zakładce wybierz odpowiedni mikrokontroler jako płytkę. W obszarze Narzędzia ponownie wybierz kartę, a następnie wybierz port określony w kroku 7.5.
- Zweryfikuj i prześlij kod do mikrokontrolera, klikając ikonę w lewym górnym rogu okna, jak pokazano na Rysunek 11b.
- Połącz obwód zgodnie z pokazanym schematem Rycina 10cpodłącz przewody zewnętrznnego czujnika wilgotności (EXT): 5 V (czerwony), masy (czarny) i sygnałowy (żółty) do odpowiednich zacisków. Czujnik wewnętrzny (INT) ma zostać pominięty do kroku 7.12, ponieważ znajduje się w gotowej komorze, jak pokazano na Rycina 10b.
- Usuń zebrane komory z komory ręcznej.
- Natychmiast podłącz czujnik wewnętrzny w komorze do płytki mikrokontrolera, jak pokazano na Rycina 10c.
- Uruchom skrypt w języku Python i postępuj zgodnie z instrukcjami pojawiającymi się w powłoce Pythona.
- Wpisz materiał komory.
- Wpisz czas trwania w godzinach. Umieść liczbę w nawiasach podkreślenia. Na przykład, jeśli chcesz uzyskać 6 h, wpisz „_6_”.
Uwaga: Test powinien rozpocząć się i utworzyć pliki .xlsx w lokalizacji ścieżki określonej w skrypcie po zakończeniu testu. NIE pozwól czujnikom rozłączyć się z układem. W przypadku wystąpienia takiej sytuacji test należy uruchomić ponownie. Kod mikrokontrolera do pomiaru WVTR został zmodyfikowany w oparciu o program domyślny dostarczony przez dostawcę. Kod Pythona obsługujący pomiar IV został zmodyfikowany w oparciu o kod dostarczony przez producenta płytki testowej ZIF.

Rysunek 11: Zrzut ekranu przedstawiający szybkość przenikania pary wodnej. Na tych panelach pokazano (a) zrzut ekranu skryptu Pythona Run_WVTR_Test.py z zaznaczonym miejscem (b) portu COM. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.