全自动智能真空干燥器

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开发案例样本

一、 【项目名称】

       全自动智能真空干燥器（基于STM32F103）

二、 【开发团队简介】（选填，填写了可以让客户更多了解您，接单机会更多）

1. 开发经历：团队曾参与多个工业自动化、智能实验室设备及环境监测系统的开发项目，如恒温恒湿控制系统、智能气体分析仪、多通道数据采集器等，具备从底层硬件设计到上层应用软件的全栈开发能力。

2. 熟悉平台、擅长领域：

   • 熟悉STM32（F1/F4系列）、ESP8266/32等嵌入式平台。

   • 擅长传感器数据融合、PID控制算法、人机界面（OLED/TFT-LCD、串口彩屏）设计。

   • USB、485、串口通信协议及物联网（IoT）数据上云。

   • 在真空控制、流体处理、低功耗及高精度数据采集领域有丰富经验。

三、 【项目亮点】（选填）      

• 无油洁净设计：采用无油真空泵，杜绝交叉污染，特别适合医疗、生物及化工领域。

• 智能保压与自适应运行：系统可设定目标真空值，自动启停泵组和调节阀门，实现精准保压，避免频繁启泵，能耗降低约40%。

• 全数字可视化：实时显示真空度（支持kPa、mbar、Torr单位切换），并绘制压力变化曲线，数据可导出用于实验分析。

• 一机多用：既能作为独立干燥器，也可作为真空源模块集成到其他设备中，支持“流量/真空”双模式调节。

四、 【作品简介 】。

1. 作品图片

   

2. 研究背景、目的和功能

   • 背景：传统真空干燥器多采用油泵，易污染样品且需人工值守；真空度控制粗糙，数据无法记录，不满足科研和GMP规范要求。

   • 目的：开发一款全自动、无油、高精度、可数据追溯的智能真空干燥设备，提升实验重复性和安全性。

   • 功能：

     • 自动抽真空至设定值并稳定保持。

     • 根据泄漏率自动补充抽气，进入休眠节能模式。

     • 实时数字显示真空度，支持上限/下限报警。

     • RS485及USB接口，可与电脑连接进行数据采集与分析。

五、【系统构架图 】（选填）

六、【硬件部分的描述 】

1. 实现原理及工作过程

   • 实现原理：

     • 核心采用STM32F103RCT6，通过I2C接口读取MEMS真空传感器（如MPXV5010DP或真空计模块）的数字信号。

     • 使用PWM信号驱动无油隔膜泵（24V直流无刷），并通过光耦隔离驱动比例电磁阀。

     • 设定目标真空值后，STM32运行PID算法，比较实时值与目标值，动态调节PWM占空比（改变泵速）或比例阀开度，实现闭环控制。

     • 当压力稳定在±0.3kPa内持续10分钟，系统自动进入“保压-休眠”状态，仅维持低功耗监测；一旦压力下降超过阈值，立即唤醒并补抽。

   • 工作过程：

     1. 用户通过按键设定目标真空度（例如-80kPa）及保压时长。

     2. 启动后，真空泵全速运行，比例阀全开，快速抽气。

     3. 当压力接近设定值90%时，进入PID调节阶段，泵速下降，阀门微调。

     4. 达到设定值并稳定后，屏幕显示“保压中”，泵停止，阀门关闭。

     5. 监测压力变化，若泄漏速率>0.5kPa/min，则自动启动补抽循环。

     6. 所有数据（时间、压力值）记录在内部Flash，可通过USB导出CSV文件。

2. EDA工具

   • 立创EDA（专业版）、Allegro：完成原理图绘制、PCB Layout及3D预览。

   • 设计链接：[点击此处访问项目开源链接]（#）（如对外公开可附上）

七、【主要器件】

八、【软件部分的描述 】（选填）