از اول امسال یعنی 1401 درگیر طراحی و پیاده سازی دو تا پروژه در حوزه تجهیزات آزمایشگاهی شدم: 1- نرم افزار ویکات 2- نرم افزار تنسایل
هر کدام تجربه های جدید و جالبی برای من داشتند. به همین خاطر تصمیم گرفتم تجربیاتم را طی دو مقاله ثبت کنم و به اشتراک بگذارم. با پروژه ویکات شروع می کنم.
پ ن: همه اسم هایی که در عنوان مطلب آوردم در بازار و صنعت برای دستگاه ویکات استفاده می شوند.
آزمون ویکات چیست؟
در صنایع خودروسازی، لوله و اتصالات، قطعه سازی و در کل هر صنعتی که به پلیمرها مرتبط است به منظور ارزیابی ثبات پلیمر ها در دماهای بالا از آزمون های Vicat (ویکات، وایکت، وایکات، ویکات) و HDT استفاده می شود. این دو آزمون نقطه نرمی و دمای تغییر شکل خمشی تحت بار را مشخص می کنند. دمایی که سوزن شاخص دستگاه ویکات بتواند به اندازه 1 میلی متر در نمونه نفوذ کند را دمای نقطه نرمی ویکات می گویند.
دستگاه ویکات چیست؟
برای اندازه گیری نقطه نرمی ویکات و آزمون HDT از دستگاه ویکات استفاده می شود. این دستگاه دارای نرخ افزایش دما با سرعت مشخص، سوزن ویکات مطابق استاندارد، قابلیت اعمال وزنه مخصوص ویکات و دقت بالای اندازه گیری نفوذ سوزن ویکات می باشد.
دستگاه اندازه گیری نقطه نرمی ویکات شامل یک شاخص سوزنی شکل با سطح مقطع 1 میلی متر مربع، تجهیز گرمادهی، به طوری که توانایی افزایش دمای 50 و 120 درجه در 60 دقیقه را داشته باشند. وسیله ای برای اندازه گیری نفوذ با دقت 0.1 میلی متر نیز باید روی دستگاه تعبیه شده باشد.
با کنار هم قرار دادن همه این موارد در نهایت به دستگاهی مشابه به این می رسیم.
نیازمندی های سخت افزار و نرم افزار
طی چند جلسه ای که با کارفرما داشتیم نیازمندی های سخت افزاری و نرم افزاری پروژه مشخص شد و قرارداد پروژه تنظیم و به امضای طرفین رسید. طی صحبت های انجام شده با کافرما قرار بر این شد که برای سخت افزار دستگاه و با توجه به محدودیت ها از بردهای آماده استفاده کنیم و ایشان مسئولیت این انتخاب را بر عهده گرفتند!
نیازمندی های پروژه عبارتند بودند از:
1- خواندن سنسورهای دما برای هر ایستگاه (دو تا شش عدد)
2- خواندن سنسورهای جابجایی برای هر ایستگاه (دو تا شش عدد)
3- کنترل المنت
4- کنترل بازو برای غوطه ور کردن نمونه ها
5- کنترل همزن دستگاه
6- کنترل سرعت افزایش دما 50 یا 120 درجه سلسیوس بر ساعت
7- نمایش داده ها بر روی نمودار و مشخص کردن نقطه نرمی برای هر ایستگاه
با توجه به این نیازمندی ها کار طراحی و پیاده سازی سخت افزار و نرم افزار شروع شد و بعد از تقریبا یک ماه و نیم توانستیم اولین داده ها را روی نرم افزار مشاهده کنیم.
چالش زمان و زمان بندی و رویارویی با فرسودگی شغلی
متاسفانه یا خوشبختانه هر دو پروژه ویکات و تنسایل را همزمان قرارداد بستم و زمان تحویل آنها هم خیلی به هم نزدیک بود. به همین خاطر مجبور شدم به صورت موازی هر دو پروژه را پیش ببرم. کار کردن روی دو پروژه به صورت همزمان زمان و انرژی زیادی از من گرفت و تقریبا هیچ کار دیگری نمی توانستم در طول روز انجام دهم. بعد از مدتی حس کردم که دچار فرسودگی شغلی شدم. اما با تمام شدن یکی از پروژه ها فشار کار کمتر شد و شرایط من هم بهتر شد. در نهایت توانستم هر دو پروژه را در زمان مشخص شده به کارفرما تحویل دهم.
تجربه: در هر شرایط کاری زمانی را برای استراحت و تفریح تیم و خودتان در نظر بگیرید تا دچار فرسودگی شغلی نشوید.
تیم
در پروژه ویکات مسئولیت طراحی و ساخت سخت افرار و نرم افزار را به عهده داشتیم و پروژه یک کار تیمی بود. مسئولیت طراحی و ساخت سخت افزار دستگاه به عهده دوست خوبم منصور بود. به علاوه باید با تیم کارفرما هم هماهنگ می شدیم. چون تیم کارفرما مسئولیت ساخت بدنه و مکانیک دستگاه را بر عهده داشتند.
تجربه: اگر پروژه ای را به صورت تیمی پیش می برید حتما زمانی را برای مدیریت تیم، هماهنگی اعضای تیم و برنامه ریزی کارها در نظر بگیرید و با توجه به آن زمان پروژه را مشخص کنید.
هنگ کردن سخت افزار و نرم افزار!
اولین مشکلی که بعد از تست اولیه سخت افزار و نرم افزار داشتیم این بود که سخت افزار هنگ می کرد و بعد باعث می شد که نرم افزار هم قفل شود. بعد از بررسی مشخص شد که مشکل سنسورهای دما و ماژول مربوط به خواندن آنها است.
علت اصلی این بود که خواندن سنسورهای دما عمل کندی بود و وقتی درخواست خواندن سنسورها به سخت افزار ارسال می شد سخت افزار زمان زیادی را صرف این کار می کرد و در نهایت منجر به قفل شدن سخت افزار و بعد قفل شدن نرم افزار می شد. با همفکری دوستم منصور تصمیم گرفتیم که سخت افزار مدام سنسورهای دما را بخواند و داده های آنها را در یک رجیستر ذخیره کند و در زمان درخواست داده ها، داده را از رجیستر برای نرم افزار ارسال کند. با این راه حل مشکل حل شد.
نویز را جدی بگیرید!
با حل کردن مشکل هنگ کردن دستگاه شروع به گرفتن آزمون های واقعی کردیم و متوجه شدیم که داده های مربوط به دما زیاد دقیق نیستند. سخت افزار و نرم افزار را دوباره بررسی کردیم و در نهایت متوجه شدیم که بخش مربوط به خواندن سنسورهای دما نویز شدیدی دارد و علت اصلی عدم دقت داده های دما نویز است. با مشورت دوستم منصور به این نتیجه رسیدیم که به علت استفاده از بردهای آماده عملا کاری در بخش سخت افزار نمی توان انجام داد و داده ها را باید به صورت نرم افزاری اصلاح کرد. در نهایت با اجازه کارفرما از فیلتر های Moving average و کالمن برای حذف نویز داده ها استفاده کردیم که نتیجه خوبی داشت و داده ها تمیزتر شدند.
تجربه: اگر در کارتان نیاز به سخت افزار دارید سعی کنید برای آن برد طراحی کنید و در طراحی برد بحث نویز را جدی بگیرید.
سیالات علم ناشناخته برای تیم ما!
بعد از برطرف شدن مشکل نویز دوباره آزمون واقعی گرفتیم و این بار با یک چیز عجیب تر روبرو شدیم. با شروع آزمون دستگاه شروع به افزایش دمای مخزن می کرد اما سنسورهای دما دماهایی عجیب و غریبی را نشان می دادند. افت و خیز های زیادی در دمای مخزن وجود داشت و ما دلیل آنرا نمی دانستیم.
با اختلاف نظری که با کارفرما داشتیم کارفرما علت مشکل را سخت افزار و نرم افزار می دانست و ما مجبور شدیم یک هفته برای پیدا کردن مشکل وقت صرف کنیم. برای پیدا کردن مشکل همه چیز را دوباره بررسی کردیم و متوجه شدیم که سخت افزار و نرم افزار درست هستند و مشکلی ندارند. با بررسی دستگاه متوجه شدیم افت و خیزهای دمایی که در نرم افزار مشاهده می کنیم واقعی هستند و در داخل مخزن رخ می دهند و این برای ما عجیب بود.
تصمیم گرفتیم با چند تا از دوستانی که در زمنیه مکانیک سیالات تجربه داشتند تماس بگیریم و با آنها مشورت کنیم.
دانش کم تیم کارفرما دلیل اصلی افت و خیزهای دمای مخزن بود.
به علت طراحی اشتباه مخزن و همزن دستگاه، دستگاه قابلیت هم دما کردن کل مخزن را نداشت و به همین دلیل در خیلی از بخش های مخزن نقطه هایی با دمای مرده (دماهای خیلی پایین) وجود داشت که با هم خوردن سیال داخل مخزن با دیگر بخش ها ترکیب می شدند و افت و خیزهای عجیب و غریب دما را به وجود می آوردند.
این مطلب را به کارفرما منتقل کردیم و با اصلاحاتی که در مخزن و همزن دستگاه صورت گرفت مشکل حل شد و ما در نهایت توانستیم پروژه را تحویل دهیم.
تجربه: در هر کاری از افراد خبره و با تجربه استفاده کنید تا در زمان و هزینه شما صرفه جویی شود.
منابع:
1. https://polymerma.ir/CMS/Home/Post?id=19
3. https://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D8%B1%D8%B3%D9%88%D8%AF%DA%AF%DB%8C_%D8%B4%D8%BA%D9%84%DB%8C
