Tutorial de protecció contra refrigeració làser K40: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

El K40 Laser Cooling Guard és un dispositiu que detecta el cabal i la temperatura del líquid de refrigeració del làser K40 Co2. En cas que el cabal caigui per sota d’una quantitat determinada, el protector de refrigeració talla l’interruptor làser evitant que el tub de laster s’escalfi. També us proporciona indicacions sobre la quantitat de fluid que passa el tub per minut i a quina temperatura.

Vaig fer un vídeo de Youtube bastant detallat sobre aquesta versió, així que si voleu fer-ne el vostre, seguiu els passos.

Pas 1: què necessitem?

1 Arduino Nano

1 pantalla LCD 1602 (16x2 files)

1 sensor de cabal / 3/4 Sensor de cabal d'aigua líquida d'efecte Hall

1 placa de relé / 5v KF-301

1 termistor de 10k

1 resistència de 10k

2 resistències de 1k

1 placa de protecció o PCB de prototipatge / He fet un PCB al vídeo que podeu descarregar i demanar aquí:

bit.ly/34N6dXH

També he fet una llista de la compra d’Amazon amb tots els components:

amzn.to/3dgVLeT

Pas 2: l’esquema

L’esquema és senzill, però, recomanaria no utilitzar el pin D0, ja que l’Arduino l’utilitza per a la interfície en sèrie. Podeu utilitzar fàcilment un altre pin lliure. L'única cosa que cal fer és canviar "0" al port al qual connecteu la placa de retransmissió al codi.

Pas 3: Arduino Nano

Pas 4: Termistor

Per al termistor hem de construir un divisor de tensió, per tant, connectem el restistor de 10 k en paral·lel entre terra i el termistor. Un termistor és bàsicament una resistència que canvia la resistència per temperatura.

Per obtenir una lectura en deg. f o c hem de saber quins valors ens dóna aquest termistor a 100 graus. c i 0 graus c.

Ho vaig mesurar i vaig incorporar els resultats al meu codi Arduino. Amb algunes matemàtiques, ara calcula i mostra la temperatura. És important que utilitzeu una resistència de 10 k com a valors de 100 graus. c són diferents que en un termistor de 100 k. Com que més endavant farem servir aquest dispositiu per fer-nos una idea de la calor del líquid de refrigeració, us suggereixo anar amb els valors de resistència introduïts prèviament. En aquest cas, no haureu de canviar res.

El termistor no té cap polaritat.

Pas 5: pantalla LCD 1602

Com que no faig servir una interfície sèrie per a la pantalla LCD, la connecto directament a l'Arduino. He utilitzat les dues resistències 1k entre terra i V0 per regular el contrast de la pantalla. No obstant això, es recomana utilitzar un potenciòmetre per obtenir un nivell de contrast ajustable. A mesura que es corrompien amb el temps, vaig anar amb un valor de resistència fix.

Altrament, hem de connectar tots els cables tal com es mostra al diagrama

Pas 6: el sensor de flux

Un sensor d’efecte Hall Flow és bàsicament un generador d’impulsos. En un tros de canonada o una carcassa estanca hi ha un rotor que gira quan passa líquid. A la vora del rotor hi ha uns petits imants que indueixen a una bobina de recepció.

Aquests impulsos poden ser comptats per un Arduino per exemple.

Amb una mica de matemàtiques i codi, ara podem traduir aquests impulsos a litres per minut.

El sensor de cabal necessita 5v per funcionar i té un tercer cable groc per al senyal que s’enganxa al port D2 del nostre Arduino Nano.

El sensor de flux que faig servir (a la llista de compres d’Amazon) té una lectura mínima de 2L / min, el que és bastant límit per al làser K40, ja que per a la meva configuració, el "brou" de refrigeració passa per un radiador, un tub làser i un cabal analògic mesurador amb mànegues de 8 mm. Fins i tot jo faig servir una bomba força potent, al final només surten 1, 5L / min. Al principi vaig tenir alguns problemes, ja que el sensor de flux no mostrava res … Vaig acabar muntant el sensor verticalment al dipòsit per tenir el cabal suficient perquè el sensor es codifiqués … En conclusió, recomanaria utilitzar un altre sensor de cabal que sigui més precís … els trobareu a eBay des de la Xina per aproximadament 6 dòlars …

Pas 7: la junta de relés

Un relé és un commutador electromecànic. Quan l'Arduino envia un senyal (+ 5v) a la placa del relé, el relé es tanca. Es tracta d’un relé de doble efecte, primer es solda terra a terra, en segon lloc es pot soldar al costat obert o tancat del relé. El que significa que quan el relé no rep cap senyal de l’Arduino, aquest roman obert (la llum està apagada), es solda a l’altre costat i es tanca (la llum està activada) quan no es rep cap senyal de la placa Arduino. En el nostre cas, volem que el relé sigui Off (circuit obert) quan no es rep cap senyal.

Per estar segur, utilitzeu el multímetre i mesureu els passadors del tauler.

Un LED vermell indica que la placa no rep cap senyal de l’Arduino. Vermell i verd significa que hi ha senyal i que el relé està canviant.

Pas 8: el codi

Ara és el que fa aquest sistema:

Es llegeix el sensor de cabal i el termistor.

Mentre el cabal sigui superior a 0, 5L / min, l’arduino manté el relé tancat, cosa que significa que pot funcionar el tub làser.

Si el cabal baixa a causa d’un error de la bomba o simplement s’ha oblidat d’engegar-lo, el relé s’obre i el làser s’apagarà automàticament.

Podeu seguir endavant i afegir codi per establir una temperatura límit que també s'hauria d'apagar el làser … depèn de vosaltres.

En aquesta configuració, per ara, la pantalla només mostra la temperatura sense tenir cap influència sobre el relé.

També podeu establir una configuració feble al codi, he afegit discripcions al costat dels valors perquè sàpiga de què es tracta.

Per exemple, podeu canviar deg. C a deg. F simplement canviant dues lletres (descrites al fitxer de codi).

Pas 9: la consola

Aquí teniu el fitxer de l’habitatge de la nostra construcció mitjançant el PCB que havia dissenyat (pas següent)

Els formats de fitxer són: Corel Draw, Autocad o Adobe Illustrator

He afegit el PCB com a referència de mida en aquests fitxers que s’ha d’eliminar abans de tallar-lo amb un tallador làser.

Les parts es distribueixen de manera que primer podeu gravar el logotip i el nom, després parar la màquina quan hi hagi passat i tallar-la.

El fitxer està fet per a fusta contraxapada de 4 mm o acríl·lics.

Pas 10: el PCB

Com veieu al vídeo, he tingut alguns problemes i fallades en el meu primer disseny de PCB … No obstant això, els he corregit i heu penjat aquest fitxer aquí. Simplement podeu carregar aquest fitxer zip a qualsevol pàgina web de fabricants de PCB i demanar-lo.

El PCB està fet amb Kicad, un programari que es pot descarregar gratuïtament.

Comproveu el fitxer vosaltres mateixos abans de demanar-lo. No sóc responsable en cas que hi hagi un error o un problema amb el disseny.

Pas 11: Configuració

El darrer pas és configurar el protector de refrigeració làser K40.

El contacte del relé s’ha d’empalmar en sèrie entre l’interruptor làser de la màquina làser K40. Per tant, podeu soldar-lo entre el propi interruptor situat a la portella d’instrument de la màquina o bé connectar-lo directament a la font d’alimentació. En el meu cas, hi ha dos cables de color rosa que passen al commutador de la meva font d'alimentació, de manera que n'he desconnectat un i he empalmat el circuit per mig (en sèrie) mitjançant una mordassa de cable Wago.

Vaig decidir connectar el mesurador de cabal com a última part de la cadena just abans que el líquid torni a l’embassament.

En el meu cas, ja que ja tenia un mesurador de cabal analògic, havia demanat un termistor amb un endoll metàl·lic que s’hi cargolava. Altrament, simplement podríeu submergir el termistor al dipòsit. Assegureu-vos que estigui situat al costat de la presa per obtenir una lectura més precisa.

Assegureu-vos de desconnectar el làser de la xarxa abans d’obrir la portella.

I ja està! Feu-me saber què en penseu.