K40 Laser Cooling Guard Tutorial: 12 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Το K40 Laser Cooling Guard είναι μια συσκευή που ανιχνεύει τον ρυθμό ροής και τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού του K40 Co2 Laser. Σε περίπτωση που ο ρυθμός ροής μειωθεί κάτω από ένα ορισμένο ποσό, το Cooling Guard κόβει το διακόπτη Laser αποτρέποντας την υπερθέρμανση του lasertube. Σας δίνει επίσης ενδείξεις για το πόσο υγρό διέρχεται ο σωλήνας ανά λεπτό και σε ποια θερμοκρασία.

Έφτιαξα ένα αρκετά λεπτομερές βίντεο στο YouTube σχετικά με αυτήν την κατασκευή, οπότε αν θέλετε να φτιάξετε το δικό σας, ακολουθήστε τα βήματα.

Βήμα 1: Τι χρειαζόμαστε

1 Arduino Nano

1 1602 LCD οθόνη (16x2rows)

Αισθητήρας 1 Ρυθμού Ροής / Αισθητήρας ροής υγρού νερού 3/4"

1 πίνακας ρελέ / 5v KF-301

1 10k θερμίστορ

1 αντίσταση 10k

2 αντιστάσεις 1k

1 σανίδα ή πρωτότυπο PCB / έφτιαξα ένα PCB στο βίντεο που μπορείτε να κατεβάσετε και να παραγγείλετε εδώ:

bit.ly/34N6dXH

Επίσης έφτιαξα μια λίστα αγορών Amazon με όλα τα συστατικά:

amzn.to/3dgVLeT

Βήμα 2: Το σχηματικό

Το Σχήμα είναι απλό, θα συνιστούσα ωστόσο να μην χρησιμοποιείτε τον πείρο D0 καθώς αυτό χρησιμοποιείται από το Arduino για σειριακή διασύνδεση. Μπορείτε εύκολα να χρησιμοποιήσετε μια άλλη δωρεάν καρφίτσα. Το μόνο που πρέπει να κάνετε είναι να αλλάξετε το "0" στη θύρα που συνδέετε την πλακέτα ρελέ στον κώδικα.

Βήμα 3: Arduino Nano

Βήμα 4: Θερμίστορ

Για το θερμίστορ πρέπει να κατασκευάσουμε ένα διαχωριστή τάσης, επομένως συνδέουμε το 10k restistor παράλληλα μεταξύ της γείωσης και του θερμίστορ. Ένα θερμίστορ βασικά είναι μια αντίσταση που αλλάζει την αντίσταση κατά τη θερμοκρασία.

Για να πάρετε μια ανάγνωση σε βαθμούς. f ή c πρέπει να γνωρίζουμε τι τιμές μας δίνει αυτός ο θερμίστορ στους 100 βαθμούς. c και 0 βαθμούς c

Το μέτρησα και έφερα τα αποτελέσματα στον κώδικα Arduino. Με κάποια μαθηματικά τώρα υπολογίζει και εμφανίζει τη θερμοκρασία. Το σημαντικό είναι ότι χρησιμοποιείτε μια αντίσταση 10k ως τιμές για 100 βαθμούς. c διαφέρουν από ό, τι σε ένα θερμίστορ 100k. Καθώς χρησιμοποιούμε αργότερα αυτήν τη συσκευή για να έχουμε μια ιδέα για το πόσο θερμαίνεται το ψυκτικό υγρό, προτείνω να ακολουθήσω τις προκαθορισμένες τιμές αντίστασης. Σε αυτή την περίπτωση δεν χρειάζεται να αλλάξετε τίποτα.

Το θερμίστορ δεν έχει πολικότητα.

Βήμα 5: Η οθόνη LCD 1602

Καθώς δεν χρησιμοποιώ σειριακή διεπαφή για την οθόνη LCD, το συνδέω απευθείας με το Arduino. Χρησιμοποίησα τις δύο αντιστάσεις 1k μεταξύ γείωσης και V0 για να ρυθμίσω την αντίθεση της οθόνης. Ωστόσο, συνιστάται η χρήση ποτενσιόμετρου για ρυθμιζόμενο επίπεδο αντίθεσης. Καθώς αυτά διαβρώθηκαν με την πάροδο του χρόνου, πήγα με μια σταθερή τιμή αντίστασης.

Αλλιώς πρέπει να συνδέσουμε όλα τα καλώδια όπως φαίνεται στο διάγραμμα

Βήμα 6: Ο αισθητήρας ροής

Ο αισθητήρας εφέ Flow Hall είναι βασικά μια γεννήτρια παλμών. Σε ένα κομμάτι σωλήνα ή ένα στεγανό περίβλημα υπάρχει ένας ρότορας που περιστρέφεται όταν το υγρό περνάει μέσα. Στην άκρη του ρότορα υπάρχουν μικροί μαγνήτες που επάγουν την ένταση σε ένα πηνίο παραλαβής.

Αυτοί οι παλμοί στη συνέχεια μπορούν να μετρηθούν από ένα Arduino για π.

Με λίγα μαθηματικά και κώδικα μπορούμε τώρα να μεταφράσουμε αυτούς τους παλμούς σε λίτρα ανά λεπτό.

Ο αισθητήρας ροής χρειάζεται 5v για να λειτουργήσει και διαθέτει ένα τρίτο κίτρινο καλώδιο για το σήμα που συνδέεται με τη θύρα D2 του Arduino Nano.

Ο αισθητήρας ροής που χρησιμοποιώ (στη λίστα αγορών του Αμαζονίου) έχει ελάχιστη ένδειξη 2L/min που είναι αρκετά περιορισμένο για το λέιζερ K40 καθώς για τη ρύθμισή μου ο «ζωμός» ψύξης περνάει μέσω καλοριφέρ, σωλήνα λέιζερ και αναλογικό ρυθμό ροής μετρητή με εύκαμπτους σωλήνες 8mm. Ακόμη και αν χρησιμοποιώ μια αρκετά ισχυρή αντλία, μόνο 1, 5L/min βγαίνει στο τέλος. Είχα κάποια προβλήματα στην αρχή καθώς ο αισθητήρας ροής δεν έδειχνε τίποτα … Κατέληξα να τοποθετώ τον αισθητήρα κάθετα στη δεξαμενή για να έχει αρκετό ρυθμό ροής για να κωδικοποιήσει ο αισθητήρας … Εν κατακλείδι, θα συνιστούσα να χρησιμοποιήσω έναν άλλο αισθητήρα ταχύτητας ροής που είναι πιο ακριβής… τους βρίσκεις στο ebay από την Κίνα για περίπου 6 δολάρια.

Βήμα 7: Ο πίνακας ρελέ

Το ρελέ είναι ένας ηλεκτρομηχανικός διακόπτης. Όταν το Arduino στέλνει σήμα (+5v) στην πλακέτα ρελέ, το ρελέ κλείνει. Αυτό είναι ένα ρελέ διπλής δράσης, κολλάτε πρώτα γείωση με γείωση, δεύτερον μπορείτε μάλλον να κολλήσετε στην ανοιχτή ή κλειστή πλευρά του ρελέ. Τι σημαίνει όταν το ρελέ δεν λαμβάνει σήμα από το Arduino παραμένει ανοιχτό (το φως είναι σβηστό), κολλήστε το στην άλλη πλευρά και κλείστε (το φως είναι ενεργοποιημένο) όταν δεν λαμβάνεται σήμα από την πλακέτα Arduino. Στην περίπτωσή μας θέλουμε το ρελέ να είναι Off (ανοιχτό κύκλωμα) όταν δεν λαμβάνεται σήμα.

Για να είστε σίγουροι, χρησιμοποιήστε το πολύμετρό σας και μετρήστε τις ακίδες του πίνακα.

Ένα κόκκινο LED υποδεικνύει ότι ο πίνακας δεν λαμβάνει κανένα σήμα από το Arduino. Κόκκινο και πράσινο σημαίνει ότι υπάρχει σήμα και το ρελέ αλλάζει.

Βήμα 8: Ο κώδικας

Εδώ είναι τι κάνει αυτό το σύστημα:

Διαβάζει τον αισθητήρα ροής και το θερμίστορ.

Όσο ο ρυθμός ροής είναι πάνω από 0, 5L/min το arduino κρατά το ρελέ κλειστό, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργήσει ο σωλήνας λέιζερ.

Εάν ο ρυθμός ροής μειωθεί λόγω σφάλματος αντλίας ή απλά ξεχάσατε να τον ενεργοποιήσετε, το ρελέ ανοίγει και το λέιζερ απενεργοποιείται αυτόματα.

Θα μπορούσατε να προχωρήσετε και να προσθέσετε κώδικα για να ορίσετε μια οριακή θερμοκρασία που θα πρέπει να απενεργοποιήσετε και το λέιζερ … εξαρτάται από εσάς.

Σε αυτήν τη ρύθμιση προς το παρόν, η οθόνη δείχνει μόνο τη θερμοκρασία χωρίς να επηρεάζει το ρελέ.

Μπορείτε επίσης να αδυνατίσετε τις ρυθμίσεις στον κώδικα, πρόσθεσα περιγραφές δίπλα στις τιμές, ώστε να γνωρίζετε τι είναι.

Για παράδειγμα, μπορείτε να αλλάξετε βαθμολογία. C έως βαθμ. F απλά αλλάζοντας δύο γράμματα (περιγράφονται στο αρχείο κώδικα).

Βήμα 9: Η κονσόλα

Εδώ είναι το αρχείο για το περίβλημα της κατασκευής μας χρησιμοποιώντας το PCB που είχα σχεδιάσει (βήμα παρακάτω)

Οι μορφές αρχείων είναι: Corel Draw, Autocad ή Adobe Illustrator

Πρόσθεσα το PCB ως αναφορά μεγέθους σε αυτά τα αρχεία που πρέπει να διαγραφεί πριν το κόψετε με κόφτη λέιζερ.

Τα μέρη είναι διαμορφωμένα με τρόπο που μπορείτε πρώτα να χαράξετε το λογότυπο και το όνομα, στη συνέχεια να σταματήσετε το μηχάνημα όταν περάσει από αυτό και να το κόψετε.

Το αρχείο είναι κατασκευασμένο για κόντρα πλακέ 4mm ή ακρυλικά!

Βήμα 10: Το PCB

Όπως βλέπετε στο βίντεο, είχα κάποια προβλήματα και αποτυχίες στην πρώτη μου διάταξη PCB … Ωστόσο, τα διόρθωσα και ανέβασα αυτό το αρχείο εδώ. Μπορείτε απλά να ανεβάσετε αυτό το αρχείο zip σε οποιαδήποτε ιστοσελίδα κατασκευαστών PCB και να το παραγγείλετε.

Το PCB είναι κατασκευασμένο με το Kicad, ένα λογισμικό που μπορείτε να κατεβάσετε δωρεάν!

Παρακαλώ ελέγξτε μόνοι σας το αρχείο πριν το παραγγείλετε! Δεν είμαι υπεύθυνος σε περίπτωση αποτυχίας ή προβλήματος με τη διάταξη!

Βήμα 11: Ρύθμιση

Το τελευταίο βήμα είναι η εγκατάσταση του προστατευτικού ψύξης λέιζερ K40.

Η επαφή ρελέ πρέπει να συνδεθεί σε σειρά μεταξύ του διακόπτη λέιζερ του μηχανήματος λέιζερ K40. Ως εκ τούτου, μπορείτε μάλλον να το κολλήσετε μεταξύ του ίδιου του διακόπτη που βρίσκεται στην καταπακτή οργάνων του μηχανήματος ή μπορείτε να το συνδέσετε απευθείας στο τροφοδοτικό. Στην περίπτωσή μου, υπάρχουν δύο ροζ καλώδια που πηγαίνουν στο διακόπτη από το τροφοδοτικό μου, οπότε αποσύνδεσα το ένα και ένωσα το κύκλωμα μεταξύ τους (σε σειρά) χρησιμοποιώντας έναν σφιγκτήρα καλωδίου Wago.

Αποφάσισα να συνδέσω τον μετρητή ροής ως το τελευταίο μέρος της αλυσίδας ακριβώς πριν το υγρό επιστρέψει πίσω στη δεξαμενή.

Στην περίπτωσή μου, καθώς είχα ήδη έναν αναλογικό μετρητή ροής, είχα παραγγείλει ένα θερμίστορ με ένα μεταλλικό βύσμα που βιδώνεται ακριβώς μέσα του. Διαφορετικά, μπορείτε απλά να βυθίσετε το θερμίστορ στη δεξαμενή. Βεβαιωθείτε ότι βρίσκεται δίπλα στην πρίζα για να έχετε πιο ακριβή ανάγνωση.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε αποσυνδέσει το Laser σας από το ρεύμα πριν ακόμη ανοίξετε την καταπακτή!

Και τελειώσατε! Πείτε μου τη γνώμη σας.