Samouczek K40 Laser Cooling Guard: 12 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

K40 Laser Cooling Guard to urządzenie, które wykrywa prędkość przepływu i temperaturę płynu chłodzącego K40 Co2 Laser. W przypadku, gdy natężenie przepływu spadnie poniżej pewnej wartości, Cooling Guard odcina przełącznik lasera, zapobiegając przegrzaniu lasera. Daje również wskazanie, ile płynu przepływa przez rurkę na minutę i w jakiej temperaturze.

Zrobiłem dość szczegółowy film na Youtube o tej kompilacji, więc jeśli chcesz stworzyć własny, postępuj zgodnie z instrukcjami.

Krok 1: Czego potrzebujemy

1 Arduino Nano

1 1602 wyświetlacz LCD (16x2 rzędy)

1 czujnik natężenia przepływu / 3/4 czujnik przepływu cieczy z efektem Halla

1 karta przekaźnikowa / 5v KF-301

1 termistor 10k

1 rezystor 10k

2 rezystory 1k

1 płytka stykowa lub płytka prototypowa / Zrobiłem płytkę w filmie, który można pobrać i zamówić tutaj:

bit.ly/34N6dXH

Zrobiłem też listę zakupów Amazon ze wszystkimi składnikami:

amzn.to/3dgVLeT

Krok 2: Schemat

Schemat jest prosty, jednak nie zalecałbym używania pinu D0, ponieważ jest on używany przez Arduino do interfejsu szeregowego. Możesz łatwo użyć innego wolnego pinu. Jedyną rzeczą do zrobienia jest zmiana "0" na port, do którego podłączasz płytkę przekaźnika w kodzie.

Krok 3: Arduino Nano

Krok 4: Termistor

Dla termistora musimy zbudować dzielnik napięcia, dlatego rezystor 10k podłączamy równolegle między uziemieniem a termistorem. Termistor to w zasadzie rezystor, który zmienia rezystancję pod wpływem temperatury.

Aby uzyskać odczyt w stopniach. f lub c musimy wiedzieć, jakie wartości daje nam ten termistor przy 100 stopniach. c i 0 st.c.

Zmierzyłem to i wprowadziłem wyniki do mojego kodu Arduino. Przy odrobinie matematyki teraz oblicza i wyświetla temperaturę. Ważne jest, aby użyć rezystora 10k jako wartości dla 100 stopni. c są inne niż na termistorze 100k. Ponieważ później używamy tego urządzenia, aby zorientować się, jak nagrzewa się płyn chłodzący, sugeruję, aby skorzystać z wcześniej wprowadzonych wartości oporu. W takim przypadku nie musisz nic zmieniać.

Termistor nie ma żadnej polaryzacji.

Krok 5: Wyświetlacz LCD 1602

Ponieważ nie używam interfejsu szeregowego dla LCD, podłączam go bezpośrednio do Arduino. Użyłem dwóch rezystorów 1k między masą a V0 do regulacji kontrastu wyświetlacza. Zaleca się jednak użycie potencjometru do regulacji poziomu kontrastu. Ponieważ z czasem korodują, wybrałem stałą wartość oporu.

W przeciwnym razie musimy podłączyć wszystkie przewody, jak pokazano na schemacie

Krok 6: Czujnik przepływu

Czujnik Halla przepływu jest w zasadzie generatorem impulsów. W kawałku rury lub w wodoszczelnej obudowie znajduje się wirnik, który obraca się podczas przepływu cieczy. Na krawędzi wirnika znajdują się małe magnesy, które indukują energię do cewki odbiorczej.

Impulsy te mogą być liczone przez Arduino, na przykład..

Przy odrobinie matematyki i kodu możemy teraz przetłumaczyć te impulsy na litry na minutę.

Czujnik przepływu potrzebuje 5 V do działania i ma trzeci żółty przewód dla sygnału, który łączy się z portem D2 naszego Arduino Nano.

Czujnik przepływu, którego używam (na liście zakupów Amazon) ma minimalny odczyt 2 l/min, co jest dość ograniczeniem dla lasera K40, ponieważ w mojej konfiguracji „bulion” chłodzący przepływa przez chłodnicę, rurę laserową i analogowe natężenie przepływu miernik przy użyciu węży 8mm. Nawet ja używam dość mocnej pompy, na końcu wychodzi tylko 1,5 l/min. Na początku miałem pewne problemy, ponieważ czujnik przepływu w ogóle nic nie pokazywał…. Skończyło się na zamontowaniu czujnika pionowo do zbiornika, aby mieć wystarczającą prędkość przepływu do zakodowania czujnika… Podsumowując, polecam użyć innego czujnika natężenia przepływu, który jest bardziej precyzyjny… znajdziesz je na ebayu z Chin za około 6 dolców..

Krok 7: Tablica przekaźnikowa

Przekaźnik to przełącznik elektromechaniczny. Gdy Arduino wysyła sygnał (+5v) do płytki przekaźnika, przekaźnik zamyka się. Jest to przekaźnik dwustronnego działania, najpierw lutujesz masę do masy, po drugie możesz raczej przylutować stronę otwartą lub zamkniętą przekaźnika. Co oznacza, że gdy przekaźnik nie otrzymuje sygnału z Arduino pozostaje otwarty (światło wyłączone), przylutuj go na drugą stronę i jest zamknięty (światło jest włączone), gdy brak sygnału z płytki Arduino. W naszym przypadku chcemy, aby przekaźnik był wyłączony (obwód otwarty), gdy nie jest odbierany żaden sygnał.

Aby mieć pewność, użyj multimetru i zmierz szpilki płytki.

Czerwona dioda LED wskazuje, że płytka nie otrzymuje żadnego sygnału z Arduino. Czerwony i zielony oznacza, że jest sygnał i przekaźnik się przełącza.

Krok 8: Kodeks

Oto, co robi ten system:

Odczytuje czujnik przepływu i termistor.

Dopóki przepływ przekracza 0,5 l/min, arduino utrzymuje przekaźnik w stanie zamkniętym, co oznacza, że tuba lasera może działać.

Jeśli natężenie przepływu spadnie z powodu błędu pompy lub po prostu zapomniałeś ją włączyć, przekaźnik otworzy się, a laser zostanie automatycznie wyłączony.

Możesz iść dalej i dodać kod, aby ustawić graniczną temperaturę, w której laser również powinien się wyłączyć… to zależy od Ciebie.

W tej konfiguracji na razie wyświetlacz pokazuje tylko temperaturę bez wpływu na przekaźnik.

Możesz też słabe ustawienia w kodzie, dodałem opisy obok wartości, więc wiesz, co to jest.

Na przykład możesz zamienić stopnie. C do st. C. F po prostu zamieniając dwie litery (opisane w pliku kodu).

Krok 9: Konsola

Oto plik z obudową naszej konstrukcji z wykorzystaniem zaprojektowanej przeze mnie płytki PCB (krok poniżej)

Formaty plików to: Corel Draw, Autocad lub Adobe Illustrator

Dodałem płytkę PCB jako odniesienie do rozmiaru w tych plikach, którą należy usunąć przed wycięciem za pomocą wycinarki laserowej.

Części są ułożone w taki sposób, że możesz najpierw wygrawerować logo i nazwę, a następnie zatrzymać maszynę, gdy to przejdzie i wyciąć.

Pilnik wykonany jest do sklejki 4mm lub akrylu!

Krok 10: PCB

Jak widać na filmie, miałem pewne problemy i awarie na moim pierwszym układzie PCB… Jednak poprawiłem je i przesłałem ten plik tutaj. Możesz po prostu przesłać ten plik zip na dowolną stronę internetową producenta PCB i zamówić go.

Płytka drukowana jest wykonana za pomocą programu Kicad, który można pobrać bezpłatnie!

Proszę sprawdzić plik samodzielnie przed złożeniem zamówienia! Nie ponoszę odpowiedzialności w przypadku awarii lub problemu z układem!

Krok 11: Konfiguracja

Ostatnim krokiem jest ustawienie osłony chłodzenia lasera K40.

Styk przekaźnika musi być połączony szeregowo między przełącznikiem laserowym urządzenia laserowego K40. Można go więc raczej wlutować między sam włącznik, który znajduje się na włazie przyrządu maszyny, albo podłączyć bezpośrednio do zasilacza. W moim przypadku do przełącznika z zasilacza prowadzą dwa różowe kable, więc odłączyłem jeden i połączyłem obwód między nimi (szeregowo) za pomocą zacisku kablowego Wago.

Postanowiłem podłączyć przepływomierz jako ostatnią część łańcucha tuż przed powrotem cieczy do zbiornika.

W moim przypadku, ponieważ miałem już analogowy przepływomierz, zamówiłem termistor z metalową zatyczką, która wkręca się w niego. W przeciwnym razie możesz po prostu zanurzyć termistor w zbiorniku. Upewnij się, że znajduje się obok gniazdka, aby uzyskać dokładniejszy odczyt.

Upewnij się, że odłączyłeś laser od sieci przed otwarciem klapy!

I gotowe! Daj mi znać, co myślisz.