Tutorial do protetor de resfriamento a laser K40: 12 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

O K40 Laser Cooling Guard é um dispositivo que detecta a taxa de fluxo e a temperatura do líquido de resfriamento do K40 Co2 Laser. No caso de a taxa de fluxo cair abaixo de um determinado valor, o Cooling Guard corta a chave do laser evitando que o tubo laser superaqueça. Também fornece indicações sobre quanto fluido está passando pelo tubo por minuto e em que temperatura.

Fiz um vídeo bem detalhado no Youtube sobre essa construção, então se você quiser fazer a sua própria, siga os passos.

Etapa 1: O que precisamos

1 Arduino Nano

1 1602 Display LCD (16x2fas)

1 Sensor de taxa de fluxo / 3/4 Sensor de fluxo de água líquida de efeito Hall

1 placa de relé / 5v KF-301

1 termistor de 10k

1 resistor de 10k

2 resistores de 1k

1 placa de ensaio ou PCB de prototipagem / Fiz um PCB no vídeo que você pode baixar e encomendar aqui:

bit.ly/34N6dXH

Também fiz uma lista de compras da Amazon com todos os componentes:

amzn.to/3dgVLeT

Etapa 2: o esquema

O esquema é simples, mas eu recomendo não usar o pino D0, pois ele é usado pelo Arduino para interface serial. Você pode usar facilmente outro pino grátis. A única coisa a fazer é mudar "0" para a porta à qual você conecta a placa de relé no código.

Etapa 3: Arduino Nano

Etapa 4: termistor

Para o termistor, precisamos construir um divisor de tensão, portanto, conectamos o restistor de 10k em paralelo entre o aterramento e o termistor. Um termistor é basicamente um resistor que muda a resistência de acordo com a temperatura.

Para obter uma leitura em graus. f ou c precisamos saber quais valores esse termistor nos dá a 100 graus. ce 0 graus c.

Eu medi isso e trouxe os resultados para o meu código Arduino. Com alguma matemática, ele agora calcula e exibe a temperatura. O importante é que você use um resistor de 10k como os valores para 100 graus. c são diferentes de um termistor de 100k. Como vamos usar este dispositivo mais tarde para ter uma ideia de como o líquido de resfriamento fica quente, sugiro ir com os valores de resistência pré-inseridos. Nesse caso, você não precisa mudar nada.

O termistor não tem polaridade.

Etapa 5: O visor LCD 1602

Como não estou usando uma interface serial para o LCD, eu o conecto diretamente ao Arduino. Usei os dois resistores de 1k entre o terra e V0 para regular o contraste do display. No entanto, é recomendado o uso de um potenciômetro para um nível de contraste ajustável. Como esses corroem com o tempo, optei por um valor de resistência fixo.

Caso contrário, precisamos conectar todos os fios conforme mostrado no diagrama

Etapa 6: o sensor de fluxo

Um sensor de efeito Flow Hall é basicamente um gerador de pulso. Em um pedaço de tubo ou caixa estanque, há um rotor que gira quando o líquido passa por ele. Na borda do rotor estão pequenos ímãs que induzem a energia a uma bobina de recepção.

Esses pulsos, então, podem ser contados por um Arduino, por ex..

Com um pouco de matemática e código, agora podemos traduzir esses pulsos em litros por minuto.

O sensor de fluxo precisa de 5v para operar e tem um terceiro fio amarelo para o sinal que se conecta à porta D2 do nosso Arduino Nano.

O Sensor de Fluxo que uso (na lista de compras da Amazon) tem uma leitura mínima de 2L / min o que é bastante limite para o K40 Laser já que para minha configuração o "caldo" de resfriamento passa por um radiador, tubo de laser e uma taxa de fluxo analógica metros usando mangueiras de 8 mm. Mesmo eu uso uma bomba bastante potente, há apenas 1, 5L / min saindo no final. Tive alguns problemas no início porque o sensor de fluxo não mostrou nada…. Acabei montando o sensor verticalmente no reservatório para ter taxa de fluxo suficiente para o sensor codificar … Em conclusão, recomendo usar outro sensor de taxa de fluxo que seja mais preciso … você os encontra no ebay da China por cerca de 6 dólares.

Etapa 7: A placa de relé

Um relé é uma chave eletromecânica. Quando o Arduino envia um sinal (+ 5v) para a placa de relé, o relé fecha. Este é um relé de dupla ação, primeiro você solda terra com terra, em segundo lugar, você pode soldar no lado aberto ou fechado do relé. O que significa que quando o relé não recebe nenhum sinal do Arduino, ele permanece aberto (a luz está apagada), solde-o do outro lado e ele é fechado (a luz está acesa) quando nenhum sinal é recebido da placa Arduino. Em nosso caso, queremos que o relé esteja desligado (circuito aberto) quando nenhum sinal for recebido.

Para ter certeza, use seu multímetro e meça os pinos da placa.

Um LED vermelho indica que a placa não recebe nenhum sinal do Arduino. Vermelho e verde significam que há sinal e o relé está mudando.

Etapa 8: O Código

Agora, aqui está o que este sistema faz:

Ele lê o sensor de fluxo e o termistor.

Contanto que a taxa de fluxo esteja acima de 0, 5L / min, o Arduino mantém o relé fechado, o que significa que o tubo do laser pode operar.

Se a vazão cair devido a um erro da bomba ou você simplesmente se esqueceu de ligá-la, o relé se abre e o laser é desligado automaticamente.

Você pode ir em frente e adicionar um código para definir uma temperatura limite que o laser deve desligar também … isso é com você.

Nesta configuração, por enquanto, o display mostra apenas a temperatura sem qualquer influência no relé.

Você também pode definir configurações fracas no código, adicionei descrições ao lado dos valores para que você saiba o que é.

Por exemplo, você pode trocar deg. C a deg. F simplesmente trocando duas letras (descritas no arquivo de código).

Etapa 9: O console

Aqui está o arquivo para o alojamento de nossa construção usando a PCB que projetei (etapa abaixo)

Os formatos de arquivo são: Corel Draw, Autocad ou Adobe Illustrator

Eu adicionei o PCB como uma referência de tamanho nesses arquivos que devem ser excluídos antes de cortá-los com um cortador a laser.

As peças são dispostas de forma que você primeiro possa gravar o logotipo e o nome e, em seguida, parar a máquina quando ela passar por isso e cortá-la.

O arquivo é feito para compensado de 4mm ou acrílico!

Etapa 10: o PCB

Como você pode ver no vídeo, tive alguns problemas e falhas no meu primeiro layout de PCB … No entanto, eu os corrigi e carreguei este arquivo aqui. Você pode simplesmente fazer upload desse arquivo zip para qualquer página da Web de fabricantes de PCB e solicitá-lo.

O PCB é feito com o Kicad, um software que pode ser baixado gratuitamente!

Por favor, verifique o arquivo você mesmo antes de encomendá-lo! Não me responsabilizo caso haja alguma falha ou problema com o layout!

Etapa 11: Configurando

A última etapa é configurar o protetor de resfriamento do laser K40.

O contato do relé precisa ser emendado em série entre a chave do laser da máquina a laser K40. Portanto, você pode soldá-lo entre a própria chave que está situada na escotilha de instrumentos da máquina ou pode conectá-lo diretamente na fonte de alimentação. No meu caso, há dois cabos rosa indo para o switch da minha fonte de alimentação, então eu desconectei um e emendei o circuito entre eles (em série) usando uma braçadeira de cabo Wago.

Decidi conectar o medidor de vazão como a última parte da corrente antes que o líquido volte para o reservatório.

No meu caso, como eu já tinha um medidor de vazão analógico, encomendei um termistor com um plugue de metal que é parafusado diretamente nele. Caso contrário, você pode simplesmente mergulhar o termistor no reservatório. Certifique-se de que está situado próximo à saída para obter uma leitura mais precisa.

Certifique-se de desconectar o seu laser da rede antes mesmo de abrir a escotilha!

E pronto! Deixe-me saber o que você pensa.