Tutorial del protector de enfriamiento láser K40: 12 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

El protector de enfriamiento del láser K40 es un dispositivo que detecta el caudal y la temperatura del líquido refrigerante del láser de Co2 K40. En caso de que la tasa de flujo caiga por debajo de cierta cantidad, Cooling Guard corta el interruptor láser para evitar que el tubo láser se sobrecaliente. También le da una indicación sobre la cantidad de líquido que pasa por el tubo por minuto y a qué temperatura.

Hice un video de Youtube bastante detallado sobre esta compilación, así que si quieres hacer el tuyo propio, sigue los pasos.

Paso 1: ¿Qué necesitamos?

1 Arduino Nano

1 Pantalla LCD 1602 (16x2 filas)

1 sensor de caudal / sensor de caudal de agua líquida de efecto Hall de 3/4"

1 placa de relés / 5v KF-301

1 termistor de 10k

1 resistencia de 10k

2 resistencias de 1k

1 placa de pruebas o PCB de prototipos / Hice una PCB en el video que puede descargar y pedir aquí:

bit.ly/34N6dXH

También hice una lista de compras de Amazon con todos los componentes:

amzn.to/3dgVLeT

Paso 2: el esquema

El esquema es sencillo, sin embargo, recomendaría no usar el pin D0 ya que Arduino lo usa para la interfaz en serie. Puedes usar fácilmente otro pin gratis. Lo único que puede hacer es cambiar "0" al puerto al que conecta la placa de relés en el código.

Paso 3: Arduino Nano

Paso 4: termistor

Para el termistor, necesitamos construir un divisor de voltaje, por lo tanto, conectamos el resistor de 10k en paralelo entre tierra y el termistor. Un termistor es básicamente una resistencia que cambia la resistencia por temperatura.

Para obtener una lectura en grados. Para c, necesitamos saber qué valores nos da este termistor a 100 grados. cy 0 grados c.

Medí esto y llevé los resultados a mi código Arduino. Con algunas matemáticas, ahora calcula y muestra la temperatura. Importante es que use una resistencia de 10k como valores para 100 grados. c son diferentes a los de un termistor de 100k. Como más adelante usaremos este dispositivo para tener una idea de qué tan caliente se calienta el líquido de enfriamiento, sugiero ir con los valores de resistencia ingresados previamente. En ese caso no tienes que cambiar nada.

El termistor no tiene polaridad.

Paso 5: la pantalla LCD 1602

Como no estoy usando una interfaz en serie para la pantalla LCD, la conecto directamente al Arduino. Usé las dos resistencias de 1k entre tierra y V0 para regular el contraste de la pantalla. Sin embargo, se recomienda utilizar un potenciómetro para un nivel de contraste ajustable. A medida que se corroen con el tiempo, elegí un valor de resistencia fijo.

De lo contrario, necesitamos conectar todos los cables como se muestra en el diagrama.

Paso 6: el sensor de flujo

Un sensor de efecto Hall de flujo es básicamente un generador de impulsos. En un trozo de tubería o una carcasa estanca hay un rotor que gira cuando pasa el líquido. En el borde del rotor hay pequeños imanes que inducen energía a una bobina receptora.

Estos pulsos pueden ser contados por un Arduino, por ejemplo.

Con un poco de matemáticas y código, ahora podemos traducir estos pulsos a litros por minuto.

El sensor de flujo necesita 5v para funcionar y tiene un tercer cable amarillo para la señal que se conecta al puerto D2 de nuestro Arduino Nano.

El sensor de flujo que uso (en la lista de compras de Amazon) tiene una lectura mínima de 2L / min, lo que es bastante límite para el láser K40, ya que para mi configuración, el "caldo" de enfriamiento pasa por un radiador, el tubo láser y un caudal analógico. medidor con mangueras de 8 mm. Incluso si uso una bomba bastante potente, solo sale 1, 5L / min al final. Tuve algunos problemas al principio ya que el sensor de flujo no mostraba nada en absoluto…. Terminé montando el sensor verticalmente en el depósito para tener suficiente caudal para que el sensor lo codifique … En conclusión, recomendaría usar otro sensor de caudal que sea más preciso … los encuentras en ebay desde china por alrededor de 6 dólares …

Paso 7: la placa de relés

Un relé es un interruptor electromecánico. Cuando el Arduino envía una señal (+ 5v) a la placa de relés, el relé se cierra. Este es un relé de doble acción, primero suelda tierra a tierra, en segundo lugar, puede soldar al lado abierto o al lado cerrado del relé. Lo que significa que cuando el relé no recibe señal del Arduino, permanece abierto (la luz está apagada), soldarlo al otro lado y se cierra (la luz está encendida) cuando no se recibe ninguna señal de la placa Arduino. En nuestro caso, queremos que el relé esté apagado (circuito abierto) cuando no se reciba ninguna señal.

Para estar seguro, use su multímetro y mida los pines del tablero.

Un LED rojo indica que la placa no recibe ninguna señal del Arduino. Rojo y verde significa que hay señal y el relé está cambiando.

Paso 8: el código

Ahora, esto es lo que hace este sistema:

Lee el sensor de flujo y el termistor.

Siempre que el caudal sea superior a 0, 5L / min, el arduino mantiene el relé cerrado, lo que significa que el tubo láser puede funcionar.

Si el caudal cae debido a un error de la bomba o simplemente se olvidó de encenderlo, el relé se abre y el láser se apagará automáticamente.

Puede continuar y agregar código para establecer una temperatura límite que el láser también debería apagarse … eso depende de usted.

En esta configuración, por ahora, la pantalla solo muestra la temperatura sin tener ninguna influencia en el relé.

También puede configurar configuraciones débiles en el código, agregué descripciones al lado de los valores para que sepa qué es.

Por ejemplo, puede intercambiar grados. C a deg. F simplemente intercambiando dos letras (descritas en el archivo de código).

Paso 9: la consola

Aquí está el archivo para la carcasa de nuestra construcción usando el PCB que había diseñado (paso a continuación)

Los formatos de archivo son: Corel Draw, Autocad o Adobe Illustrator

Agregué el PCB como referencia de tamaño en estos archivos que debe eliminarse antes de cortarlo con un cortador láser.

Las partes están dispuestas de manera que primero pueda grabar el logotipo y el nombre, luego detener la máquina cuando haya terminado y cortarla.

¡La lima está hecha para madera contrachapada de 4 mm o acrílicos!

Paso 10: el PCB

Como puede ver en el video, tuve algunos problemas y fallas en mi primer diseño de PCB… Sin embargo, los corrigí y cargué este archivo aquí. Simplemente puede cargar este archivo zip en la página web de cualquier fabricante de PCB y solicitarlo.

El PCB está hecho con Kicad, ¡un software que se puede descargar gratis!

Por favor, compruebe el archivo usted mismo antes de realizar el pedido. ¡No soy responsable en caso de que haya una falla o problema con el diseño!

Paso 11: Configurarlo

El último paso es configurar el protector de enfriamiento láser K40.

El contacto del relé debe empalmarse en serie entre el interruptor láser de la máquina láser K40. Por lo tanto, puede soldarlo entre el interruptor en sí que se encuentra en la escotilla de instrumentos de la máquina o puede conectarlo directamente a la fuente de alimentación. En mi caso, hay dos cables rosas que van al interruptor de mi fuente de alimentación, así que desconecté uno y empalmé el circuito en el medio (en serie) usando una abrazadera de cable Wago.

Decidí conectar el medidor de flujo como última parte de la cadena justo antes de que el líquido regrese al depósito.

En mi caso, como ya tenía un medidor de flujo analógico, había pedido un termistor con un tapón de metal que se atornilla directamente. De lo contrario, simplemente podría sumergir el termistor en el depósito. Asegúrese de que esté situado junto a la salida para obtener una lectura más precisa.

¡Asegúrese de desconectar su láser de la red eléctrica incluso antes de abrir la escotilla!

¡Y listo! Déjame saber lo que piensas.