K40 Opplæring i laserkjølingsvakt: 12 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

K40 Laser Cooling Guard er en enhet som registrerer strømningshastighet og temperatur på K40 Co2 Lasers kjølevæske. Hvis strømningshastigheten faller under en viss mengde, kutter kjølevakten laserskiftet og forhindrer at laserrøret overopphetes. Det gir deg også indikasjon på hvor mye væske som passerer røret per minutt og ved hvilken temperatur.

Jeg lagde en ganske detaljert Youtube -video om denne bygningen, så hvis du vil lage din egen, følg trinnene.

Trinn 1: Hva trenger vi

1 Arduino Nano

1 1602 LCD -skjerm (16x2 rader)

1 Flow Rate Sensor / 3/4 Hall Effect Liquid Water Flow Sensor

1 relékort / 5v KF-301

1 10k termistor

1 10k motstand

2 1k motstander

1 brødbrett eller prototyping PCB / I laget et PCB i videoen som du kan laste ned og bestille her:

bit.ly/34N6dXH

Jeg lagde også en handleliste fra Amazon med alle komponentene:

amzn.to/3dgVLeT

Trinn 2: Den skjematiske

Skjematisk er rett frem, jeg vil imidlertid anbefale å ikke bruke pin D0 da dette brukes av Arduino for serielt grensesnitt. Du kan enkelt bruke en annen gratis pin. Det eneste du må gjøre er å endre "0" til porten du kobler relékortet til i koden.

Trinn 3: Arduino Nano

Trinn 4: Termistor

For termistoren må vi bygge en spenningsdeler, derfor kobler vi til 10k restistoren i paralell mellom bakken og termistoren. En termistor er i utgangspunktet en motstand som endrer motstand etter temperatur.

For å få en lesning i grader. f eller c må vi vite hvilke verdier denne termistoren gir oss ved 100 grader. c og 0 grader.

Jeg målte dette og tok resultatene inn i min Arduino -kode. Med litt matematikk beregner den nå og viser temperaturen. Viktig er at du bruker en 10k motstand som verdiene for 100 grader. c er annerledes enn på en 100k termistor. Siden vi senere bruker denne enheten for å få en ide om hvor varm kjølevæsken blir, foreslår jeg å gå med de forhåndsinnførte motstandsverdiene. I så fall trenger du ikke å endre noe.

Termistoren har ingen polaritet.

Trinn 5: 1602 LCD -skjermen

Siden jeg ikke bruker et serielt grensesnitt for LCD -en, kobler jeg den direkte til Arduino. Jeg brukte de to 1k -motstandene mellom bakken og V0 for å regulere kontrasten på displayet. Imidlertid anbefales det å bruke et potensiometer for et justerbart kontrastnivå. Etter hvert som de korroderer over tid, gikk jeg med en fast motstandsverdi.

Ellers må vi koble alle ledningene som vist i diagrammet

Trinn 6: Flowsensoren

En Flow Hall Effect Sensor er i utgangspunktet en pulsgenerator. I et rørstykke eller et vanntett hus er det en rotor som roterer når væske passerer gjennom. På kanten av rotoren er det små magneter som induserer engy til en mottagende spole.

Disse pulser kan deretter telles av en Arduino for eksempel.

Med litt matte og kode kan vi nå oversette disse pulser til Liter per minutt.

Flowsensoren trenger 5v for å fungere og har en tredje gul ledning for signalet som kobler til D2 -porten på vår Arduino Nano.

Flow -sensoren jeg bruker (i Amazon -handlelisten) har en minimumsavlesning på 2L/min, det som er ganske begrenset for K40 -laseren, for mitt oppsett kjører "kjøttkraft" gjennom en radiator, laserrøret og en analog strømningshastighet meter ved hjelp av 8 mm slanger. Selv om jeg bruker en ganske kraftig pumpe, er det bare 1, 5L/min som kommer ut på slutten. Jeg hadde noen problemer i begynnelsen, da strømningssensoren ikke viste noe i det hele tatt …. Jeg endte opp med å montere sensoren vertikalt på reservoaret for å ha nok strømningshastighet til at sensoren kan kode … Avslutningsvis vil jeg anbefale å bruke en annen strømningshastighetssensor som er mer presis … du finner dem på ebay fra Kina for rundt 6 dollar..

Trinn 7: Stafettbordet

Et relé er en elektromekanisk bryter. Når Arduino sender et signal (+5v) til relékortet, lukkes reléet. Dette er et dobbeltvirkende relé, du lodder først bakken til bakken, for det andre kan du heller lodde til den åpne eller lukkede siden av reléet. Hva betyr at når reléet ikke får noe signal fra Arduino, forblir det åpent (lyset er av), loddet til det på den andre siden og det er lukket (lyset er på) når det ikke mottas noe signal fra Arduino -kortet. I vårt tilfelle vil vi at reléet skal være av (åpen krets) når det ikke mottas noe signal.

For å være sikker, bruk multimeteret og mål tappene på brettet.

En rød LED indikerer at kortet ikke mottar noe signal fra Arduino. Rødt og grønt betyr at det er signal og reléet bytter.

Trinn 8: Koden

Her er hva dette systemet gjør:

Den leser strømningssensoren og termistoren.

Så lenge strømningshastigheten er over 0, 5L/min, kobler arduinoen reléet lukket, noe som betyr at laserrøret kan fungere.

Hvis strømningshastigheten synker på grunn av en pumpefeil eller du bare glemte å slå den på, åpnes reléet og laseren slås av automatisk.

Du kan fortsette og legge til kode for å angi en grense temperatur som laseren skal slå av også … det er opp til deg.

I dette oppsettet viser displayet bare temperaturen uten å ha noen innflytelse på reléet.

Du kan også svake innstillinger i koden, jeg la til beskrivelser ved siden av verdiene, slik at du vet hva det er.

For eksempel kan du bytte deg. C til deg. F ved ganske enkelt å bytte to bokstaver (beskrevet i kodefilen).

Trinn 9: Konsollen

Her er filen for huset til bygningen vår ved hjelp av kretskortet jeg hadde designet (trinn nedenfor)

Filformatene er: Corel Draw, Autocad eller Adobe Illustrator

Jeg la til kretskortet som en størrelsesreferanse i disse filene som må slettes før det kuttes med en laserskærer.

Delene er lagt ut på en måte som du først kan gravere logoen og navnet på, deretter stoppe maskinen når den kom gjennom dette og kutte den ut.

Filen er laget for 4 mm kryssfiner eller akryl!

Trinn 10: PCB

Som du ser i videoen, hadde jeg noen problemer og feil på min første PCB -layout … Men jeg korrigerte dem og lastet opp denne filen her. Du kan ganske enkelt laste opp denne zip -filen til hvilken som helst PCB -produsents nettside og bestille den.

PCB er laget med Kicad, en programvare som er gratis å laste ned!

Vennligst sjekk filen selv før du bestiller den! Jeg er ikke ansvarlig i tilfelle det er en feil eller et problem med oppsettet!

Trinn 11: Sette det opp

Det siste trinnet er å sette opp K40 laserkjølevern.

Relékontakten må skjøtes i serie mellom laserbryteren på K40 lasermaskin. Derfor kan du heller lodde den mellom selve bryteren som er plassert på instrumentluken på maskinen, eller du kan koble den direkte til strømforsyningen. I mitt tilfelle går det to rosa kabler til bryteren fra strømforsyningen, så jeg koblet fra en og skjøtet kretsen mellom (i serie) ved hjelp av en Wago -kabelklemme.

Jeg bestemte meg for å koble til strømningsmåleren som den siste delen av kjedet rett før væsken strømmer tilbake i reservoaret.

I mitt tilfelle, da jeg allerede hadde en analog strømningsmåler, hadde jeg bestilt en termistor med en metallplugg som skrues rett inn i den. Ellers kan du ganske enkelt dyppe termistoren i reservoaret. Sørg for at den ligger ved siden av uttaket for å få en mer nøyaktig avlesning.

Sørg for å koble laseren fra strømnettet før du åpner luka!

Og du er ferdig! Fortell meg hva du synes.