K40 Laser Cooling Guard Tutorial - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Der K40 Laser Cooling Guard ist ein Gerät, das Durchfluss und Temperatur der Kühlflüssigkeit des K40 Co2-Lasers misst. Falls die Durchflussmenge unter einen bestimmten Wert sinkt, unterbricht der Cooling Guard den Laserschalter, um eine Überhitzung der Laserröhre zu verhindern. Es gibt Ihnen auch einen Hinweis darauf, wie viel Flüssigkeit pro Minute durch das Röhrchen fließt und bei welcher Temperatur.

Ich habe ein ziemlich detailliertes Youtube-Video zu diesem Build gemacht. Wenn Sie also Ihr eigenes erstellen möchten, folgen Sie den Schritten.

Schritt 1: Was brauchen wir?

1 Arduino Nano

1 1602 LCD-Display (16x2 Zeilen)

1 Durchflusssensor / 3/4 Hall-Effekt-Durchflusssensor für flüssiges Wasser

1 Relaisplatine / 5V KF-301

1 10k Thermistor

1 10k Widerstand

2 1k Widerstände

1 Steckbrett oder Prototyping-Platine / Ich habe eine Platine im Video erstellt, die Sie hier herunterladen und bestellen können:

bit.ly/34N6dXH

Außerdem habe ich eine Amazon-Einkaufsliste mit allen Komponenten erstellt:

amzn.to/3dgVLeT

Schritt 2: Der Schaltplan

Der Schaltplan ist einfach, ich würde jedoch empfehlen, Pin D0 nicht zu verwenden, da dieser vom Arduino für die serielle Schnittstelle verwendet wird. Sie können problemlos einen anderen freien Pin verwenden. Das einzige, was Sie tun müssen, ist, "0" in den Port zu ändern, an den Sie die Relaisplatine im Code anschließen.

Schritt 3: Arduino Nano

Schritt 4: Thermistor

Für den Thermistor müssen wir einen Spannungsteiler bauen, deshalb schalten wir den 10k-Widerstand parallel zwischen Masse und Thermistor. Ein Thermistor ist im Grunde ein Widerstand, der seinen Widerstand durch die Temperatur ändert.

Um eine Lesung in deg. f oder c müssen wir wissen, welche Werte dieser Thermistor uns bei 100 Grad liefert. c und 0 Grad c.

Ich habe dies gemessen und die Ergebnisse in meinen Arduino-Code übernommen. Mit etwas Mathematik berechnet es jetzt die Temperatur und zeigt sie an. Wichtig ist, dass Sie als Werte für 100 Grad einen 10k-Widerstand verwenden. c sind anders als bei einem 100k-Thermistor. Da wir später dieses Gerät verwenden, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie warm die Kühlflüssigkeit wird, empfehle ich, die voreingegebenen Widerstandswerte zu verwenden. In diesem Fall müssen Sie nichts ändern.

Der Thermistor hat keine Polarität.

Schritt 5: Das 1602 LCD-Display

Da ich keine serielle Schnittstelle für das LCD verwende, schließe ich es direkt an den Arduino an. Ich habe die beiden 1k-Widerstände zwischen Masse und V0 verwendet, um den Kontrast des Displays zu regulieren. Es wird jedoch empfohlen, ein Potentiometer für einen einstellbaren Kontrastpegel zu verwenden. Da diese im Laufe der Zeit korrodieren, habe ich einen festen Widerstandswert gewählt.

Andernfalls müssen wir alle Drähte wie im Diagramm gezeigt anschließen

Schritt 6: Der Durchflusssensor

Ein Flow-Hall-Effekt-Sensor ist im Grunde ein Impulsgenerator. In einem Rohrstück oder einem wasserdichten Gehäuse befindet sich ein Rotor, der sich dreht, wenn Flüssigkeit durchströmt. Am Rand des Rotors befinden sich kleine Magnete, die Energie zu einer Empfangsspule induzieren.

Diese Impulse können dann z. B. von einem Arduino gezählt werden.

Mit ein wenig Mathematik und Code können wir diese Impulse nun in Liter pro Minute umwandeln.

Der Durchflusssensor benötigt 5 V zum Betrieb und hat ein drittes gelbes Kabel für das Signal, das an den D2-Port unseres Arduino Nano angeschlossen wird.

Der von mir verwendete Flow Sensor (in der Amazon-Einkaufsliste) hat einen Mindestwert von 2L/min, was für den K40 Laser ziemlich limitiert ist, da für mein Setup die kühlende "Brühe" durch einen Radiator, die Laserröhre und eine analoge Durchflussmenge läuft Meter mit 8mm Schläuchen. Obwohl ich eine ziemlich starke Pumpe verwende, kommen am Ende nur 1,5 l / min heraus. Ich hatte am Anfang einige Probleme, da der Durchflusssensor überhaupt nichts anzeigte…. Am Ende habe ich den Sensor vertikal zum Reservoir montiert, um genügend Durchfluss für die Codierung des Sensors zu haben. Zusammenfassend würde ich empfehlen, einen anderen Durchflusssensor zu verwenden, der genauer ist.

Schritt 7: Die Relaisplatine

Ein Relais ist ein elektromechanischer Schalter. Wenn der Arduino ein Signal (+5V) an die Relaisplatine sendet, schließt das Relais. Dies ist ein doppeltwirkendes Relais, Sie löten erstens Masse auf Masse, zweitens können Sie eher auf die offene Seite oder geschlossene Seite des Relais löten. Was bedeutet, wenn das Relais kein Signal vom Arduino erhält, bleibt es offen (Licht ist aus), löten es auf die andere Seite und es ist geschlossen (Licht ist an), wenn kein Signal von der Arduino-Platine empfangen wird. In unserem Fall möchten wir, dass das Relais ausgeschaltet ist (offener Stromkreis), wenn kein Signal empfangen wird.

Verwenden Sie zur Sicherheit Ihr Multimeter und messen Sie die Pins der Platine.

Eine rote LED zeigt an, dass das Board kein Signal vom Arduino empfängt. Rot und Grün bedeuten, dass ein Signal vorhanden ist und das Relais schaltet.

Schritt 8: Der Code

Hier ist nun, was dieses System macht:

Es liest den Durchflusssensor und den Thermistor.

Solange die Durchflussrate über 0,5 l / min liegt, hält das Arduino das Relais geschlossen, was bedeutet, dass die Laserröhre arbeiten kann.

Sinkt die Flussrate aufgrund eines Pumpenfehlers oder Sie haben einfach vergessen, ihn einzuschalten, öffnet das Relais und der Laser wird automatisch ausgeschaltet.

Sie könnten fortfahren und Code hinzufügen, um eine Grenztemperatur festzulegen, die der Laser auch ausschalten sollte … das liegt an Ihnen.

In diesem Setup zeigt das Display vorerst nur die Temperatur an, ohne das Relais zu beeinflussen.

Sie können auch schwache Einstellungen im Code vornehmen, ich habe neben den Werten Beschreibungen hinzugefügt, damit Sie wissen, was es ist.

Zum Beispiel können Sie deg tauschen. C bis Grad. F durch einfaches Vertauschen von zwei Buchstaben (in der Codedatei beschrieben).

Schritt 9: Die Konsole

Hier ist die Datei für das Gehäuse unseres Builds mit der von mir entworfenen Platine (Schritt unten)

Dateiformate sind: Corel Draw, Autocad oder Adobe Illustrator

Ich habe die Platine als Größenreferenz in diesen Dateien hinzugefügt, die vor dem Schneiden mit einem Laserschneider gelöscht werden muss.

Die Teile sind so angeordnet, dass Sie zuerst das Logo und den Namen gravieren und dann die Maschine stoppen und ausschneiden können.

Die Feile ist für 4mm Sperrholz oder Acryl geeignet!

Schritt 10: Die Platine

Wie Sie im Video sehen, hatte ich einige Probleme und Fehler bei meinem ersten PCB-Layout … Ich habe sie jedoch korrigiert und diese Datei hier hochgeladen. Sie können diese Zip-Datei einfach auf die Webseite eines beliebigen PCB-Herstellers hochladen und bestellen.

Die Leiterplatte wird mit Kicad erstellt, einer Software, die kostenlos heruntergeladen werden kann!

Bitte überprüfen Sie die Datei selbst, bevor Sie sie bestellen! Ich bin nicht verantwortlich, falls es einen Fehler oder ein Problem mit dem Layout gibt!

Schritt 11: Einrichten

Der letzte Schritt besteht darin, den K40 Laser Cooling Guard einzurichten.

Der Relaiskontakt muss zwischen dem Laserschalter der K40 Lasermaschine in Reihe gespleißt werden. Daher können Sie es lieber zwischen dem Schalter selbst, der sich auf der Instrumentenklappe der Maschine befindet, einlöten oder direkt an die Stromversorgung anschließen. In meinem Fall gehen von meinem Netzteil zwei rosa Kabel zum Schalter, also habe ich eines getrennt und den Stromkreis dazwischen (in Reihe) mit einer Wago-Kabelklemme gespleißt.

Ich beschloss, den Durchflussmesser als letzten Teil der Kette anzuschließen, kurz bevor die Flüssigkeit in den Behälter zurückfließt.

Da ich in meinem Fall bereits einen analogen Durchflussmesser hatte, hatte ich einen Thermistor mit einem direkt eingeschraubten Metallstopfen bestellt. Andernfalls können Sie den Thermistor einfach in das Reservoir tauchen. Stellen Sie sicher, dass es sich neben der Steckdose befindet, um eine genauere Anzeige zu erhalten.

Stellen Sie sicher, dass Sie Ihren Laser vom Netz trennen, bevor Sie die Luke öffnen!

Und fertig! Lassen Sie mich wissen, was Sie denken.