K40 Урок за лазерно охлаждане: 12 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

K40 Laser Cooling Guard е устройство, което отчита скоростта на потока и температурата на охлаждащата течност на K40 Co2 Laser. В случай, че дебитът падне под определено количество, охладителната охрана прекъсва лазерния превключвател, предотвратявайки прегряването на лазерната тръба. Той също така ви дава индикация за това колко течност преминава през тръбата за минута и при каква температура.

Направих доста подробен видеоклип в Youtube за тази конструкция, така че ако искате да направите свой собствен, следвайте стъпките.

Стъпка 1: Какво ни трябва

1 Arduino Nano

1 1602 LCD дисплей (16x2 стрелки)

1 Сензор за дебит / 3/4 сензор за течливост на течливост с ефект на Хол

1 Релейна платка / 5v KF-301

1 10k термистор

1 10k резистор

2 1k резистора

1 макет или прототипна печатна платка / Направих печатна платка във видеото, която можете да изтеглите и поръчате тук:

bit.ly/34N6dXH

Също така направих списък за пазаруване на Amazon с всички компоненти:

amzn.to/3dgVLeT

Стъпка 2: Схемата

Схемата е ясна, но бих препоръчал да не се използва пин D0, тъй като това се използва от Arduino за сериен интерфейс. Можете лесно да използвате друг безплатен щифт. Единственото нещо, което трябва да направите, е да промените "0" към порта, към който свързвате релейната платка в кода.

Стъпка 3: Arduino Nano

Стъпка 4: Термистор

За термистора трябва да изградим делител на напрежение, затова свързваме 10k резистора паралелно между земята и термистора. Термисторът по принцип е резистор, който променя съпротивлението по температура.

За да прочетете в градуси. f или c трябва да знаем какви стойности ни дава този термистор при 100 градуса. c и 0 ° c.

Измерих това и вкарах резултатите в кода си на Arduino. С известна математика сега изчислява и показва температурата. Важно е, че използвате 10k резистор като стойности за 100 градуса. c са различни, отколкото на 100k термистор. Тъй като по-късно използваме това устройство, за да добием представа колко топло се охлажда охлаждащата течност, предлагам да отидем с предварително въведените стойности на съпротивлението. В този случай не е нужно да променяте нищо.

Термисторът няма никаква полярност.

Стъпка 5: 1602 LCD дисплей

Тъй като не използвам сериен интерфейс за LCD, свързвам го директно към Arduino. Използвах двата 1k резистора между земята и V0, за да регулирам контраста на дисплея. Препоръчително е обаче да се използва потенциометър за регулируемо ниво на контраст. Тъй като те корозират с течение на времето, аз отидох с фиксирана стойност на съпротивлението.

В противен случай трябва да свържем всички проводници, както е показано на диаграмата

Стъпка 6: Сензор за потока

Сензорът за ефекта на потока на Hall е основно генератор на импулси. В парче тръба или водонепроницаем корпус има ротор, който се върти, когато течността преминава през него. На ръба на ротора има малки магнити, които предизвикват инженерство към приемаща намотка.

След това тези импулси могат да бъдат преброени от Arduino например.

С малко математика и код вече можем да преведем тези импулси в литри за минута.

Сензорът за потока се нуждае от 5v за работа и има трети жълт проводник за сигнала, който се свързва към D2 порта на нашия Arduino Nano.

Сензорът за потока, който използвам (в списъка за пазаруване на Amazon), има минимални показания от 2L/min, което е доста ограничение за K40 Laser, тъй като за моята настройка охлаждащият "бульон" работи през радиатор, лазерната тръба и аналогов дебит метър с помощта на 8 мм маркучи. Дори и да използвам доста мощна помпа, накрая излиза само 1, 5L/min. Имах някои проблеми в началото, тъй като сензорът за дебит не показваше нищо … В крайна сметка монтирах сензора вертикално към резервоара, за да има достатъчно дебит, за да може сензорът да кодира … В заключение бих препоръчал да използвам друг сензор за дебит, който е по -точен … намирате ги в ebay от Китай за около 6 долара..

Стъпка 7: Релейната платка

Релето е електромеханичен превключвател. Когато Arduino изпраща сигнал (+5v) към релейната платка, релето се затваря. Това е реле с двойно действие, първо запоявате земята към земята, второ можете по -скоро да запоявате към отворената или затворената страна на релето. Какво означава, че когато релето не получи сигнал от Arduino, то остава отворено (светлината е изключена), запоява се от другата страна и е затворено (светлината свети), когато не се получава сигнал от платката Arduino. В нашия случай искаме релето да е изключено (отворена верига), когато не се получава сигнал.

За да сте сигурни, използвайте своя мултицет и измерете щифтовете на дъската.

Червен светодиод показва, че платката не получава никакъв сигнал от Arduino. Червено и зелено означава, че има сигнал и релето се превключва.

Стъпка 8: Кодът

Ето какво прави тази система:

Той отчита сензора за потока и термистора.

Докато дебитът е над 0, 5L/min, arduino поддържа релето затворено, което означава, че лазерната тръба може да работи.

Ако дебитът спадне поради грешка в помпата или просто сте забравили да го включите, релето се отваря и лазерът ще се изключи автоматично.

Можете да добавите код, за да зададете гранична температура, която лазерът също трябва да изключи … това зависи от вас.

В тази настройка засега дисплеят показва само температурата, без да оказва влияние върху релето.

Можете също така да намалите настройките в кода, добавих описания до стойностите, за да знаете какво е това.

Например можете да разменяте deg. С до град. F, като просто размените две букви (описани в кодовия файл).

Стъпка 9: Конзолата

Ето файла за корпуса на нашата конструкция с помощта на проектираната от мен печатна платка (стъпка по -долу)

Файловите формати са: Corel Draw, Autocad или Adobe Illustrator

Добавих печатната платка като справка за размер в тези файлове, която трябва да бъде изтрита, преди да я отрежете с лазерен нож.

Частите са подредени по начин, по който първо можете да гравирате логото и името, след това да спрете машината, когато тя е преминала през това, и да я изрежете.

Файлът е направен за 4 мм шперплат или акрил!

Стъпка 10: ПХБ

Както виждате във видеото, имах някои проблеми и грешки при първото си оформление на печатни платки … Въпреки това ги коригирах, качен този файл тук. Можете просто да качите този zip файл на всяка уеб страница на производителите на печатни платки и да го поръчате.

Печатната платка е направена с Kicad, софтуер, който е безплатен за изтегляне!

Моля, проверете сами файла, преди да го поръчате! Не нося отговорност в случай на повреда или проблем с оформлението!

Стъпка 11: Настройване

Последната стъпка е да настроите K40 Laser Cooling Guard.

Контактът на релето трябва да бъде свързан последователно между лазерния превключвател на лазерната машина K40. Затова по -скоро можете да го запоите между самия превключвател, който се намира на люка за инструменти на машината, или можете да го свържете директно към захранването. В моя случай има два розови кабела към превключвателя от моето захранване, така че изключих един и снадих веригата между (в серия) с помощта на кабелна скоба Wago.

Реших да свържа разходомера като последна част от веригата точно преди течността да потече обратно в резервоара.

В моя случай, тъй като вече имах аналогов разходомер, бях поръчал термистор с метален щепсел, който се завинтва право в него. В противен случай можете просто да потопите термистора в резервоара. Уверете се, че е разположен до контакта, за да получите по -точно отчитане.

Уверете се, че сте изключили лазера от електрическата мрежа, преди дори да отворите люка!

И сте готови! Кажете ми какво мислите.