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3D-Drucker Brandschutz

Komponenten und Verbrauchsmaterialien

GP2Y1010AU0F Scharfer Staubsensor
× 1
Arduino Nano R3
× 1
2-Kanal-Relais
× 1
wire
× 1
Summer
× 1
25-mm-Lüfter
× 1
6 mm Druckknopf
× 1

Notwendige Werkzeuge und Maschinen

3D-Drucker (generisch)
Lötkolben (generisch)

Apps und Onlinedienste

Arduino-IDE
Autodesk Fusion 360

Über dieses Projekt

Inspiration

Vor ungefähr einem Monat war mein 3D-Drucker mitten in einem Druck, als ein Kurzschluss auftrat. Zwei gestolperte Drahtteile berührten sich und begannen eine gefährliche Stromstärke zwischen ihnen zu führen. Dies geriet schnell außer Kontrolle und begann die PVC-Abschirmung der Drähte abzubrennen. Wäre ich nicht in der Nähe gewesen oder hätte ich den Rauch nicht bemerkt, hätte der Drucker Feuer gefangen. Zum Glück konnte ich den Drucker jedoch ausschalten, bevor ein größerer Schaden angerichtet wurde.

Das war ein Weckruf für mich, jetzt weiß ich, wie gefährlich es ist, einen 3D-Drucker unbeaufsichtigt zu betreiben. Das Ziel dieses Projekts ist es, elektrische Brände zu erkennen, zu alarmieren und den Schaden zu reduzieren. Und um vorsichtigen Besitzern von 3D-Druckern Sicherheit zu geben.

Die Funktionalität

3D Printer Safety ist in der Lage, alle möglichen Gefahren durch den Sharp GP2Y1010AU0F Staubsensor zu erkennen, der Feinstaub in der Luft verfolgen und an einen Arduino weiterleiten kann. Als Gehirn der Bedienung dient der Arduino Nano, der die Sensordaten interpretiert und eine Reaktion einleitet. Wenn abnormale Partikelkonzentrationen in der Luft festgestellt werden, schaltet das Gerät den 3D-Drucker aus und gibt einen Alarm aus . Die Stromversorgung des 3D-Druckers wird mit einem Relais gesteuert und der Alarm wird über einen 5-V-Summer gesendet.

Video

Bau

Sammeln Sie die Materialien, die oben in diesem Handbuch unter "Dinge" aufgeführt sind. Bitte beachten Sie, dass ich einen anderen Summer als den aufgeführten verwenden werde, da ich ihn zur Hand hatte. Ich schlage auch vor, dass Sie ein vorverfolgtes Perfboard kaufen, wie das, das ich in der obigen Liste verlinkt habe.

Unten auf dieser Seite sind zwei Schaltpläne verlinkt, einer heißt 'Striped Diagram' und zeigt, wie Komponenten angeschlossen werden sollten, um den Platz zu minimieren. Dies ist wichtig, wenn Sie mit dem 3D-gedruckten Gehäuse weiterspielen. Das andere Diagramm mit dem Namen "Expanded Diagram" wird verwendet, um die Schaltung in der am wenigsten geclusterten Weise zu demonstrieren. Es kann verwendet werden, wenn der Platz kein Problem ist, oder für das Prototyping von Steckbrettern.

Schließen Sie die Komponenten gemäß obigem Schaltplan an. Der größte Teil des Perfboards wird ungenutzt gelassen und später abgeschnitten. Der Staubsensor ist mit GP2Y1010AUOF und der Lüfter mit Lüfter gekennzeichnet. Der in der 'Dinge'-Liste verlinkte Staubsensor wird mit einem Kondensator und einem Widerstand geliefert, die ebenfalls gemäß dem Diagramm platziert werden sollten.

Achten Sie beim Zusammenstecken darauf, dass Sie genügend Draht verwenden, damit die Elektronik in das Gehäuse passt. Achten Sie darauf, dass der Kondensator in die richtige Richtung zeigt (durch den helleren Streifen gekennzeichnet). Stellen Sie abschließend sicher, dass die Streifen auf dem Perfboard wie auf dem Bild verlaufen.

Jetzt ist auch die Zeit, den Code auf den Arduino Nano hochzuladen. Verbinden Sie das Board mit einem PC und laden Sie den am Ende dieser Seite verlinkten Github-Code hoch. Dies kann erreicht werden, indem der Code in die Arduino-IDE eingefügt und dann über den richtigen COM-Port hochgeladen wird.

Gehäuse

Das 3D-gedruckte Gehäuse für dieses Gadget ist unten in dieser Anleitung verlinkt. Die Datei funktioniert gedruckt unter normalen Druckeinstellungen mit optionalen Unterstützungen und wird in zwei Teilen gedruckt.

Um das sperrige Perfboard, auf das die Komponenten gelötet sind, zu verkleinern, muss es geschnitten werden. Das Schneiden von Perfboard ist ein wenig schwierig, kann aber mit der in diesem Video gezeigten Technik erreicht werden.

Reduzieren Sie das Perfboard, indem Sie nahe an der Stelle schneiden, an der alle Komponenten gelötet sind. Es ist nicht erforderlich, direkt daneben zu schneiden, sodass ein Puffer von einer Zeile/Spalte funktioniert.

Platzieren Sie das Relais und Arduino wie unten gezeigt in das Gehäuse. Die Komponenten können mit einem 3D-Stift oder Heißkleber fixiert werden.

Setzen Sie den 20-mm-Lüfter in den entsprechenden Steckplatz in der oberen Säule der Abdeckung ein. Schieben Sie als nächstes den Partikelsensor in die Säule. Dies wird eine enge Passform sein, erfordert jedoch keinen Kleber, um an Ort und Stelle zu bleiben. Der Knopf und der Alarm können mit Heißkleber oder 3D in die entsprechenden Löcher geklebt werden.

Die Abdeckung passt in beide Richtungen auf die Basis und versiegelt alle Drähte und das Perfboard im Inneren.

Das Stromkabel des 3D-Druckers muss auch in die Druckersicherheitsvorrichtung gespleißt werden.

Schneiden und entfernen Sie zuerst einen Teil der äußeren Ummantelung. Achten Sie dabei darauf, die Innendrähte nicht zu beschädigen. Zweitens sollte der heiße oder Leitungsdraht (normalerweise schwarz) geschnitten und die Enden 1/2 Zoll zurück gestreift werden. Diese freiliegenden Drähte sollten dann entweder an K1 oder K2 des Relais angeschlossen werden. Ein Draht sollte an den mittleren Anschluss und der andere an den normalerweise offenen Anschluss angeschlossen werden, der mit einem '|__ 'anstelle eines '\__|' gekennzeichnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Drucker nicht wieder eingeschaltet wird, wenn die Sicherheitsvorrichtung des Druckers bei einem Brand beschädigt wird.

Das Gerät sollte so montiert werden, dass aufsteigender Rauch in die Nähe der Lüfteröffnung gelangt. Legen Sie das Gerät nicht unter die Elektronik des 3D-Druckers.

Das Relais hat eine weitere Öffnung, die es ermöglicht, ein anderes Gerät oder eine Steckdosenleiste auszuschalten, wenn Rauch erkannt wird.

Letzte Gedanken

Es war ein Riesenspaß, dieses Projekt aufzubauen und anderen dabei zu helfen, ihren Geist wiederzuerlangen, wenn es darum geht, Drucker unbeaufsichtigt zu betreiben. Ich hoffe, dass dieses Gerät dazu beiträgt, die übermäßigen Schäden durch elektronische Fehler zu verhindern, die in letzter Zeit im gesamten Web aufgetaucht sind.

Dieses Gerät gibt einen lauten Alarm aus und unterbricht den Strom zum 3D-Drucker, wenn Rauch erkannt wird. Der Alarm ertönt für einen im Arduino-Code angegebenen Zeitraum. Die Taste setzt das Arduino zurück, löst jedoch erneut den Alarm aus, wenn immer noch eine Gefahr besteht.

In dieses Design ist ein zusätzliches Relais integriert, das verwendet werden kann, um im Brandfall in der Nähe befindliche Elektronik auszuschalten, indem Sie die zuvor beschriebenen Schritte befolgen.

Warnung: Verwenden Sie keinen Lötkolben in der Nähe Ihres Druckers, wenn er mit dem 3D-Drucker-Sicherheitsgerät betrieben wird. Dies kann dazu führen, dass das Gerät die Stromversorgung des Druckers unterbricht und möglicherweise der Druck fehlschlägt.

Warnung: Dieses Gerät kann auf keinen Fall einen 3D-Druckerbrand oder eine Katastrophe stoppen. Der Betrieb eines elektronischen Geräts in Hobby-Qualität, wie z. B. eines 3D-Druckers, bedeutet, die damit verbundenen Risiken auf sich zu nehmen. Dieses Gerät dient nur dazu, das Risiko und den Schaden eines katastrophalen Ereignisses zu verringern.

Wenn Sie Fragen, Kommentare oder Bedenken haben, kommentieren Sie bitte unten oder senden Sie mir eine persönliche Nachricht. Wenn Sie dieses Tutorial interessant fanden und mehr von dem sehen möchten, was ich erstelle, respektieren Sie bitte diesen Beitrag und ziehen Sie in Betracht, mir zu folgen.

Code

Arduino-Code
In die Arduino IDE einfügen und auf den Arduino Nano hochladenhttps://github.com/miles-nash/Printer-Safety/blob/master/arduino

Kundenspezifische Teile und Gehäuse

Anlagendateien
3D-Druck mit normalen Einstellungen zur Unterbringung der Elektronik für dieses Projekt.CAD-Datei auf thingiverse.com

Schaltpläne

Erstellen Sie die Schaltung nicht so groß, wenn Sie das 3D-gedruckte Gehäuse verwenden möchten. Dies sollte nur als Referenz dienen, wenn Sie der Schaltung hinzufügen oder dieses Projekt in einem anderen Gehäuse erstellen möchten.

Herstellungsprozess

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