3D-Printer Brandpreventie: Slimme Sensor Veiligheidssysteem

Onderdelen en Benodigdheden

Benodigde Tools en Machines

• 3D-printer
• Solderbout

Apps en Online Services

• Arduino IDE
• Autodesk Fusion 360

Over dit Project

Inspiratie

Ongeveer een maand geleden had mijn 3D-printer een kortsluiting tijdens het printen. Twee beschadigde draden raakten elkaar en voerden een gevaarlijke stroom. De PVC-isolatie begon te branden. Gelukkig was ik in de buurt en rook ik de rook – ik kon de printer uitschakelen voordat er groter ongeluk gebeurde.

Dit was een wake-up call: onbezochte 3D-printen is gevaarlijk. Het doel van dit project: gevaren detecteren, alarmeren en schade beperken bij elektrische branden. En rust geven aan voorzichtige 3D-printer eigenaars.

Functionaliteit

Het systeem detecteert mogelijke gevaren via de Sharp GP2Y1010AU0F Stofsensor die deeltjes in de lucht meet en doorgeeft aan de Arduino. De Arduino Nano is de "hersenen": het interpreteert sensordata en initieert een reactie. Bij afwijkende deeltjesniveaus in de lucht schakelt het systeem de voeding van de 3D-printer uit en activeert een alarm. De printervoeding wordt bestuurd door een relais, het alarm via een 5V buzzer.

Constructie

Verzamel de materialen uit de lijst. Let op: ik gebruik een andere buzzer dan in de lijst (wat ik bij de hand had). Ik raad een voorbereid perforatieprintplaat aan (zoals gelinkt in de lijst).

Twee schakelschema's zijn bijgevoegd: "Striped Diagram" (geoptimaliseerd voor minimale ruimte, belangrijk voor 3D-geprinte behuizing) en "Expanded Diagram" (overzichtelijk, voor breadboard prototyping).

Monteer componenten volgens schema. De meeste perforatieprint blijft ongebruikt en wordt later afgeknipt. De stofsensor is gelabeld GP2Y1010AUOF, de ventilator "fan". De sensor wordt geleverd met een condensator en weerstand die volgens schema geplaatst moeten worden.

Gebruik voldoende draadlengte zodat de elektronica in de behuizing past. Let op de polariteit van de condensator (lichtere streep). Zorg dat de stripen op de perforatieprint overeenkomen met de afbeelding.

Upload nu de code naar de Arduino Nano. Verbind met PC en upload de GitHub-code (link onderaan) via Arduino IDE naar de juiste COM-poort.

Behuizing

De 3D-geprinte behuizing is gelinkt onderaan. Normale printinstellingen met optionele supports, in twee delen.

Knipt de perforatieprint klein: snij dicht bij de gesoldeerde componenten (één rij/kolom buffer is voldoende). Volg de techniek in deze video.

Plaats relais en Arduino in de behuizing zoals getoond. Bevestig met 3D-pen of lijmpistool.

Plaats de 20mm ventilator in de bovenste pilaar van het deksel. Schuif de deeltjessensor in de pilaar – strakke pasvorm, geen lijm nodig. Knop en alarm vastlijmen in hun gaten.

Het deksel past op twee manieren en afdicht alle draden en printplaat.

3D-Printer Voeding Aansluiten

1. Snij een deel van de buitenmantel van de voedingskabel weg, zonder de binnen draden te beschadigen.
2. De fase-draad (meestal zwart) doorhalen en uiteinden 1,5 cm afstippen.
3. Deze draden aan K1 of K2 van het relais aan슬uiten: één op de middenkontakt, de ander op de "normaal open" contact (gemarkeerd als '|__' in plaats van '\__|'). Dit zorgt ervoor dat bij defect van het veiligheidssysteem de printer niet per ongeluk weer aanzet.

Monteer het apparaat zodat opstijgende rook bij de ventilatoropening komt. Plaats het NIET onder de elektronica van de 3D-printer.

Het relais heeft een tweede opening om nog een apparaat of stroomstrip uit te schakelen bij rookdetectie.

Afsluitende Gedachten

Het was een geweldig project om te bouwen en anderen gerustheid te geven bij onbezocht printen. Ik hoop dat dit apparaat helpt om de schade van elektronische storingen te voorkomen die overal op het web opduiken.

Het systeem geeft een luid alarm en kapt de stroom bij rookdetectie. Het alarm duurt een in de code opgegeven tijd. De knop reset de Arduino, maar activeert het alarm opnieuw als gevaar nog steeds aanwezig is.

Er is een extra relais ingebouwd voor het uitschakelen van nabijgelegen elektronica bij brand.

Waarschuwing: Gebruik geen solderbout bij de printer als het veiligheidssysteem actief is – het kan de stroom kappen en de print laten mislukken.

Waarschuwing: Dit apparaat garandeert geen brandpreventie. Het draaien van hobby-elektronica als een 3D-printer brengt risico's met zich mee. Dit systeem dient alleen om risico's en schade te verminderen.

Vragen, opmerkingen of zorgen? Laat een reactie achter of stuur een persoonlijk bericht. Als je deze tutorial nuttig vond, volg me dan voor meer projecten!

Code

Arduino Code

Plak in Arduino IDE en upload naar Arduino Nano:
https://github.com/miles-nash/Printer-Safety/blob/master/arduino

Aangepaste Onderdelen en Behuizingen

Behuizingsbestanden

3D-print met normale instellingen om de elektronica te huisvesten. CAD-bestand op thingiverse.com

Schema's

Maak het circuit niet zo groot als je de 3D-geprinte behuizing wilt gebruiken. Dit dient alleen als referentie als je het circuit wilt uitbreiden of in een andere behuizing wilt bouwen.