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terça-feira, 17 de abril de 2018

Construindo uma Extrusora de Filamento - Fase 2 - Parte 1

Olá pessoal,
Neste post começo a montagem da segunda parte do projecto extrusora de filamento, esta segunda fase trata de resfriar, medir e enrolar o filamento de maneira que o mesmo se mantenha em 1,75mm e seja enrolado no rolo de filamento.

Ao longo deste post irei detalhar a montagem de cada uma das partes. Como primeira parte vou fazer o bobinador de filamento (equipamento que irá enrolar o filamento de maneira uniforme).

Ainda estou escrevendo o detalhamento deste post, porem gostaria já de compartilhar com vocês os vídeo e o código fonte do bobinador enquanto o texto não fica pronto.

Montagem mecânica:
Segue lista de componentes para montagem mecânica:
2- Flange com rosca de 3/4 PVC
2- Capas (tampão) com rosca 3/4
1- Rosca infinita 5/16 polegada
2- Porcas 5/16 polegada (https://amzn.to/2zrRl4X)
6- Parafuso 5/32 polegada (https://amzn.to/352tbcI)
6- Porcas 5/32 polegada (https://amzn.to/2Vxmf4t)
20- Arruela 5/32 polegada
1- Mola
1- Tubo rosqueado de 3/4 polegada
Madeiras
4- Parafusos com ponta

Vídeo da parte mecânica.


Parte eletrônica:
Nesta parte usamos o arduino para obter as medidas do sensor ultra som, medindo quanto de filamente já existe no rolo e com isso ajustar a velocidade do motor que gira a bobina.

Componentes eletrônicos:
1- Sensor de ultra som
1- Servo motor G9 (https://amzn.to/2XZ9pxn)
1- Motor DC 12v (https://amzn.to/2zimsQb)
1- Driver IR590

Vídeo da parte eletrônica e teste final.

Código Fonte:
Abaixo segue o código fonte usando no arduino:
//Projeto Extrusora de filamento fase 2
//www.eletronicaparatodos.com.br
#include <Servo.h>

Servo myservo;  // create servo object to control a servo
// twelve servo objects can be created on most boards

//Variáveis do Servo
int posicao = 45;    // variable to store the servo position
int direcao = 1;    // 1= direita para esquerda; 0 = esquerda para direita;
int velocidade = 5; // Velocidade de varredura de rotacao do servo.

//Variáveis do ultra son
int echoPin = 3; // Declara variavel Echo do ultrason no pino 7
int trigPin = 2; // Declara variavel Trig no pino 6
int distancia = 0; // Declara variavel\ que mede distancia

//Variaveis Motor DC
// motor A
int s1Pin = 6;
int i = 255;
int distancia2 = 0;

void setup() {
  //Setup Servo
  myservo.attach(5);  // attaches the servo on pin 5 to the servo object
  //Setup Comunicação Sereal
  Serial.begin (9600); // Define comunicaçao
  //Setup UltraSon
  pinMode(trigPin, OUTPUT); // Define Trig como saida
  pinMode(echoPin, INPUT); // Define Echo como entrada para ler a resposta do som
  //Setup Motor DC
  pinMode(s1Pin, OUTPUT);

}

void loop() {
// Aciona motor DC
distancia = motordc(distancia);

//Efetua leitura com o ultrason em CM
  distancia = ultrason();
  Serial.print(distancia);    // Imprimir distancia encontrada pelo ultra Som
  Serial.println(" cm");
 
//Movimenta a Servo
  posicao = posfilamento(posicao, velocidade);
//  Serial.print(posicao);
//  Serial.println(" posicao");
//  Serial.print(direcao);
//  Serial.println(" Direcao");
 
  delay(500); // define tempo de execução do loop.
}

int ultrason(){
  int duration, cm;
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(20);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(20);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  cm = duration / 29 / 2;
/* Sound velocity=29cm/microsec, then divide by 2 because of the return time */
  return cm;
}

int posfilamento(int pos, int vel){
if (direcao==1){ //Vai da esquerda para a direita
  if (pos == 45) { // goes from 0 degrees to 180 degrees
    // in steps of 1 degree
    pos = pos + 1;
    myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    direcao = 0;                    // muda de lado
  }else {
    pos = pos - 1;
    myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    direcao = 1;
    }
}else{                                  // Direcao - 1
  if (pos == 135) { // goes from 0 degrees to 180 degrees
    // in steps of 1 degree
    pos = pos - 1;
    myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    direcao = 1;                    // muda de lado
  }else {
    pos = pos + 1;
    myservo.write(pos);              // tell servo to go to position in variable 'pos'
    direcao = 0;
    }
  }
  //Serial.print(pos);
  //Serial.println(" pos");
  return pos;
  delay(vel);                       // velocidade de movimentaçao do servo.
}

int motordc(int distancia){  // De acordo com a distancia medida pelo ultra som se define a velocidade do motor DC.
  //Vale lembrar que este código ainda tem que ser melhorado e refinado.
  if (distancia2 != distancia){
    if (distancia2 < distancia){
          i = i + 50;
          if (i >= 255){
            i = 255;
          }
          analogWrite(s1Pin, i);
          distancia2 = distancia;
    }else{
          i = i - 50;
          if (i <= 0){
            i=0;
          }
          analogWrite(s1Pin, i);
          distancia2 = distancia;
    }
  }else {
    analogWrite(s1Pin, i);
    distancia2 = distancia;
  }
  Serial.print(i);    // Imprimir distancia encontrada pelo ultra Som
  Serial.println(" i");
//  for (i = 0; i < 255; i +=10) {
//    analogWrite(s1Pin, i);
//    delay(500);
//  }
  return distancia2;
}



No próximo post vou mostra a parte que traciona o filamente e com isso ajusta seu diâmetro.

quinta-feira, 1 de março de 2018

Construindo uma Extrusora de Filamento - Parte 4

Neste post vou detalhar a parte elétrica e eletrônica da máquina.

Após a montagem dos componentes metálicos, começamos a montagem da parte elétrica e eletrônica (fonte, dispositivos de segurança, controle do motor, controle de temperatura, botões de acionamento das ventoinhas, etc), primeiro passo após toda a montagem é fazer as ligações elétricas.

Para esta etapa usamos os seguintes componentes:
1 - Fonte de 30A 12V 360W
1 - Tomada de três pinos, com fusível (10A) e botão de acionamento (220/127v).
1 - Botão led (vermelho) de liga/desliga (127v)
2 - Botões (verde) de liga/desliga (12v)
1 - Botão de Emergência (127v)
4 - botões liga/desliga para 12v
4 - Ventoinhas 12v
3 - Cartuchos aquecedores 12v 40W
1 - Motor de limpador de para brisa 12v
1 - Rele 5v para corrente contínua
1 - Redutor de voltagem de 12v para 3v.
1 - Led vermelho
1 - Chave inversora de tensão.
1 - Controlador de Temperatura
1 - Sensor de temperatura tipo k

No diagrama abaixo mostro como foi feita a montagem elétrica da máquina.



Na primeira parte vamos falar sobre alguns dispositivos de segurança. Coloquei na máquina uma tomada de 3 pinos (mesma usada por computadores), ligado a um fusível de 10A e um botão led de liga/desliga. Assim qualquer sobrecarga ou curto circuito que o ocorra na máquina, o fusível desligará todo o sistema, pois estamos falando de alta tensão (127v). Como segundo dispositivo de segurança, que coloquei foi um botão de emergência (127v), assim em caso de pane basta dar um tapa no botão vermelho e todo o sistema desligará. O Botão de emergência esta ligado entre a tomada (dispositivo 1) e o resto do sistema (no desenho acima estaria antes de chegar na caixa preta 127v).


Segunda parte, vamos falar das ligações das ventoinhas e do motor. As mesmas foram ligadas em paralelo, ficando o acionamento de cada uma delas a um botão liga/desliga (12v) conforme acima. Ao final ligamos o motor que irá girar a broca e nele conectamos os seguintes componentes:
1 - Botão (verde) de liga/desliga 12v
1 - Circuito PWM para controle de velocidade do motor
1 - Chave inversora de tensão
1 - Motor limpador de para brisa 12v

Ficando conforme abaixo:
Desta maneira controlamos a direção que o motor irá girar e sua velocidade.
Vale lembrar que esta fonte possui 30A (360W) e 12v, como a mesma possui duas saídas positivas e negativas, assumimos que cada saída possua 15A. Ficando assim 15A para o motor e ventoinhas e 15A para os aquecedores.

Veja vídeo abaixo:


Como terceira e última parte, temos a ligação do controlador de temperatura e os circuito controlador dos cartuchos aquecedores com os seguintes componentes:

1 - Botão (verde) liga/desliga 127v
1 - Controlador de Temperatura
1 - Sensor de temperatura tipo K
3 - Cartuchos aquecedores (12v - 40W)
1 - Rele 5v (AX1RC-5V)
1 - Circuito com CI regulador de tensão (7805) reduzindo de 12v para 3v 
1 - Led vermelho

Vamos dividir esta fase em duas etapas:

Etapa 1 - Ligação do Controlador de temperatura.
O controlador de temperatura opera em 127v e por isso liguei em paralelo com a fonte 12v. Após ligar o controlador na energia, basta conectar o sensor tipo K ao mesmo.


Etapa 2 - Circuito de acionamento dos cartuchos aquecedores.
Temos o controlador de temperatura medindo a temperatura na ponta do tubo através do sensor tipo K e acionando os aquecedores quando necessário, porem o controlador envia um sinal entre 3 e 16v. Sendo assim tive que criar um circuito utilizando um rele 5v (já que o sinal do controlador tinha uma queda quando conectado no sistema).

Para isso tive que montar dois circuitos separados (um para o controlador de temperatura e um para os cartuchos) pois os aquecedores estavam ligados em paralelo diretamente a fonte 12v. Para conseguir controlar o acionamento dos aquecedores montei o seguinte esquema.


O controlador de temperatura envia um sinal elétrico para o rele 5V que fecha o circuito fazendo com que os aquecedores funciones até atingir a temperatura desejada pelo controlador. Para este circuito adicioneis mais um dispositivo de segurança, já que tive muitos problemas com o acionamento dos cartuchos. Ao fechar o circuito através do rele não conseguia abrir o circuito novamente o que ocasionava a queima dos cartuchos e um possível risco de incêndio. Por isso, adicional ao rele de 5v para corrente continua incluí um led como segurança, assim garanto que o led somente irá acender ou apagar de acordo com o acionamento dos cartuchos. Garantindo visualmente o seu correto funcionamento.

Tratei de adicionar um CI regulador de tensão 7805 para reduzir a voltagem de 12v para 5v e depois um resistor de 560 ohms conforme abaixo.


Veja o vídeo do circuito descrito acima.




Com isso fechamos a primeira fase da extrusora de filamento caseira.
Veja vídeo da máquina em seu funcionamento total:


Na segunda fase do projecto da extrusora de filamentos farei o resfriamento, tração do fio, medição de sua espessura, bubinamento no rolo de filamento. Em breve colocarei mais posts.


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sexta-feira, 9 de fevereiro de 2018

Construindo uma Extrusora de Filamento - Parte 3

Neste post vou mostrar a montagem da parte metálica.

Após a montagem da estrutura de madeira, começamos a montagem da parte metálica (broca, tubo metalico e ponteira da extrusora), primeiro passo é cortar a ponta da broca, pois a mesma impede o fluxo do plástico derretiro rumo a ponta do tubo, o segundo passo é cortar o tubo para que o material plástico entre e seja empurrado dentro do tubo até a ponta aquecida. Por último temos a ponteira da máquina, é por onde sairá o plástico na espessura que desejamos.

Veja vídeo com mais detalhes:




Primeiro passo:



Para isso vamos ter que usar um disco de corte e uma dremel, procure cortar aproximadamente 1 centimetro ou 1,5 centimetros desde a ponta do tubo, assim liberando a serpentina para que o material flua por ele. Tentei cortar com uma serra manual, mas iria ficar meses cerrando.


Passo dois:

O próximo passo é fazer o corte no tubo por onde entrará o plástico picado. Pode-se usar tanto o disco de cerra quanto a cerra manual, ja que o metal do tubo de ferro não é tão duro quanto a broca.
Procure fazer um corte que vá mais ou menos até a metade do diametro do tubo, garantindo um fluxo maior de material. Repare que este tubo já é rosqueado o que facilita na hora de prender a estrutura de madeira através de um flange de PVC.


Terceiro passo:

O último passo é fazer a ponta da máquina, para isso usei um parafuso de 3/8", fiz um corte pela metade, limei a cabeça do parafuso para que fique liso e finalmente fiz um furo com uma broca de 1,5 mm no centro dele ficando conforme foto abaixo:
OBS: Use óleo de maquina para fazer o furo além de usar uma rotação baixa em sua dremel ou furadeira. Isso faz com que a broca não fique super aquecida e queime. Vá fazendo o furo bem devagar e em camadas.

Tratei de reduzir gradativamente a espessura da ponta até finalmente chegar ao parafuso onde está o furo de 1,5mm.


Ná parte traseira do parafuso usei uma broca de 4mm para criar uma especie de cone, facilitando a entrada do plástico. Ou seja, fiz um furo de 1,5 mm no centro do parafuso e depois usei uma broca de 4mm para alargar a parte traseira do parafuso (forma de cone).

Após os cortes e furos monte novamente o tubo a estrutura de madeira (veja post anterior) e conecte a broca ao motor atravéz de um acoplamento de 6mm x 12mm.


Veja o vídeo com mais detalhes abaixo:


No próximo post começaremos a montagem da parte elétrica e eletrônica (circuitos elétricos e esquemas).

Até o próximo post.

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