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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