Сушилка для PPS или умная печка для сушки филамента

Всем салют!

В прошлом году по стечению обстоятельств обзавелся большим принтером с первичными задачами печатать техничку из композитных филаментов типа ABS GF, PA6/12CF/GF и им подобных.

В процессе изучения вопроса вышел на интересный материал PPS CF от Faiberon, материал прочный, стойкий к химии ну и вообще на сегодня наверное лучший технический материал для моих задач за разумные деньги и доставкой в РФ.

По мере изучения и освоения информации вышел на оф.сайт изготовителя, на котором есть несколько интересных страниц, одна с описанием рекомендуемых настроек печати с профилями печати для некоторых моделей 3д принтеров, вторая с описанием процедуры термо обработки готовых изделий с обещанием увеличения прочности изделия до 30%.

Если прям совсем коротко, после завершения печати, изделие вместе с печатной платформой помещается в печь.

Далее по настроенному алгоритму производится нагрев, выдержка и охлаждение печи.

За некоторое время до всех событий для сушки филамента была куплена простенькая электрическая печка, четыре крутили а из мозгов только таймер.

По мере чтения и усвоения статей в сети пришло понимание, что если добавить к печке немного ИИ, может получиться очень полезное устройство ).

По счастливому стечению обстоятельств, имею знакомство с опытным электронщиком-программистом, и очень творческим человеком.

Обсудил с ним этот вопрос, он ответил что может помочь с умной печкой за разумный прайс.

Были заказаны: экран, демоплата для разработки, твердотельное реле и немного по мелочи.

Долго ли коротко ли, не быстро и не сильно долго ), к печке были приделаны мозги и сенсорный экран.

""Ниже представлены фото в процессе тестирования, после определения ПМЖ печи дисплей и мозги будут надёжно прикручены к чему нибудь )""

Написана прошивка для экрана и для "ардуинки" и это всё заработало!

Около недели шло тестирование у "изготовителя", затем пару недель тестирования на ошибки и глюки уже у меня под наблюдением, значимых ошибок не проявилось, выявилось несколько некритичных ошибок.

Логика построения графика и отображения информации простая, по горизонтальной оси Х отображается и считается время в часах, до 72 часов, по вертикальной оси Y температура, до ~ 150 °C.

Устройство может запоминать до 10 графиков, и до 25 точек в каждом, все с возможностью добавления, редактирования и удаления.

График создаётся просто, по точкам.

Каждая точка имеет координату по X (время, часы и минуты) и Y (температура), отсчёт всех точек идёт от нуля начала координат, после ввода координаты каждой точки нужно обязательно нажать кнопку сохранить.

Далее кнопка "новая точка" и ввод её координат.

График можно копировать, сохранить или удалить.

Например график для термообработки PPS в зависимости от "толщины" детали выглядит приблизительно так.

Точка.  Темп-ра    Время

1              75                1

2             80               2

3            120               3

4            120             13

5             80             15

6            50              16

На экране график выглядит так:

Немного про электронику.

Экран модель:

4,3 дюймовый интеллектуальный сенсорный ЖК-дисплей Dwin с последовательным портом DMG48270C043 _ 04W

Фото спереди и сзади, без корпуса.

Блок с мозгами, твердотельным реле и переходной платой.

Подвод питания к мозгам и экрану, справа "на заднем плане" блок питания 5 В 2А.

Работает устройство гениально просто, и со слов электроника имеет несколько защит на случай зависания мозгов, и отключения света, и даже ведёт лог ошибок.

Из переписки:

"На случай зависания микроконтроллера (что грозит пожаром, если в этот момент ТЭН оказался включённым), в нём активирован сторожевой таймер, который сбросит микроконтроллер."

"Для предотвращения случайного старта/останова сушки, кнопка запуска срабатывает при длительном нажатии"

После ввода графика прикоснуться и удерживать кнопку старт, типа "треугольник", для остановки так же прикоснуться и удерживать "квадратик".

Красная линия это фактическая температура внутри камеры, провалы температуры, это я открывал дверцу.

"=Tb" в правом верхнем углу это температура тена нагревателя, чуть выше "t=80°С" это фактическая температура приблизительно в середине камеры.

"=Ti" это целевая температура.

"=D" это текущая импульсность ШИМ сигнала, управляющего ТЭНом.

Tb, Ti, D, errs, это отладочная информация и её можно скрыть в настройках.

Описание настройки ШИМ можно почитать на фото и будет текстом ниже.

Из сопроводительной документации:

""Описание назначение настроек Dmin/Dmax:

Dmax/Dmin - максимальная (при T=150°C ) и минимальная (при T=0°C) импульсность ШИМ сигнала, управляющего ТЭНом.

Малая импульсность даст более плавное нагревание, но для высоких температур её будет недостаточно, т.к. вырастают теплопотери. Также более массивные детали могут потребовать большей мощности нагрева (и, соответственно, импульсности). Для пустой камеры этот параметр равен 60% / 10%. ""

Экран контроля сбоев питания и техническая информация.

В самой возможности программирования печки выявился не очевидный большой плюс.

Например я планирую с утра пораньше запустить печать материалом PA6GF, по правильному, перед началом печати изготовитель рекомендует материал просушить при температуре 120° в течении 3х часов, а теперь мне не нужно приезжать на работу на 4е часа раньше ), программирую печь с расчетом, чтобы к 7 утра материал уже три часа провел при нужной температуре и был горяченький, а до того неспешно прогревался при 70°, прихожу , запускаю и прогреваю принтер, заправляю материал и вперёд !

На картинке ниже отложенный нагрев, вечером запустил таймер, с утра прогрел принтер, достал катушку, заправил филамент и запустил печать.

Конечно всё что написано выше это мои положительные впечатления, но есть и одна проблема, к осознанию которой я как то не сразу пришёл.

Принтер для печати PPS у меня размера XL, и стекло как бы лезет внутрь печки, но только по ширине)

В глубину три сантима не заходит...

В общем размышляя на тему бренности бытия и осматривая сие творение пришёл к мнению, что мозги не сильно сложно переставить на духовой шкаф побооОльше, по сути, внутри печи два термодатчика, один в середине печи, второй рядом с тэном, а питание печки идёт от твердотельного реле, единственное что отключено, это встроенное реле времени, остальные крутили не отключались.

В обозримом будущем, если будет значимый спрос на детали из PPS планирую прикупить духовой шкаф без мозгов и сделать его чуточку умнее, важно перед покупкой не забыть померить размер противней )).

На этом наверное буду завершать своё повествование.

Если кого заинтересует прошивка, детали, пайка и прочие тонкости устройства, в комментарии напишу почту разработчика, зовут Андрей Владимирович, Инженер-электронщик, делает не очень быстро, зато и за не сильно дорого ).