J'ai récemment construit un système d'extraction pour ma station de soudure et la chambre de mon imprimante 3D.
Le système d'aspiration qui a été construit a deux connexions. On aspire l'air de la chambre de l'imprimante 3D à l'aide d'un tuyau connecté et s'assure ainsi que l'air à l'intérieur est régulièrement débarrassé des polluants potentiels. Un autre tuyau est connecté à l'autre connexion. Celui-ci conduit à une station de soudage et peut donc être utilisé comme système d'extraction des fumées de soudage.
Pour que ces connexions individuelles puissent être contrôlées indépendamment les unes des autres, je cherchais une sorte de vanne contrôlable. Malheureusement, j'ai trouvé que toutes les offres disponibles dans le commerce étaient trop chères ou ne convenaient pas.
Alors : faites-le vous-même. 🙂
Dans la section suivante, vous pouvez voir quelques vidéos de ma vanne papillon imprimable en 3D. Ceci est suivi d'instructions de montage détaillées comprenant une liste de matériaux.
Consignes de sécurité
Je sais que les notes suivantes sont toujours un peu ennuyeuses et semblent inutiles. Malheureusement, de nombreuses personnes qui savaient "mieux" ont perdu des yeux, des doigts ou d'autres choses à cause d'une négligence ou se sont blessées. La perte de données est presque négligeable en comparaison, mais même celles-ci peuvent être vraiment ennuyeuses. Par conséquent, veuillez prendre cinq minutes pour lire les consignes de sécurité. Parce que même le projet le plus cool ne vaut pas une blessure ou d'autres problèmes.
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Conditions préalables
Pour la construction, vous devez maîtriser les tâches de soudure SMD. Les articles suivants fournissent des conseils sur la façon de procéder.
- Électronique - Mon ami le fer à souder
- Électronique – Souder les composants THT à la main
- Électronique – Soudez des composants CMS à la main
Outil requis :
Matériel requis :
Dans la liste suivante, vous trouverez toutes les pièces dont vous avez besoin pour construire un nanoPxls.
Rassemblez les pièces dont vous avez besoin
Afin que vous puissiez commencer à construire la vanne, vous devez d'abord collecter les pièces répertoriées ici.
Vue d'ensemble des composants requis.
Vous aurez besoin des pièces suivantes pour le montage :
- 2x bague de logement
- 1x support de servo
- 1x Bras Sevo
- 1x bras de clapet de soupape
- 1x tige de poussée
- 1x clapet de soupape
- 1x pince d'axe de clapet de soupape
- 2 roulements à billes 603ZZ
- 4 inserts filetés M3
- 8x écrou M3
- 2x vis à tête fraisée M2x12
- 2x écrou M2
- 1x vis à tête fraisée M3x50
- 1x vis à tête fraisée M3x35
- 2 rondelles de 3 mm
- 8x vis à tête fraisée M3x6
- 2x vis à tête fraisée M3x12
- 1 servomoteur SG90
Une autre vue des composants requis.
Une autre vue des composants requis.
Vous trouverez les fichiers STL à imprimer sous le lien suivant. Si vous obtenez une erreur lors de l'importation dans votre slicer, vous devez télécharger le référentiel complet. Lors du téléchargement du fichier STL individuel, GitHub ne fournit souvent que le fichier HTML pour prévisualiser le fichier STL et non le fichier STL lui-même.
À propos de l'impression : J'ai imprimé tous les composants avec un remplissage 30% et 5 périmètres en PLA.
Visser les anneaux du boîtier ensemble
Le boîtier est composé de deux anneaux identiques imprimés en 3D. Ceux-ci sont vissés ensemble pour le montage.
Vous aurez besoin des pièces illustrées à gauche pour l'assemblage.
Une autre vue des pièces de vis nécessaires.
Pour l'assemblage, vous devez maintenant placer les anneaux les uns sur les autres comme indiqué et en utilisant…
… serrez d'abord l'une des vis M3.
Pour qu'il ne retombe pas, vous devez visser la vis sur le dessous avec un écrou M3.
Répétez cette opération pour les huit façons de visser les deux anneaux ensemble.
Vue rapprochée d'un des écrous M3 utilisés.
Insérer le clapet de valve
Une fois les bagues du boîtier montées, vous pouvez insérer le clapet de soupape.
Pour que le clapet de soupape puisse pivoter, vous devez d'abord utiliser les deux roulements à billes 603ZZ.
Ceux-ci sont insérés dans les évidements indiqués à l'intérieur de l'anneau du boîtier.
Pour assembler le clapet de soupape, vous avez maintenant besoin des composants illustrés.
Insérez d'abord les vis M3 comme indiqué ...
...à travers le clapet de valve.
Ensuite, vissez-le avec le collier de clapet de soupape à l'aide de deux écrous M3 sur la face inférieure du clapet de soupape.
Vue de dessus du clapet vissé.
Vue latérale du clapet de soupape avec pince de clapet de soupape montée.
Pour que l'axe puisse ensuite être tourné à l'aide du clapet de valve et correctement serré, un insert fileté M3 doit d'abord être inséré dans le clapet de valve.
Vous pouvez utiliser un fer à souder pour faire fondre cet insert fileté dans le clapet de valve jusqu'à ce qu'il...
...s'encastre dans le clapet de la valve.
Vue rapprochée de l'insert fileté M3 affleurant.
Monter le bras de clapet de soupape
Le bras de volet de soupape est la contrepartie du bras de servo. Avec son aide, le clapet de la valve est ensuite tourné de sorte que la valve soit fermée ou ouverte.
Vous pouvez voir les composants requis dans l'image.
Maintenant, placez d'abord l'insert fileté M3 dans l'évidement du bras de clapet de soupape, comme illustré.
Ensuite, vous pouvez insérer la vis M3x50 dans le bras de clapet de soupape comme indiqué.
Une autre vue du bras de volet de soupape préparé.
Une autre vue du bras de volet de soupape préparé.
Pour serrer la vis M3x50 insérée dans le bras de clapet de soupape, vous devez visser la vis M3x10 dans l'insert fileté fondu.
Serrez-le de manière à ce que la vis M3x50 insérée soit coincée, mais que l'insert fileté ne sorte pas.
Vous pouvez ensuite utiliser le bras de volet de soupape préparé comme indiqué…
... dans le roulement à billes 603ZZ précédemment utilisé.
Maintenant, placez la rondelle de 3 mm et tirez le bras du volet de soupape vers l'arrière jusqu'à ce que...
...vous pouvez insérer la vis M3x50 dans le clapet de valve.
Pour que vous puissiez également faire pivoter le dessous du clapet de soupape, vous avez maintenant besoin de...
… une vis à tête fraisée M3x40 et une rondelle de 3 mm.
Vue rapprochée de la vis à tête fraisée M3x30 et de la rondelle de 3 mm requises.
Insérez-le maintenant du côté indiqué de la bague du boîtier à travers le roulement à billes 603ZZ. Ensuite, vous devez insérer la vis à travers la rondelle de 3 mm et enfin dans l'axe du clapet de soupape.
Une fois assemblé, votre clapet de valve devrait maintenant pouvoir tourner dans le boîtier.
Vue rapprochée du support d'essieu inférieur.
Vue rapprochée du support d'essieu supérieur.
Le bras de volet de soupape est toujours enfiché librement en rotation dans le volet de soupape. Celui-ci n'est solidement fixé au clapet de valve que dans une étape ultérieure.
Fixez le servo
Le clapet de soupape peut être ouvert ou fermé à l'aide du servo SG90. Dans la section suivante, le servo est monté sur le boîtier.
Vous aurez besoin des pièces suivantes pour cela.
- Servomoteur SG90
- 2 vis autotaraudeuses de 2 mm (généralement fournies avec le servo)
Réglez d'abord le servo comme indiqué...
...dans le support de servo.
Assurez-vous que le câble de connexion du servo n'est pas endommagé.
Dès que le servo est dans le support, vous pouvez le visser dans le support avec les deux vis de 2 mm.
Pour que le support de servo puisse être vissé sur les anneaux du boîtier, vous avez maintenant besoin de deux inserts filetés M3...
...insérer dans les deux évidements.
Ensuite, vous pouvez fixer le servo avec les deux vis à tête fraisée M3x6...
... visser aux anneaux du boîtier.
Une autre vue du support de servo vissé.
Connectez le bras de servo et la tige de poussée au bras de volet de soupape
Le mouvement de rotation du servo est transmis au volet de soupape à l'aide du bras de servo, de la tige de poussée et du bras de volet de soupape.
Vous aurez besoin des pièces suivantes pour l'installation.
- poussoir
- 2x vis à tête fraisée M2x12
- 2x écrou M2
- bras d'asservissement
Une autre vue des pièces nécessaires.
Vous pouvez maintenant serrer la vis M3 précédemment utilisée pour serrer la vis M3x50 du bras de clapet de soupape. Cependant, assurez-vous que…
...le bras du volet de soupape est à un angle de 45° par rapport au volet de soupape. Lorsque le clapet est fermé, le bras du clapet doit être positionné comme illustré.
Vous pouvez maintenant visser la tige de poussée sur le bras du volet de soupape.
Pour ce faire, insérez la première vis à tête fraisée M2x12 à travers la tige de poussée et le bras de clapet de soupape.
En dessous, la vis M2x12 peut être vissée sur un écrou M2 et la tige de poussée peut ainsi être fixée au bras de clapet de soupape.
Autre vue de la liaison vissée entre la biellette et le bras de clapet de soupape.
Une fois que la tige de poussée est connectée au bras de volet de soupape, vous pouvez également connecter le côté opposé de la tige de poussée au bras de servo.
Assurez-vous au préalable que le bras du servo est fixé à l'axe du servo de manière à ce que le servo ait encore un angle de rotation suffisant dans le sens d'ouverture de la vanne. C'est le seul moyen d'ouvrir la vanne plus tard à l'aide du servo.
Pour cela, positionnez la tige de poussée sur le bras de servo et vissez-la...
...comme avant avec le bras de clapet avec une vis M2x12 et un écrou M2.
Important : Vous devez absolument fixer l'écrou M2 avec du vernis de blocage de vis ou de la colle chaude pour éviter qu'il ne se desserre à nouveau tout seul.
Une fois que vous avez tout mis en place, votre valve pourrait maintenant ressembler à ceci. 🙂
Construction finie
Dans le paragraphe suivant, vous pouvez voir quelques photos supplémentaires de la construction finie
options de montage
Vous pouvez utiliser les options suivantes pour monter la vanne sur une buse ou pour la connecter à un tuyau d'échappement de 125 mm.
Bride enfichable pour raccorder un tuyau de 125 mm
La bride suivante se compose de deux moitiés.
Pour y monter la vanne, vous devez monter la première moitié sur la surface de montage.
Il est alors important de découper la surface de montage dans le diamètre intérieur de la bride (sur la photo, la vitre en verre acrylique) de manière circulaire. Malheureusement, ce n'est pas encore visible sur la photo.
Une autre vue.
Ensuite, vous pouvez monter la valve...
...et fixez la seconde moitié de la bride et vissez-la sur la surface de montage.
Montage à l'aide d'une bride
L'option de montage suivante convient au montage des tuyaux de 125 mm et de la vanne papillon configurée ci-dessus.
Pour ce faire, vous devez d'abord monter la bride indiquée sur la surface sur laquelle la vanne doit être fixée.
Ensuite, vous devez préparer les deux bagues de serrage en collant environ 5 mm d'épaisseur de mastic dans la bague de serrage.
Ensuite, placez la première moitié de la bague de serrage préparée autour du collier de la bride...
... met la valve en place et la serre avec la seconde moitié de la bague de serrage.
Vous pouvez ensuite visser les moitiés de bague de serrage avec deux vis M3.
Une autre vue des moitiés serrées de la bague de serrage sans valve.
Circuit imprimé du servocontrôleur pour le contrôle
Pour contrôler la vanne, j'ai fabriqué un circuit imprimé qui peut contrôler jusqu'à 16 servos ou vannes. Programmés avec le firmware ESPEasy et configurés en conséquence, les servos peuvent également être contrôlés et automatisés via des messages MQTT.
Je mettrai bientôt en ligne les instructions d'assemblage du circuit imprimé et les lierai ici. Jusque-là, vous pouvez utiliser l'option du paragraphe suivant pour le contrôle.
Configuration ESPEasy pour le contrôle
Une autre façon de contrôler les servos de vannes consiste à utiliser une carte de dérivation PCA9685. S'il est connecté à un microcontrôleur (par exemple le Wemos D1 Mini ou ESP8266) via le bus I2C, le microcontrôleur peut contrôler les servos à l'aide de la carte de dérivation PCA9685.
À ce sujet est dans l'article ESPEasy - Connectez et contrôlez l'extension de port PWM PCA9685 à l'ESP8266 décrit comment connecter une carte breakout PCA9685 à un Wemos D1 Mini et la configurer correctement à l'aide du firmware ESPEasy.
Vous pouvez trouver plus d'informations sur le contrôle des servos à l'aide de la carte de dérivation PCA9685 dans l'article ESPEasy - Utilisez un PCA9685 pour contrôler les servos.
NodeRed Flow pour le contrôle
Si vous utilisez un contrôleur équipé du micrologiciel ESPEasy comme décrit ci-dessus, vous pouvez utiliser le flux suivant comme premier démarrage pour contrôler les servos.
Vous pouvez trouver le flux sous le lien suivant. Des conseils sur la façon d'importer un flux dans votre instance NodeRed peuvent être trouvés dans l'article NodeRed - importer et exporter le code du nœud
Pour que ce flux fonctionne dans votre installation, vous devez bien entendu adapter le topic MQTT au nom de votre instance ESPEasy.
Construisez vous-même le tuyau d'extraction des fumées de soudure, y compris l'entonnoir
Dans l'article Impression 3D - construisez votre propre tuyau d'extraction des fumées de soudure, y compris l'entonnoir J'ai décrit une manière de construire un tuyau d'échappement à souder à partir de quelques tuyaux d'échappement standard et de quelques pièces imprimées en 3D. Toutes les informations et les matériaux requis peuvent être trouvés dans l'article lié.
Amusez-vous avec le projet
J'espère que tout a fonctionné comme décrit. Si ce n'est pas le cas ou si vous avez des questions ou des suggestions, faites-le moi savoir dans les commentaires. Je les ajouterai à l'article si nécessaire.
Les idées de nouveaux projets sont toujours les bienvenues. 🙂
PS Beaucoup de ces projets - en particulier les projets matériels - coûtent beaucoup de temps et d'argent. Bien sûr, je le fais parce que j'aime ça, mais si vous pensez que c'est cool que je partage l'information avec vous, je serais heureux d'un petit don au fonds du café. 🙂
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Salut Fab,
merci pour tout votre travail et le grand effort que vous avez pris pour documenter. Très appréciée.
Nous sommes intéressés par la création d'un système automatisé de dépoussiérage à l'aide de ces vannes. Pour cela, nous voulons également utiliser la consommation électrique des systèmes de création de poussière, comme dans l'une des vidéos que vous avez montrées. Pour cela : quelle prise wifi avez-vous utilisé ?
acclamations,
Rene
Salut René,
J'ai utilisé une de ces prises wifi : https://www.amazon.de/Steckdose-Stromverbrauch-Funktion-Fernsteurung-Kompatibel/dp/B0054PSES6/
La chose importante ici est qu'ils prennent en charge le micrologiciel tasmota et la mesure de puissance. De plus, vous devez vous assurer que vous n'utilisez pas ce type de prises pour allumer la machine de collecte de poussière. Même s'ils peuvent gérer le courant consommé par des machines plus grosses, ils ont souvent du mal avec les courants élevés pendant la phase de démarrage des moteurs. 🙂
Donc, fondamentalement, je recommanderais d'avoir cette prise allumée en permanence et d'utiliser uniquement la fonctionnalité de mesure de puissance tout en allumant et éteignant la machine via l'interrupteur marche/arrêt d'origine. 🙂
Je peux également essayer de terminer l'article à ce sujet, qui devrait également inclure le code source de Node Red. 🙂
cordialement
Fabien
Merci Fabien !
J'ai aussi vu que ces prises intelligentes [ https://shelly.cloud/products/shelly-1pm-smart-home-automation-relay ] ont un brochage, qui devrait être utilisable directement pour le servo. Vous pouvez également facilement écraser leur firmware. Ainsi, vous pouvez mesurer le courant d'un appareil, et s'il dépasse une limite, ouvrez la vanne et communiquez à un autre appareil pour allumer la vanne.
Deuxièmement, nous avons commandé les roulements 603ZZ (deux personnes indépendamment) et imprimé les fichiers que vous avez fournis ci-dessus et il semble que les indentations soient un peu grandes (au moins 0,5-1 mm) par rapport aux roulements. Se pourrait-il que vous ayez fini par utiliser des roulements différents ou que vous ayez téléchargé une STL obsolète ?
Enfin, un collègue a utilisé un morceau de tige filetée M3 continue comme axe pour le volet (je suppose pour remplacer les M3 × 30 et × 40) et a dit que cela fonctionnait mieux pour lui.
Merci pour tout votre excellent travail et Bravo,
Rene
Salut René,
Merci pour l'indice. 🙂
Oui cela pourrait être. Après être passé à une imprimante 3D (évidemment) plus précise, je me suis également rendu compte que certaines marges étaient un peu décalées.
On dirait que je dois retravailler les fichiers. Je mets ça sur ma liste. Merci pour les conseils. 🙂
cordialement
Fabien
Salut Fabien,
J'étais en train d'assembler la valve et j'ai remarqué que dans votre liste de matériel, vous avez besoin d'un servo SG90.
Sur la photo, vous utilisez un mg90s. Lors du montage, le câble du sg90 ne rentre pas.
Pourriez-vous partager vos fichiers source afin que je puisse faire quelques ajustements ? Je vais également améliorer le support de roulement à billes et je pensais également rendre le fond et la partie supérieure de la valve un peu plus épais pour qu'un insert m3 s'y intègre. La connexion des tiges fonctionne un peu mieux alors.
Salut Bas,
ouais à l'époque où j'ai créé ces fichiers, j'étais assez nouveau dans tout le jeu de CAO. Il y a quelques choses aux STL que j'aimerais améliorer pour une nouvelle version.
Malheureusement, mon temps est un peu limité en ce moment.
Jusque-là : j'ai poussé les fichiers sources vers le référentiel : https://github.com/Nerdiyde/NerDIYs_STLs/tree/main/STLs/butterfly_valve/source
(À l'époque, j'utilisais Autodesk 123D pour créer le CAO, désolé pour cela. :D)
cordialement
Fab