Cabina acústica para impresora 3D

Construcción de una cabina acústica, para insonorizar una impresora 3D. La impresora se monta en una mesa de 55×55 cms, y se atornilla para evitar las posibles vibraciones durante la impresión. Se refuerza la mesa con un tablero de madera en la parte trasera, y se coloca una repisa para almacenar los rollos de hilo, las herramientas y accesorios. La impresora se alimenta a través de una pequeña UPS, y se controla su encendido y apagado mediante un interruptor inalámbrico, conectado por WiFi. También se añade una cámara de video inalámbrica, para controlar los trabajos de impresión a distancia y poder apagar la impresora cuando finalizan o existe algún problema. La cabina se construye con paneles de poliestireno de 5 cms. de espesor y se aisla acústicamente con multiaislante D160, de 2 cms. de espesor.

Dimensiones de la cabina

Estructura de la cabina

Para construir la estructura de la cabina se utilizan 4 paneles de Poliestireno extruído de 5 cms. de espesor. Al ser el poliestireno un material rígido, muy liviano y buen aislante térmico, podremos construir una cabina móvil y mejorar el rendimiento eléctrico de la impresora.

Armazón con paneles de poliestireno extruído

Las juntas de los paneles se montan haciendo un machihembrado en los laterales, con el fin de dar rigidez al conjunto. Los paneles van pegados con un adhesivo  de secado rápido, especial para poliestireno.

Panel de aislamiento acústico

Para mejorar el aislamiento acústico durante la impresión, forré el interior de la cabina con aislante acústico de 2 cms. de espesor. Este aislante se compra en planchas de 2 metros, pero es muy flexible y se puede transportar en un rollo. El aislante va pegado en el interior de la cabina con cola de contacto,  pero con cola especial para poliestireno (sin disolventes).

Acabado de la cabina

El problema que tiene el poliestireno es que es muy frágil, y por eso es conveniente proteger todas sus bordes. Yo utilicé cantoneras de imitación a madera para las aristas, y zócalo del mismo material para construir el marco del cristal frontal.

Tapado de las grietas

 

Antes de pintar es conveniente tapar todos los desperfectos y juntas con algún tapa grietas, y una vez seco, alisar todo con la ayuda de una lija de grano fino.

 

Pintado de la cabina

Los paneles los pinté con pintura plástica normal para paredes (pintura al agua).

Ventilación

Al montar la impresora dentro de un habitáculo cerrado se mejora el rendimiento acústico, térmico y eléctrico (se reduce el consumo)... pero un aumento de temperatura no es nada bueno para los componentes electrónicos. Para evitar el recalentamiento de la CPU, construí una nueva tapa con la misma impresora 3D, y sobre ella monté un ventilador de 40×40 mm. a 12VDC. La alimentación del ventilador va conectada en la toma de entrada que alimenta la CPU. Así el ventilador permanecerá funcionando siempre que esté alimentada la CPU.

Ventilador para la CPU

Para facilitar la ventilación en el interior de la cabina, construí también una rejilla de 50×50 mm. con acceso al exterior. Esta rejilla la he montado en la pared lateral de la izquierda de la cabina, y está alineada con la salida de aire del ventilador de la CPU.

Ventilación de la cabina

Descargar ficheros .stl

Anet A6, ventilation of the CPU inside an acoustic cabin

Visualización y apagado remoto

Los trabajos de impresión 3D suelen durar horas, y en algunos casos más de un día. Con el fin de evitar una posible interrupción del proceso de impresión, provocada por un fallo eléctrico de corta duración (fluctuación de red, salto del diferencial) la impresora la tengo alimentada a través de una pequeña UPS.  Como también me pareció interesante el poder comprobar a distancia el proceso de impresión, he instalado una pequeña cámara  y un interruptor de red con control remoto.

Control de impresión remoto

Tanto el interruptor de red como la cámara de video van conectados por WiFi, y se pueden controlar a distancia desde cualquier dispositivo móvil  que disponga de una conexión a Internet.

En el siguiente video puedes ver con más detalle todo el proceso de fabricación de esta cabina acústica:

Reproductor Bluetooth – ICStation

Montaje de un reproductor de audio Bluetooth, lector MicroSD/USB de 3+3 vatios estéreo, con receptor de radio FM y mando a distancia. Se monta el módulo CT10E-BT de ICStation, como sustitución del módulo CT14. El reproductor se alimenta con una batería de Li-ion de alta capacidad. Para cargar la batería se monta el módulo de carga con protección TP4056, y se utilizan un par de altavoces reciclados. Se monta todo el conjunto en una caja de madera hecha a medida. También se construye una carcasa fabricada con PLA, para montar el reproductor en la parte superior de la caja de madera.

CT10E-BT

Módulo CT10E-BT

El módulo CT10E-BT permite la reproducción de archivos de audio desde un dispositivo remoto, mediante una conexión Bluetooth. También puede reproducir el audio de una memoria externa, conectada en alguno de sus dos conectores MicroUSB/USB.

Módulo: CT10E-BT

Otra característica de este pequeño módulo reproductor, es que incorpora un sintonizador de radio FM, un amplificador estéreo de 3+3 vatios y se puede controlar todo mediante su pequeño mando a distancia IR.

Amplificador de audio

El reproductor CT10E-BT utiliza dos pequeños amplificadores de audio de reducidas dimensiones y gran rendimiento. Utiliza dos circuitos integrados NS8002, que pueden funcionar con una batería de 3,7V y proporcionar una potencia de sonido más que aceptable, en cuanto a potencia y distorsión.

Amplificador NS8002

El circuito integrado NS8002 dispone de un pin de control (SD),  para deshabilitar su funcionamiento  y reducir el consumo al mínimo <1uA.

Control remoto

El reproductor CT10E-BT se puede controlar a través de sus cuatro pulsadores que tiene en el frontal, o mediante un mando a distancia IR. El control con el mando a distancia es más completo, porque dispone de teclado numérico para acceder directamente a la pista de audio o memoria que se quiera reproducir (hasta 99), silenciar el audio (Mute), controlar el ecualizador de audio (6 preset definidos) o apagar/encender el módulo. Es importante destacar que la función de apagado no es muy aconsejable, porque su consumo en reposo es alto (50mA aprox.) y en caso de que la alimentación sea con batería, se podría descargar por completo en pocas horas.

Control remoto IR

El funcionamiento de un mando a distancia IR se puede comprobar con una cámara de fotos o video. Apuntando el diodo LED del control remoto hacia la óptica de la cámara y pulsando alguno de sus botones, se tiene que apreciar el parpadeo rápido del diodo IR.

Descargar fichero .stl  >>> Bluetooth audio+FM player

Descuento ICStation

Módulo CT10E-BT

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Amplificador Bluetooth – ICStation

Montaje de un amplificador de audio Bluetooth de 5+5 vatios estéreo. Partiendo del módulo CT14 de ICStation, se construye un amplificador estéreo inalámbrico. El amplificador se alimenta con una batería de Li-ion de alta capacidad. Para cargar la batería se monta el módulo de carga con protección TP4056, y se utilizan un par de altavoces reciclados. Se monta todo el conjunto en una caja de madera hecha a medida. También se construye un soporte fabricado con PLA, para montar en el interior de la caja los dos circuitos impresos y la batería.

Amplificador Bluetooth

Módulo CT14

Este amplificador está construido a partir del módulo CT14, el cuál incorpora el circuito de control inalámbrico Bluetooth y dos amplificadores de audio de 5W.

Módulo amplificador Bluetooth CT14

Los amplificadores de audio son dos circuitos integrados NS4165, de reducido tamaño pero con grandes prestaciones.

Amplificador NS4165

Montaje

Para alimentar este amplificador se utiliza una batería de Li-ion de alta capacidad (la capacidad que muestra la batería que utilicé es falsa).  A pesar de que el módulo CT14 dispone de una toma Micro-USB para cargar la batería, he utilizado un circuito de carga independiente; es el módulo TP4056 con protección. Como el circuito de carga que incluye el módulo CT14 no dispone de ningún control, se podría acortar la vida útil de la batería en caso de que se utilizara para este fin.

Esquema del amplificador Bluetooth

Para utilizar este amplificador sin batería, se puede alimentar el módulo CT14 a través de su conector Micro-USB, utilizando cualquier cargador de 5VDC. En este caso, no sería necesario montar el circuito de protección y carga TP4056.

Mecanizado

Para ensamblar los 2 PCB’s y la batería, he construido un soporte con la impresora 3D. Soporte de los 2 PCB's y la bateríaDescargar fichero .stl  >>>  Bluetooth stereo amplifier

El conjunto de los dos altavoces y la electrónica de control lo he montado en una caja de madera (DM de 10mm) hecha a medida. Todos los detalles de montaje y configuración del dispositivo móvil con este amplificador, los puedes ver en el siguiente video:

 

Soporte de lectura 3D

Diseño y construcción de un soporte de lectura regulable, para montar en una bicicleta estática. Este soporte es muy robusto, y puede soportar sin problemas el peso de una tableta gráfica. El soporte se fabrica con una impresora 3D, no se necesita ninguna pieza adicional, y está diseñado para adaptarlo al tubo de un manillar de bicicleta. Se puede montar en todo tipo de manillares, ya sean rectos o con curvas. El diámetro máximo del tubo del manillar es de 32 mm.

Diseño del soporte

Para realizar el diseño de este soporte he utilizado el programa SketchUp

Diseño del soporte de lectura

Este diseño es bastante robusto y el ajuste es regulable. Todas las piezas están construidas con PLA, no se necesitan piezas adicionales ni tornillos para el montaje.

Fichero .gcode

Para generar el fichero .gcode he utilizado el software Ultimaker Cura, el cuál me dio un problema a la hora de generar el fichero en una de las piezas del soporte.

Atril inacabado

El fichero .gcode del atril se creó hasta la capa 330, de las 880 que tenía. La pieza quedó a medio hacer, pero tuve la suerte de que el punto de interrupción permite realizar el resto de la pieza y unirlas, para así aprovechar el material utilizado.

Suplemento del atril

Pegado de las 2 piezas

El conjunto de este soporte está compuesto por 5 piezas, y se ajusta todo sin tornillos. Se montan los dos soportes de apoyo en el tubo del manillar de la bicicleta, aumentando la sección del tubo con cinta adhesiva de caucho, para que ajusten ambas piezas a presión.

Prueba de ajuste de las piezas

Luego se colocan encima las dos piezas móviles, que permiten orientar los ajustes del atril con el manillar de la bicicleta.

Soporte de lectura montado

El soporte permite colocar cualquier objeto mientras realizamos el ejercicio: un libro de lectura, un teléfono móvil… incluso una Tablet para navegar por Internet o ver alguna película.

Soporte de lectura con un PC

Descargar los ficheros .stl

Los ficheros necesarios para fabricar este soporte, los puedes descargar desde el siguiente enlace: Reading holder for static bicycle

Mini Linterna RECARGABLE

Construcción de una mini linterna LED, con batería de Li-ion (3,7V) y su circuito de carga USB. Debido al reducido tamaño de esta linterna, es muy cómoda de llevar en el bolsillo y puede ser muy útil para iluminar huecos de pequeñas dimensiones. La carcasa de la linterna se fabrica a medida con una impresora 3D.

Montaje de la linterna

La construcción de esta linterna es muy sencilla, consiste en un diodo LED de 1W junto con su resistencia limitadora en serie.LED de 1W La alimentación es de 3,7V, utilizando una batería recargable de Li-ion de 150 mAh. Se incluye también el módulo de control y carga de la batería TP4056. En este caso, como el diodo LED empieza a conducir por encima de los 2,5V, tensión mínima de seguridad de la batería, no es necesario utilizar un módulo de carga con protección.

Mini Linterna (Componentes)

La resistencia limitadora es de 10 ohmios.  Así la corriente máxima del LED no supera los 150 mA. De esta manera se aumenta la autonomía de la batería, se evita el calentamiento del diodo LED y se obtiene un nivel de luminosidad muy bueno.

Mini Linterna (Esquema)

 Caja de la linterna

Esta linterna se podría utilizar sin caja, protegiendo todo el conjunto con cinta Kapton, pero queda mucho mejor si construye una caja a medida. La caja y el botón los he fabricado con la ayuda de una impresora 3D, utilizando PLA de color negro para la caja y rojo para el botón del pulsador. La caja se cierra con una tapa deslizante, la cuál hay que abrir para acceder al conector Mini-USB y cargar la batería.

Mini Linterna cargando

Una vez cargada la batería, se cierra la tapa y queda oculto el conector de carga, quedando así protegido de la humedad y el polvo.

Mini Linterna (Final)

Descargar fichero .stl

Fichero necesario para fabricar la caja de esta linterna:

Mini rechargeable LED flashlight

Anet A6 – CAMBIOS

Funcionamiento de los dos ventiladores en la impresora 3D, modelo Anet A6. Se muestra la manera más sencilla de añadir un control de encendido y apagado del ventilador del extrusor, y también algunos cambios en el frontal del display para mejorar su aspecto.

Ventilador del extrusor

En la impresora Anet A6, el ventilador que refrigera el extrusor comienza a girar cuando se enciende la impresora, y funciona siempre aunque la impresora esté en reposo. Par cambiar el filamento es necesario hacerlo con el fusor conectado y caliente, para poder extraer el hilo. En algunas ocasiones el hilo se rompe y queda obstruido el conducto. Para acceder al conducto del filamento hay que desmontar el ventilador del extrusor, el del frontal. Al estar la impresora encendida, el ventilador está funcionando y se corre el riesgo de que rocen sus palas con algo y se rompan.

Con el fin de poder desconectar el ventilador cuando la impresora está encendida, he intercalado un interruptor en el cable rojo (+12V ) que alimenta el ventilador.

Interruptor del ventilador frontal

El interruptor va montado en una pieza hecha con la misma impresora, y va sujeto con el mismo cableado.

Interruptor del ventilador

Cambios en el frontal de la impresora

Para mejorar el aspecto frontal de la impresora Anet A6, he diseñado un marco para el display, una tapa para el zumbador y un botón para el pulsador Stop. Las 3 piezas las he hecho con PLA de color negro, y luego las he decorado con esmalte blanco y rojo.

Marco del display para ANET A6

El marco del display está pegado con cinta adhesiva de doble cara. La tapa del zumbador y el botón van sujetos a presión.

Modificaciones del frontal Anet A6

Descarga de los ficheros .stl

Los ficheros necesarios para que puedas imprimir todas estas piezas, los puedes descargar desde el siguiente enlace:

Anet A6, Switch for the extruder fan and frames for the front of the display

 

RENOVAR PACK DE BATERÍAS

Cambio de las baterías de Níquel-Cadmio por otras de Iones de Litio, en un taladro eléctrico. El conjunto de baterías original está compuesto por 12 elementos de Ni-Cd (1,2V), proporcionando el conjunto una tensión nominal de 14,4V. Al utilizar baterías de Li-ion (3,7V), sólo es necesario instalar 4 módulos. Se utilizan 4 baterías de tipo 18650, con una capacidad de 9800 mAh (según el fabricante, porque es falso). A pesar de que la capacidad real de estas baterías es mucho menor, estas baterías son perfectamente válidas para alimentar un destornillador eléctrico. Dentro del paquete de baterías se instala el módulo de protección y carga YH11047A, y se construye un soporte a medida con una impresora 3D. Este paquete de baterías es totalmente compatible con el original, y puede utilizarse el mismo cargador que venía con el taladro

Circuito de protección y carga: YH11047A

S-8254A

El circuito integrado S-8254A es un circuito de protección para baterías recargables de polímero de litio / iones de litio, para 3 ó 4  baterías en serie. Incluye un detector de voltaje de alta precisión y un circuito de retardo.

Esquema para 3 baterías

La serie S-8254A tiene el pin SEL para cambiar entre protección de 3 y 4 celdas. Cuando el pin SEL está a nivel bajo (VSS), la detección en la celda V4 se deshabilita y no se controla su estado. Así se puede utilizar este módulo para la protección de 3 celdas.

Esquema para 4 baterías

Cuando el pin SEL está a nivel alto (VDD), el módulo controla el estado de las 4 celdas.

Pineado del: S-8254A

Estado normal

Cuando el voltaje de cada una de las baterías está en el rango de VDLn a VCUn (2,5V … 4,25V) y la corriente de descarga es menor que el valor especificado (el voltaje del pin VINI es menor que VIOV1 y VIOV2, y el voltaje del pin VMP es más alto que VIOV3), los MOSFET de carga y descarga están encendidos.

Estado de sobrecarga

Cuando el voltaje de una de las baterías supera el valor VCUn (4,25 ± 0,25 V) y el estado se mantiene durante tCU o más tiempo, el pin COP se pone en alta impedancia. El pin COP se eleva hasta el voltaje pin EB + mediante la resistencia externa RCOP, y el MOSFET de carga deja de conducir para detener la carga. El condensador conectado en el pin CCT retrasa el tiempo de la detección de sobrecarga. El estado de sobrecarga finaliza  cuando se cumple una de las dos condiciones siguientes:

  1. El voltaje de cada una de las baterías desciende a VCLn (4,15 ± 0,5V) o más bajo.
  2. El voltaje de cada una de las baterías es VCUn (4,25 ± 0,25 V) o menor, y el voltaje del pin VMP es 39/40 × VDD o más bajo .

Cuando se conecta una carga externa, se inicia la descarga a través del diodo interno del MOSFET de carga.

Estado de sobredescarga

Cuando el voltaje de una de las baterías llega a ser más bajo que VDLn (2,50 ± 0,8 V) y el estado se mantiene durante tDL o más tiempo, el voltaje del pin DOP toma el valor de VDD, y el MOSFET de descarga deja de conducir para detener la descarga. El condensador conectado en el pin CDT retrasa el tiempo de la detección de sobredescarga.

YH11047A

El módulo de protección YH11047A monta el circuito integrado S-2854A con 4 transistores MOSFET de canal P. Este módulo permite el control de 4 baterías en serie y soporta un consumo constante de 10A, pudiendo llegar a 15A con disipador.Módilo: YH11047A

Construcción del conjunto

En este montaje he utilizado 4 baterías de Li-ion (3,7V)  tipo 18650. A pesar de que todo el conjunto, baterías y módulo de carga, puede conectarse soldando los cables y aislando el conjunto dentro de la carcasa de la batería, he optado por hacer algo más profesional.

Circuito de protección y carga montado

He diseñado un soporte a medida del hueco, para albergar las 4 baterías 18650 y el módulo de carga YH11047A. 

Portapilas cableado

Aunque las baterías podrían ir soldadas dentro del soporte, he utilizado los muelles y contactos de un portapilas viejo. De esta manera es muy fácil desmontar las baterías para comprobarlas o sustituirlas en caso de que alguna falle.

Soporte para las 4 baterías y su módulo de control

El fichero (.stl) de este  soporte lo puedes descargar desde el siguiente enlace:

Battery compartment for 4x 18650 batteries and its protection and charge control circuit

Centrado guía para filamento 3D

Sujeción y guía de centrado, para el soporte de filamento de la impresora Anet A6. Fabricación de las piezas y montaje. Los ficheros de las piezas se pueden descargar desde la página Web: Thingiverse.com

El kit de la impresora Anet A6 incluye un soporte para el carrete del filamento, pero es muy básico y podría provocar la rotura del filamento. El carrete queda suspendido en su eje mediante una varilla roscada de métrica 8, y como no existe una sujeción lateral, el carrete oscila cuando la impresora tira del filamento. Como tampoco existe una guía para el hilo, al tirar del filamento se crea una presión entre las espiras, y es fácil que se llegue a prensar el filamento dentro del carrete.

Piezas necesarias para el soporte de filamento

Para solucionar este problema, con la propia impresora he fabricado las siguientes piezas:

  • 2 – Adaptador lateral para el carrete, con agujero central de 56 mm.
  • 2 – Tubos laterales para albergar las tuercas de sujeción del carrete
  • 2 – Tapas para las tuercas laterales
  • 1 – Soporte de la varilla-guía del filamento
  • 1 – Varilla-guía del filamento

Las 4 tuercas de métrica 8 hay que insertarlas a presión en sus respectivas piezas.

Tuerca a prsión

Una vez fijado el carrete en la varilla roscada, si lo tuviéramos que cambiar por otro, sólo sería necesario soltar las 2 tuercas de un lateral.

Tuercas del soporte

El soporte de la guía del hilo va sujeto a un lateral del soporte del carrete mediante sus dos solapas laterales. La varilla-guía es desmontable, con el fin de facilitar el cambio del carrete. Si queremos separar el soporte del carrete cuando el filamento está montado en la impresora,  se podría sacar del orificio de la guía mediante la pequeña ranura que tiene en un lateral.

Soporte-guía para filamento 3D

Puedes descargar los ficheros para imprimir estas piezas desde el siguiente link:

Centering support and fix for reel of filament

En el siguiente video puedes ver todo el proceso de fabricación y montaje:

KIT Impresora 3D

Montaje y puesta en marcha de la impresora 3D, modelo Anet A6. Precauciones a tomar durante el montaje y posibles mejoras.

Anet A6

Esta impresora se compra desmontada. En el kit se incluye todo lo necesario, incluso un pequeño juego de herramientas para el montaje. La impresora Anet A6 puede trabajar de forma autónoma, sin la necesidad de estar conectada a un PC.  Este kit incluye una tarjeta de memoria MicroSD, con toda la información técnica que necesitarás para realizar el montaje. Dentro de la tarjeta de memoria, también encontrarás los accesos para ver los videos de montaje paso a paso. Estos videos están realizados por el fabricante, y son de mucha ayuda para verlos durante el montaje.

Impresora 3D, modelo: Anet A6

Información técnica: Anet A6

El control de la impresora se realiza mediante un botón giratorio con pulsador, navegando por los menús que muestra su display gráfico.

Display Anet A6

En el frontal se dispone también de un pulsador RESET, muy útil para accionarlo en caso de tener que abortar la impresión de forma rápida.

 

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Fabricante de prototipos PCB y empresa colaboradora:

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