Сайт Барахолка На ход коня

Перистальтический насос на 3D принтере

Форум самогонщиков Сделай сам
1 2 3 4 ... 15 1
Phisik Куратор Екатеринбург 402 1056
05 Дек. 18, 21:17
Disclaimer (письменный отказ от ответственности)
Помните, что данный проект - это самодельное устройство. Я делал его для себя. Его надежность, ресурс и безопасность достоверно не подтверждены. Все, что вы делаете - вы делаете на свой страх и риск. Я не несу никакой ответственности ни за какие последствия правильного и неправильного использования этого устройства. Не надо приходить ко мне, когда 100 литров браги разольются по полу, если вы оставили оборудование без присмотра. Проверяйте и тестируйте все очень ответственно!

С чего все началось
Приобрел я себе НБК, а пока мне ее варили, я решил, что надо бы на коленке по-быстрому сварганить насос, потому-что что-то готовое из Китая не успело бы приехать, а на родине цены так себе. Полистал Thingiverse, там много подобных проектов, но все они либо под недоступные шланги,  либо с малой производительностью, т.к. качать надо было 20-30 литров. В итоге появился этот проект, полностью открытый, все 3д модели и прошивка для драйвера опубликованы на GitHub и Thingiverse.

Производительность
Первые версии использовали китайские тонкостенные шланги. Последняя версия головки с пружинным поджимом нормально работает с нашими шлангами. На данный момент я использую шланг 9*6мм, со стенкой 1,5мм. Используя шаговый драйвер TB6560, мне удалось разогнать двигатель 17HS4401S до 1000 RMP. Насос набирал 3х литровую банку за 1,5 минуты (~120-130 л/час). С драйвером A4988 максимальная скорость в районе 450-500 RPM . Для себя я ограничил обороты на 450 RPM, а ток двигателя снизил до 1А. В итоге качает 65л/час и практически не греется ни драйвер, ни двигатель.

Тестирование:
"Ресурсные испытания" проводил 3ое суток: первые на скорости - 50л/ч, вторые - 60л/ч, третьи - 65л/ч. Ничего не развалилось и не сгорело. Достоверно шланг 9/6мм без повреждения отработал 60 часов, за которые перекачал около 3.5 тонн воды. Это минимальная оценка, т.к. когда точно течь ночью появилась, сказать не могу.

3Д печать (обновлено 2018-12-23)Напечатать надо 7 деталей: статор, упор для шланга, крышка статора, ротор, крышка ротора, 2 фиксатора для шланга, (опционально) 2 фитинга для шланга. Для печати лучше использовать термостойкий пластик, PLA ведет при нагреве мотора. Головку v3 я печатал ABS пластиком. Заливка ротора 100%, статора 30-50%. По результатам обсуждения в теме добавил версию ротора с направляющими для шланга. Но они царапают шланг, поэтому надо их зашкурить и загладить растворителем (проще всего с АБС, он легко шкурится и растворяется ацетоном).

Корпус рассчитан на печать соплом 0,4мм с extruction width 0.43-0.46мм, для этого боковые стенки сделаны немного шире, чем наклонные.
Печатные платы (добавлено 2018-12-23)Развел печатки в DipTrace под Arduino pro mini & A4988. Исходники и pdf-ка под ЛУТ прицеплены ниже. Выглядит так:

pbc01.jpg
Pbc01. Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
 
pbc03.jpg
Pbc03. Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
pbc02.jpg
Pbc02. Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.

Комплектующие (обновлено 23.02.2020)Ссылки на комплектующие на 23.02.2020 были рабочие. Если ссылки не работают, ищите похожие с хорошими отзывами.
НаименованиеКол-воСсылка
Nema171 https://aliexpress.ru/item/32376023464.html
Pro Mini 1 https://aliexpress.ru/item/33051711057.html
A4899 1 https://aliexpress.ru/item/4000327048447.html
dc-dc 1 https://aliexpress.ru/item/32261885063.html
Ножки 4 https://aliexpress.ru/item/32844587782.html
Пружины 2 https://aliexpress.ru/item/2053018943.html
Подшипники 9 https://aliexpress.ru/item/32801386435.html
LCD 1 https://aliexpress.ru/item/32836972320.html
Encoder 1 https://aliexpress.ru/item/32474584136.html
GX-12 4pin 1 https://aliexpress.ru/item/32866844138.html
GX-12 2pin 1 https://aliexpress.ru/item/32866844138.html
Jack питания 1 https://aliexpress.ru/item/32883658107.html
Датчик капель 1 https://aliexpress.ru/item/1835773801.html
Блок питания 1 https://aliexpress.ru/item/1000001113368.html
Отдельно понадобятся радиодетали, список когда-нибудь тоже приложу...
Перистальтический насос на 3D принтере
Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.

Функции, реализованные в прошивкеНа данный момент насос умеет v2.3+:
1. Регулировать RPM
2. Регулировать поток в л/час или мл/мин
3. Качать заданное количество жидкости
4. Калибровка
5. Плавный старт/стоп
6. С датчиком влажности обнаруживать повреждение шланга
7. Поддерживает внешнее управление ШИМ или аналоговым сигналом

Режимы переключаются кликом, double click это быстрый старт/стоп. Удержание - вход в режим калибровки
История версийv1 Первая версия головки, без пружин и корпуса
v2 Первая версия головки в пружинным поджимом шланга
v3 Рабочий вариант головки под шланг 9*6мм + 1ая версия корпуса
v4 Основание у головки сделал потолще. У корпуса сделал защелки для нижней панельки и резиновые ножки

Небольшой FAQ

NB! Последние версии файлов опубликованы на GitHub!

NB! Удобная плата "все в одном" под последние версии скетча с внешним управлением. Лучше делать её!

Видео обзор


Варианты изготовления и отзывы
  • Насос без 3Д принтера от бычёк
  • Вариант с Nema23 + YZ1515 от nic2015

Альтернативные разработки (здесь буду собирать ссылки на разработки наших коллег по форуму и другие проверенные модели)
  • Вариант насоса от golem73
pump-v3-assembled.png
pump-v3-assembled.png Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
pump-v3-case.png
pump-v3-case.png Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
pump-v3-case-inside.png
pump-v3-case-inside.png Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
disassembled.png
disassembled.png Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
view1.png
view1.png Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
bengoor Доцент Кронштадт 1567 934
Отв.1  05 Дек. 18, 22:41
Заказал комплект деталей. Принтера естественно нет, если вдруг кто сможет сделать на заказ очень буду рад.
Хотелось бы ещё согласование с автоматикой.
Maik2407 Доктор наук Новосиб 521 101
Отв.2  05 Дек. 18, 23:21, через 41 мин
Если получается достаточно точно нппечать .. то лучше два ролика делать.
Дешевле, менее шумно, дольше прослужит шланг, и меньше нагрузки на моторчик.
Nike12 Кандидат наук Новосибирск 472 99
Отв.3  06 Дек. 18, 05:20
Phisik, под 608 подшипники головки нет?
SA1348 Профессор Саратов 3206 1457
Отв.4  06 Дек. 18, 08:17
Phisik, Получается печатаем три детали? stator.stl, rotor-cap.stl, rotor-bottom.stl?
Hose_adapter это покупное изделие?
Ну и конечно интересует стыковка дравйвера A4988 с автоматикой.
Phisik Куратор Екатеринбург 402 1056
Отв.5  06 Дек. 18, 09:48
лучше два ролика делать
Я пробовал, точности печати не хватает. Воду не тянет, и застревает иногда, когда ролик к шлангу подходит. Когда 3 ролика, то 2 все время на шланге.
Получается печатаем три детали ... стыковка с автоматикой
Обновил шапку, добавил этапы сборки. С автоматикой что-нибудь придумаем. В планах I2C прикрутить и всю периферию у автоматики на I2C перевести. А на первых порах будем ШИМ выпрямлять скорее всего.
под 608 подшипники головки нет
У 608 OD 22 и минимальный радиус шланга будет 34мм, против 27 мм для 605. Значит понадобится на 25% больше крутящего момента, которого и так дефицит. Но ничего не мешает переделать под Nema23 и 608ые. Все настраивается в OpenSCAD.

плохиш Студент Великий Новгород 26 6
Отв.6  06 Дек. 18, 19:55
Phisik,!
По поводу скетча.Супер!
Долгожданный розлив и тарирование появились! Я имею в виду тему mak, -а  [Перистальтический насос на шаговом двигателе и ардуино в качестве мозгов] ,где его не раз просили выложить эти режимы (они у него были в тестовом варианте).Он почему-то ссылался на недостаток памяти ардуины
Перистальтический насос на 3D принтере
Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
.
Будет время откорректирую скетч под разводку своего насоса(сделан по mak-у) и отпишусь по результатам.
Единственно чего хотелось бы добавить-внешнее управление:если на пине строба высокий уровень,то включаем насос,а скорость задаем уровнем напряжения от 0 до 5в на другом пине.
0 вольт- стоим,5 вольт-  максимум оборотов из скетча.
И можно схему подключения с более высоким разрешением,что бы было видно название пинов на платах?
Про схему -не прав.В прикрепленном архиве все как надо.
saniaxxx Магистр Кострома 280 39
Отв.7  07 Дек. 18, 10:45
Единственно чего хотелось бы добавить-внешнее управление:если на пине строба высокий уровень,то включаем насос,а скорость задаем уровнем напряжения от 0 до 5в на другом пине.
0 вольт- стоим,5 вольт-  максимум оборотов из скетча.плохиш, 06 Дек. 18, 19:55
На мой взгляд лучше управление по 1-wire или I2C. Тока I2C по идее уже как master под дисплей занят
плохиш Студент Великий Новгород 26 6
Отв.8  07 Дек. 18, 11:27, через 43 мин
Phisik,
Глянул схему подключения.
Возник вопрос.Скетч использует переключения драйвера в полушаговый и прочие режимы?
По какому алгоритму происходит разгон двигателя?
Phisik Куратор Екатеринбург 402 1056
Отв.9  07 Дек. 18, 11:58, через 32 мин
На A4988 драйвере  режим шага выбирается подачей напряжения на MS1-MS3 пины. Устанавливается микрошаг в прошивке, контроллер сам подтягивает куда надо пины на драйвере. Больше микрошагов - плавнее движение, меньше момент. Скорость двигателя определяется частотой импульсов, подаваемой на STEP пин драйвера. Собственно разгон и торможение - это плавное увеличение/уменьшение частоты со скоростью rpmRate/haltRate импульсов в секунду.
плохиш Студент Великий Новгород 26 6
Отв.10  07 Дек. 18, 16:31
Я имел ввиду переключения режимов щаг-полушаг-микрошаг в прошивке.
У mak-а в ветке только один режим используется,а пользователь уже сам может в драйвере джамперами подобрать лучший режим для своего мотора и откорректировать в скетче максимальную скорость.
Это к вопросу адаптации твоего варианта под существующее железо.
gol_avto Кандидат наук Москва - Серпухов - Анапа 411 98
Отв.11  07 Дек. 18, 17:26, через 55 мин
Phisik Фьюзы в новой ардуине надо менять (по идее) и на какие?
На эти?
Low Fuse 0xFF
High Fuse 0xDA
Extended Fuse 0x05
Phisik Куратор Екатеринбург 402 1056
Отв.12  07 Дек. 18, 18:08, через 42 мин
Фьюзы в новой ардуине надо менять?gol_avto, 07 Дек. 18, 17:26
Вероятно надо, я не пробовал никогда чистые чипы ставить. Вообще я порекомендовал бы почитать по этому поводу что-нибудь . Arduino IDE шьет по умолчанию такие:
\arduino-1.8.5\hardware\arduino\avr\boards.txt
##############################################################
## Arduino Pro or Pro Mini (5V, 16 MHz) w/ ATmega328P
pro.menu.cpu.16MHzatmega328.bootloader.low_fuses=0xFF
pro.menu.cpu.16MHzatmega328.bootloader.high_fuses=0xDA
pro.menu.cpu.16MHzatmega328.bootloader.extended_fuses=0xFD

##############################################################
uno.name=Arduino/Genuino Uno

uno.bootloader.low_fuses=0xFF
uno.bootloader.high_fuses=0xDE
uno.bootloader.extended_fuses=0xFD

##############################################################
## Arduino Nano w/ ATmega328P
nano.menu.cpu.atmega328.bootloader.low_fuses=0xFF
nano.menu.cpu.atmega328.bootloader.high_fuses=0xDA
nano.menu.cpu.atmega328.bootloader.extended_fuses=0xFD

переключения режимов щаг-полушаг-микрошаг в прошивкеплохиш, 07 Дек. 18, 18:31
#############################################################
## Arduino Pro or Pro Mini (3.3V, 8 MHz) w/ ATmega328P
pro.menu.cpu.8MHzatmega328.bootloader.low_fuses=0xFF
pro.menu.cpu.8MHzatmega328.bootloader.high_fuses=0xDA
pro.menu.cpu.8MHzatmega328.bootloader.extended_fuses=0xFD
переключения режимов щаг-полушаг-микрошаг в прошивкеплохиш, 07 Дек. 18, 18:31
const int8_t microStepping = 16;
Надо, чтобы совпадал с настройками драйвера, чтобы правильно RPM считал. И вот это тоже должно мотору соответствовать
const float degreePerStep = 1.8; // rather common value for widespread motors
плохиш Студент Великий Новгород 26 6
Отв.13  07 Дек. 18, 19:01, через 54 мин
Т.е.,если я правильно понял,  режим шаг-полушаг-микрошаг не меняется при работе .
Какой установили в прошивке,тот и используется постоянно.Так?
Phisik Куратор Екатеринбург 402 1056
Отв.14  07 Дек. 18, 19:25, через 24 мин
Да, как прошили, так и работает. Я ставлю 16 или 8, если на 16 не тянет. Вроде бы менять его незачем.
Crossraccoon Студент Екатеринбург 43 7
Отв.15  10 Дек. 18, 13:52
а можно кому заказать печать насосика?
китайские и так, и так крутил - фигня получается
saniaxxx Магистр Кострома 280 39
Отв.16  10 Дек. 18, 14:08, через 16 мин
Вопрос где взять такую трубку, лучше сначала дождаться тестов шланга на 8
Phisik Куратор Екатеринбург 402 1056
Отв.17  10 Дек. 18, 14:25, через 18 мин
Да вот вопрос, что делать с трубкой. Последнюю неделю экспериментировал со шлангом китайским на 8*0.85. Качает нормально, но шланг ужасен. Он в месте сгиба начинает через 100 литров разваливаться. Еще одна проблема с шагом на 8мм, оказалась в двигателе. Обычные Nema17 40N*cm, если тока добавить греются так, что PLA плывет. Видимо надо брать Nema23 и печатать головку под 9*1,5 шланг наш нормального качества. Пока не печатайте ничего, если шланга 7*0,75 нет.
VladPP Доктор наук Новосибирск 936 356
Отв.18  10 Дек. 18, 15:46
вопрос, что делать с трубкой.Phisik, 10 Дек. 18, 14:25
Я немного занимался изготовлением - громко сказано конечно, потуги сделать что то нормально работящее не удались, в том числе и напечатаные на принтере, зато активной эксплуатацией  таких насосов - почти каждый день, и мне кажется нужно уходить от статического прижима роликов к трубке, во первых очень точно нужно подгонять размеры, для того чтобы трубка служила дольше, и второе, мы не критично привязываемся к размеру трубки. Потом, ежли есть возможность, то нужно предусмотреть при заправки трубки в головку типа какой то откидушки, т.есть, отщелкнули, уложили трубку на ролики, защелкнули, бывает труба в процессе работы забивается, и при таком конструктиве как сейчас, не очень оперативно получится ее достать, потом  вставить на место. Насчет двигателя, опять же мое мнение, надо двигун брать с небольшим запасом мощности, потому как бывает, что насос трудится не час и не два, и качает не сахарную брагу, а некую сметанообразную субстанцию, греется это одно, а вот обеспечить самую маленькую подачу маломошный двигатель не сможет, а бывает иногда ситуации когда надо чтоб насос надежно работал с минимальной подачей. Понятно, что это сильно усложняет проект, но ведь для себя пытаемся сделать, как говорят сделал и забыл.
Phisik Куратор Екатеринбург 402 1056
Отв.19  10 Дек. 18, 16:19, через 33 мин
мне кажется нужно уходить от статического прижима роликов к трубке
Это было бы замечательно, но пока я не придумал как это конструктивно сделать. Если кто поможет с проектирование, то будет здорово. Что касается крышки, то я как раз ее сделал, правда на винтах, но снять можно. Выглядит пока так:
P81210-181822.jpg
P81210-181822.jpg Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
P81210-181836.jpg
P81210-181836.jpg Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.
v2.png
v2.png Перистальтический насос на 3D принтере. Сделай сам.