Améliorer Monsieur Screamer ; Une alarme de filament de 80 décibels

J'ai créé un prototype d'alarme de filament d'imprimante 3D qui a fonctionné, mais le processus a également fait surgir de nouveaux problèmes et problèmes que je n'avais pas prévus lorsque j'ai commencé. Aujourd'hui, je vais approfondir le processus de prototypage pour avoir un aperçu de la conception d'un problème bien spécifié. Ce que j'ai trouvé est un pendentif facile à construire qui s'accroche passivement au filament et vous alerte si quelque chose change à ce sujet.

J'ai commencé par un besoin de savoir quand mon imprimante 3D n'avait plus de filament, afin de pouvoir laisser tomber tout ce que je faisais et insérer une nouvelle bobine de filament juste contre l'extrémité de la bobine précédente. En faisant cela dans les quatre minutes suivant l'épuisement du filament, l'impression de très gros travaux pourrait se poursuivre sans interruption. L'appareil que j'ai conçu s'appelait Mister Screamer.

L'idée est que si une imprimante 3D est surveillée (mais pas sous surveillance constante) et que l'opérateur est prêt à échanger les rouleaux de filament en cas de besoin, l'imprimante n'a pas besoin d'effectuer des tâches "intelligentes" telles que la pause de l'impression. Tant qu'il existe un moyen de déclencher une alarme lorsque le filament est épuisé, l'opérateur peut faire tout ce qui est nécessaire pour maintenir l'impression de la machine sans interruption, et l'imprimante elle-même n'a même pas besoin de le savoir.

Le prototype précédent détectait physiquement le filament avec un interrupteur à rouleau qui déclenchait une sonnerie lorsque le filament était épuisé. Il a eu un essai réussi, mais a révélé de nouveaux problèmes :

Même si le prototype précédent faisait le travail qu'il était censé faire, il était clair qu'il y avait des problèmes et qu'une mise à jour de la conception était nécessaire.

Les exigences fondamentales pour Mister Screamer n'ont pas beaucoup changé. Les missions de l'appareil sont :

D'autres éléments de la conception ont suffisamment bien fonctionné pour être conservés et restent pour la plupart inchangés :

Les leçons tirées de la construction et des tests du premier prototype ont été utilisées pour ajouter les objectifs de conception suivants :

Le nouveau prototype conserve la même fonction de base, mais avec une approche totalement différente. L'appareil est maintenant sensible à l'orientation et ne détecte le filament réel qu'indirectement. Il est conçu pour être suspendu par une chaîne à maillons boules comme un pendentif.

Tant que l'appareil est suspendu, il est silencieux. S'il tombe, l'alarme retentit jusqu'à ce qu'il soit récupéré. Par conséquent, en fonctionnement, il est suspendu passivement au filament comme un pendentif ou un porte-clés tant que le filament alimente l'imprimante. Dès que la bobine de filament est vidée, l'appareil tombe sur la table et déclenche l'alarme.

Le nouveau système change les technologies. J'ai supprimé l'interrupteur à galet et l'ai remplacé par un interrupteur à lames. À l'intérieur du boîtier imprimé en 3D se trouve un vide qui capture un petit disque magnétique. Le vide a été conçu pour utiliser une forme qui éloigne l'aimant de l'interrupteur à lames lorsqu'il est suspendu à la chaîne à billes, mais posez Mister Screamer sur une surface plane et l'aimant se placera suffisamment près de l'interrupteur pour l'actionner.

Lorsqu'il est suspendu verticalement à sa chaîne (que ce soit pour le stockage ou lorsqu'il est suspendu à une ligne de filament), l'appareil est complètement inerte et n'utilise aucune énergie. L'enceinte est conçue avec des côtés plats et des bords arrondis, de sorte que l'unité s'installe toujours d'un côté ou de l'autre lorsqu'elle tombe.

Il y a quelques autres choses à mentionner sur la conception :

Avertissement : L'audio contient des bips forts

Le nouveau prototype a été un succès, et pas seulement parce qu'il a rempli son rôle prévu de la manière attendue. Ce fut un processus réussi parce que :

Lors du prototypage de Mister Screamer, j'ai procédé comme suit pour obtenir les meilleurs résultats d'une approche itérative :

Mister Screamer V2 a satisfait à toutes les exigences, mais a tout de même livré des découvertes qui pourraient être utilisées pour améliorer une version ultérieure. La plus grande leçon apprise est que cette conception dépend fortement de la disposition de l'imprimante 3D utilisée.

Dans mon imprimante particulière (une Raise3D N2), la bobine de filament est bien éloignée de la zone d'impression. Non seulement il y a de la place pour que l'appareil soit suspendu à une bobine, mais il n'y a aucun risque que l'appareil se retrouve dans un endroit gênant lorsqu'il tombe. D'autres imprimantes 3D peuvent avoir des dispositions physiques qui ne permettent pas à Mister Screamer de bien fonctionner. Si l'appareil pend sur le chemin de la tête d'impression ou peut tomber dans la zone d'impression une fois le filament épuisé, cela pose problème.

Dans l'état actuel des choses, Mister Screamer V2 fait suffisamment bien son travail pour être utilisé de manière fiable pour un vrai travail, même si sa portée est principalement axée sur ma propre imprimante et mes besoins. Des améliorations sans cesse croissantes peuvent être tentantes, mais il est rarement nécessaire de répéter jusqu'à ce qu'une solution soit parfaite. Si un problème a été correctement identifié et compris, il devient beaucoup plus facile de juger lorsque la solution est apportée.

La conception du boîtier pour cette version de Mister Screamer est disponible sur GitHub.