experiments

Bij de zweefmagneet gebruik ik een hallsensor om de afstand tot de magneet te meten. Deze sensor meet magnetische veldsterkte en is daarom eveneens gevoelig voor het veld van de elektromagneet, en niet alleen de permanente magneet waarvan de afstand gemeten moet worden. Op zich geeft dat geen probleem in de praktijk, maar het is een leuke aanleiding om eens te kijken of de afstand ook op een niet-magnetische manier gemeten kan worden. Dat is ook handig als het object waar de afstand naar gemeten wordt niet magnetisch is, bijvoorbeeld.

Omdat dit een hele kleine afstand is (een paar centimeter), zijn veel kant-en-klare sensoren niet geschikt, omdat ze bijvoorbeeld meters afstand meten met een resolutie van enkele cm, of tientallen centimeters met enkele mm. De afstandssensor die ik voor de zwevende magneet nodig heb, moet een centimeter of 3 tot 5 kunnen meten, waarbij het eigenlijk niet eens belangrijk is wat die afstand precies is, als kleine veranderingen (sub-mm) maar goed opgemerkt worden.

Met een LED en een lichtsensor valt reflectief te meten wat de afstand tot een reflecterend object is: Hoe meer licht terugkaatst, hoe dichter bij het object is. Uiteraard lijken ‘ beter reflecterende’ objecten dan dichter bij dan ‘minder goed reflecterende’, maar bij steeds hetzelfde uniform gekleurde object geeft dat niet. (De uitdaging om dit toe te passen bij een zwevende magneet zit er in dat ook de hoek invloed heeft op de hoeveelheid licht die naar de sensor weerkaatst: de magneet beweegt niet alleen op en neer maar kantelt ook.)

Ik gebruik een BPW40 fototransistor als lichtsensor, maar bijvoorbeeld een LDR of een fotodiode kan ook. Ik gebruik een infrarode led, maar gewoon zichtbaar rood werkt ook. Voor zichtbaar geel is de BPW40 duidelijk minder gevoelig. Ik gebruik een Atmega328p als microcontroller, maar alles met een ADC is bruikbaar.

Zo is heel makkelijk en met goedkope onderdelen een afstandssensor te maken, voor kleine afstanden.

De afstandssensor heeft geen last van omgevingslicht, omdat de fototransistor AC gekoppeld aangesloten is. Constant omgevingslicht geeft een DC offset en de koppelcondensator blokkeert die.

De LED moet uiteraard wel met AC worden aangestuurd, zodat het (gereflecteerde) licht ervan een AC signaal veroorzaakt dat wèl door de koppelcondensator heen komt. Dit kan daarna worden gelijkgericht en gemeten, of zelfs rechtstreeks de ADC van een microcontroller in. Als dezelfde microcontroller de LED aanstuurt, is het gemakkelijk om ‘synchrone detectie’ toe te passen: Er wordt een ADC sample genomen precies op het moment dat de LED aan staat.

Al bij al zijn het 5 componentjes en een paar regels code. Makkelijk uit te proberen met deze arduino-sketch.

En het werkt mooi:

Enige tijd geleden (nov. 2021, als ik in de metadata van de foto spiek) heb ik een tulpje gelast, in een spontane samenwerking met Millie, bekend van de leuke recycledieren.

Ik moet het nog een keertje verven, dus ik heb het niet in de tuin laten staan, maar zet het wel op mijn blog. Ik voel me namelijk eigenlijk helemaal niet zo thuis in de metaalbewerking: de herrie van een haakse slijper is mijn ding niet, zelfs niet met hele goeie oordoppen. Dus voor wie me kent is het misschien wel grappig om te zien dat ik het voor een keer toch wel leuk vond juist wat met metaalbewerking te doen.

Ik vind dergelijke metaal-kunst wel wat hebben. Zo’n tulpje is voor mij als “niet-metaaltovenaar” nog haalbaar (Met wat hulp), maar ingewikkelde sculpturen kan ik alleen naar kijken. Met bewondering, dat wel.

Voor wie wil kijken of m’n lasjes een beetje ergens op lijken nog de onderstaande foto’s. Waarbij ik wel eerlijk moet toegeven dat ik eerder, bij andere gelegenheden, ook al wat pogingen tot lassen had ondernomen. Ik heb eerder MIG gelast bij een goede vriend thuis en bij de Makerspace, en in de ‘space ook 1x TIG mogen proberen.

Van die 2 vond ik TIG meer lijken op solderen zoals electronica gesoldeerd wordt, omdat je verhit en dan draad toevoegt. Dat ‘voelt voor mij natuurlijker’ dan MIG waarbij de draad door het lasapparaat automatisch wordt aangevoerd en je dus niet voelt hoeveel en wanneer.

Ik zal me niet aan klimreken of onderzeeërs wagen, maar dit tulpje zal niet spontaan uit elkaar vallen. (Een echte tulp komt wel het jaar daarna weer op, dus wint het daarmee alsnog, maar dat vertel ik er gewoon niet bij)

Dat blijkt te kunnen. Ik heb geen snijplotter en ook geen t-shirt pers thuis, maar nog wel flexfolie en flockfolie (ik heb eerder shirts bedrukt met de vinylsnijplotter en de t-shirt pers op de makerspace). Daar wil ik ook gewoon thuis mee kunnen knutselen.

Ik heb dus een snijplotter-reservemesje gekocht van een type dat er uit zag alsof het wel op mijn Mendel90 te monteren zou zijn, en dat op mijn mendel90 gemonteerd. Om eens met FreeCad te spelen heb ik het benodigde verloopstukje in FreeCad getekend. Ik heb het op thingiverse gezet voor wie thuis ook wil vinylplotten met z’n Mendel90. Of met een andere printer die een Wades block extruder gebruikt, want op die maten past het. Het plottermesje is een SILH-BLADE-3-3T bedoeld voor een snijplotter van Silhouette.

Op het bed van de printer ligt een stukje karton onder de te snijden flexfolie. Het karton beschermt het mesje tegen het glazen printbed (en ook vice versa, maar ik denk dat het printbed wel heel zou blijven en het plottermesje niet, mochten ze elkaar ooit ontmoeten).

Dat is natuurlijk maar de helft van het verhaal, want software. Het ontwerpje dat ik wilde snijden is een vectortekening (.svg). Die heb ik in OpenScad ge-extrude tot 1 laagdikte van mijn printer. Vervolgens heb ik in Slic3r ingesteld dat alleen de buitenranden worden geprint, en dus geen infill. Verder het aantal buitenranden ingesteld op 1. Met een ander CAD-programma en een andere slicer moet dit ook kunnen.

Maar, dat rechtstreeks printen gaat niet werken: Het plottermesje moet op de goede hoogte, het moet daarbij ook worden opgetild op momenten dat er geen folie gesneden moet worden, en de snijsnelheid mag een stuk lager dan de normale printsnelheid. Bij een eenvoudig ontwerp kan dit met de hand in de G-code worden aangepast. Het kan ook in de slicer, door daar de snelheid lager in te stellen en met de retract-settings te spelen.

In Slic3r heet het “Z lift on retract”. Door deze instelling op 10 mm te zetten wordt het plottermesje 10 mm opgetild bij een retract. Door minimum travel after retract op 0.01 mm te zetten zal elke onderbroken lijn een retract triggeren (en dus het optillen van het plottermesje).

Door de Z offset in te stellen kan de hoogte van het plottermesje worden ingesteld. Omdat het plottermesje korter is dan het hotend dat ik normaal gesproken op de printer heb zitten, moet het in mijn geval ongeveer 11,5 mm omlaag om daadwerkelijk de folie te raken en niet in de lucht te plotten. Dus een Z-offset van -11,5 bij mijn printer. (Elke printer is anders).

Al die slic3r-instellingen heb ik voor het gemak in deze git gist gezet.

Als de printer de gemaakte gcode uitvoerd ziet dat er als volgt uit:

Zo’n snijplottermesje heeft een driehoekige punt en draait mee (het zit in een lagertje), waardoor het mogelijk is om op deze manier vormen uit te snijden.

Nadat de vorm is uitgesneden kan de folie gepeld worden (Alles wat je niet op de kleding wilt drukken verwijderen), en worden aangebracht. Dit is textielfolie, maar ook plakplastic valt op dergelijke wijze te plotten.

Op de foto hierboven is al te zien wat er uitgesneden is, maar na het pellen is dit duidelijker: Een NPN transistor schemasymbool. Want electronica. Al kan gewoon “Hoi” natuurlijk ook prima. (Wel even opletten met spiegelen: De beschermlaag zit ònder de folie bij het snijden maar bòven de folie bij het strijken.)

Na het met een strijkbout te hebben aangebracht (vlakke zool, geen stoom, niet wrijven) conform informatie die bij de folie werd meegeleverd, geeft dat hele unieke sokken. Dus ja: vinylsnijden met een 3d printer blijkt te kunnen.