Prevención de Incendios en Impresoras 3D: Sistema de Seguridad con Sensor Inteligente

Componentes y suministros

Sensor de polvo Sharp GP2Y1010AU0F	×	1
Arduino Nano R3	×	1
Relé de 2 canales	×	1
Cable	×	1
Zumbador (buzzer)	×	1
Ventilador 25 mm	×	1
Pulsador 6 mm	×	1

Herramientas y máquinas necesarias

• Impresora 3D (genérica)
• Soldador (genérico)

Aplicaciones y servicios en línea

• Arduino IDE
• Autodesk Fusion 360

Sobre este proyecto

Inspiración

Hace un mes, mi impresora 3D sufrió un cortocircuito durante una impresión. Dos cables se tocaron y comenzaron a transportar corriente peligrosa, quemando el aislamiento PVC. Si no hubiera estado cerca para ver el humo, la impresora se habría incendiado. Por suerte pude apagarla a tiempo.

Esto fue una llamada de atención: dejar una impresora 3D desatendida es peligroso. El objetivo de este proyecto es detectar, alertar y reducir daños por incendios eléctricos, dando tranquilidad a los usuarios.

Funcionamiento

El sistema "3D Printer Safety" detecta peligros mediante el sensor de polvo Sharp GP2Y1010AU0F, que rastrea partículas en el aire y envía datos al Arduino Nano. El Arduino interpreta los datos y responde: si detecta niveles anómalos de partículas, corta la alimentación a la impresora y suena una alarma. La alimentación se controla con un relé y la alarma con un zumbador 5V.

Construcción

Reúna los materiales listados en "Componentes". Usaré un zumbador distinto al listado por disponibilidad. Recomiendo una placa perforada pre-trazada como la enlazada.

Hay dos diagramas de circuito al final: "Diagrama compacto" (para minimizar espacio y caber en la carcasa impresa) y "Diagrama expandido" (menos denso, para protoboard o si el espacio no importa).

Conecte los componentes según el diagrama. La mayor parte de la placa quedará sin usar y se recortará después. El sensor de polvo está etiquetado GP2Y1010AUOF y el ventilador como "fan". El sensor incluye un capacitor y una resistencia que deben colocarse según el diagrama.

Use cable suficiente para que la electrónica quepa en la carcasa. Asegúrese de que el capacitor está bien orientado (raya más clara). Verifique que las pistas de la placa perforada coinciden con la foto.

Suba el código al Arduino Nano: conéctelo al PC y cargue el código de GitHub (enlace abajo) via Arduino IDE.

Carcasa

La carcasa impresa en 3D está vinculada abajo. Se imprime en dos piezas con configuración normal y soportes opcionales.

Recorte la placa perforada cerca de los componentes (deje un margen de una fila/columna). Corte con cuidado siguiendo la técnica del video enlazado.

Coloque el relé y el Arduino en la base como se muestra. Fije con pegamento caliente o bolígrafo 3D.

Inserte el ventilador 20 mm en su hueco en el pilar superior. Deslice el sensor de partículas en el otro pilar (ajuste apretado, sin pegamento). Pegue el pulsador y el zumbador en sus agujeros.

La tapa encaja en la base en ambas direcciones, sellando todo dentro.

Conexión a la alimentación de la impresora

1. Corte y retire una porción de la cubierta exterior del cable de alimentación de la impresora, sin dañar los hilos internos.
2. Corte el hilo de fase (generalmente negro) y pele 1/2 pulgada en ambos extremos.
3. Conecte estos extremos al relé: uno al terminal central y el otro al terminal normalmente abierto (marcado como '|__' en lugar de '\__|'). Así, si el dispositivo falla durante un incendio, la impresora no volverá a encenderse.

Monte el dispositivo para que el humo ascendente llegue a la abertura del ventilador. No lo coloque debajo de la electrónica de la impresora.

El relé tiene otra salida para apagar otro dispositivo o regleta si se detecta humo.

Reflexiones finales

Fue divertido construir este proyecto y ayudar a recuperar la tranquilidad al dejar impresoras desatendidas. Espero que prevenga daños excesivos por fallos electrónicos, cada vez más frecuentes.

El dispositivo emite una alarma fuerte y corta la alimentación al detectar humo. La alarma suena durante el tiempo programado en el código. El pulsador reinicia el Arduino, pero volverá a sonar si persiste el peligro.

Hay un relé extra que puede usarse para apagar equipos cercanos siguiendo los mismos pasos.

Advertencia: No use soldador cerca de la impresora si está funcionando con este dispositivo; podría activarse y arruinar la impresión.

Advertencia: Este dispositivo NO garantiza detener un incendio o catástrofe. Usar impresoras 3D de grado hobby implica riesgos. Este sistema solo reduce riesgo y daño.

Preguntas, comentarios o sugerencias: déjelos abajo o envíeme un mensaje privado. Si le gustó, sígame para más proyectos.

Código

Código Arduino

Copie en Arduino IDE y suba al Arduino Nano: GitHub

Piezas personalizadas y envoltorios

Archivos de la carcasa

Imprima en 3D con configuración normal para alojar la electrónica. Archivo CAD en thingiverse.com

Esquemáticos

No haga el circuito tan grande si quiere usar la carcasa impresa; esto es solo referencia si quiere ampliar el circuito o usar otra carcasa.