[PROJET] Centrale de sécurité d'imprimante 3D (Incendie, bouchage ...)

Bonjour,

je vais présenter une idée qui m'est venu à l'esprit et donne la possibilité à chacun de présenter ses suggestions et avis.
Pour ce qui n'était pas là aujourd'hui sur le IRC, j'ai envie de mettre en place un système de sécurité pour les imprimantes 3D totalement indépendant de l’électronique déjà embarqué par celle-ci, initialement cette idée me viens de la crainte d'un départ d'incendie, d'une fin de bobine, d'une buse bouché ... et avant hier j'étais dans une conférence de sécurité informatique et un des représentants a dit, la sécurité tout le monde s'y intéressent après avoir été victime alors qu'il faudrait la mettre en place en préventif, ça coûtera toujours moins cher que de réparer les dégats, c'est logique mais parfois on préfère négliger la sécurité pour investir ailleurs. (80% de ses clients débarquaient après avoir été victime de hacking ...)

l'intro réalisé du pourquoi et du comment, rentrons dans le vif du sujet.

Ce système va alors pouvoir contrôler une multitude d'éléments de l'imprimante en y installant des capteurs aditionnels et en doublons à certains moments, puis couper l'alimentation si il y a danger et avertir par SMS l'utilisateur pour avertir qu'il y a un gros problème ou simplement alerter une anomalie.

Voici les éléments principaux de départ :
- 1 arduino UNO
- 1 shield GSM (merci feiltom)
- 2 sondes de température

Les autres capteurs viendront par la suite, je vais le développer en extrem programming, c'est à dire que je développe un petit morceau, je teste, je valide ou pas et je rajoute un module ainsi de suite. (Les modules seraient donc des capteurs)

J'ai commandé l'arduino UNO à l'instant, 1 carte sim Free.

Actuellement je réflechi au système qui va lire la température de la tête et du bed, bien que cela parait simple et s'imagine en rajoutant une 2ème thermistance, ce n'est pas si simple car on ne règle que le problème de la thermistance qui grille/déconnecte mais il y a aussi le risque éventuel qu'elle se décroche de la tête d'impression ce qui veux dire que le Kapton est partit et donc la thermistance de notre système de sécurité partirai aussi. j'ai peux être envisagé chercher un système de thermomètre infrarouge fixé sur le Chariot en X qui vise la tête en permanence.

Donc pour résumer on va avoir un système arduino qui va surveiller l'imprimante et couper l'alimentation à l'avenir pour un gros problème (voir faire une mise à la terre volontaire pour déclencher le différentiel si le danger est vraiment important --> le feu) et juste avertir pour une alerte mineure.

On pourra donc aussi réclamer des informations en la contactant par SMS.

Je vous laisse imaginer que cette centrale pourra tout à fait surveiller aussi votre maison si vous lui en installez une (je viens de trouver cette utilisation dérivé)

Juste pour situer qui je suis, je finis et valide ma 3ème année d'école d'ingénieur chef de projet en informatique & robotique à l'IMERIR et je suis actuellement chef de projet et développeur de web application.
J'ai une prusa I2 depuis 1 mois 1/2 donc tout jeune dans ce domaine là.
j'espère pouvoir apporter ma pierre à l'édifice en proposant un semblant de BOM pour le kit puis au fur et à mesure également le code source qui va avec et par la suite une doc peut-être.

J'ai actuellement de mémoire Lucpolak, Phastens, Feiltom, JeanPhilippe_ et _Anders_ je pense aussi, qui me suivent sur ce projet ce qui est encourageant pour un projet exposé rapidement.

j'espère n'avoir rien oublié à dire, je suis un peu fatigué au moment ou je suis en train d'écrire ça (1h10 du mat), mais je veux tellement ouvrir la discussion et pressé d'avoir un début fonctionnel (ils m'ont tellement mis la pression cet après midi sur le IRC que à la base je comptais m'y lancer d'ici 2 semaines mini et au final je part de suite)

BOM : [docs.google.com]

Merci à vous tous de participer à rendre l'impression 3D accessible et conviviale.

Edited 4 time(s). Last edit at 06/06/2014 07:38PM by pierrelesek.

Très bonne initiative, des fois je m'absente lors d'une impression et c'est vrai que je ne suis pas tranquille.

je serais ravi de donner un coup de main

Je partage ta réflexion, on est jamais trop prudent

Ha yes, ça fait plaisir.
Je vous laisses imaginer après qu'on pourra ajouter une webcam brancher dessus...
Et pourquoi pas éventuellement une interface web qui permet de visualiser tout à distance.

Je réfléchi encore à comment régler le soucis de la mesure de température sur la tête de manière sécurisé et si possible utilisant un autre style de capteur que la thermistance, éventuellement un capteur qui pointe la tête à distance.

Edited 1 time(s). Last edit at 06/07/2014 04:40AM by pierrelesek.

Bonjour.

Excellente idée !

Sinon il existe pas quelque chose de plus pratique que gloople doc, pour contribuer, travailler à plusieurs ?

Je sait qu'une imprimante dans une boite, ça "claque" moins, mais :
Il me semble qu'en prévention d'incendie il y a des notions de confinement, pour retarder la propagation, qui viennent en plus de la détection d'anomalies, de l'alerte.
En milieu fermé, une élévation de température est vite décelable, quel que soit l'endroit d'où proviens le problème. Ça permettrait de couper l'arrivée de l'air, aussi.
Isolés des aléas du contexte extérieur, les capteurs sont moins vulnérables aux fausses alertes.
...

Quote
subreptice
Bonjour.

Excellente idée !

Sinon il existe pas quelque chose de plus pratique que gloople doc, pour contribuer, travailler à plusieurs ?

Je sait qu'une imprimante dans une boite, ça "claque" moins, mais :
Il me semble qu'en prévention d'incendie il y a des notions de confinement, pour retarder la propagation, qui viennent en plus de la détection d'anomalies, de l'alerte.
En milieu fermé, une élévation de température est vite décelable, quel que soit l'endroit d'où proviens le problème. Ça permettrait de couper l'arrivée de l'air, aussi.
Isolés des aléas du contexte extérieur, les capteurs sont moins vulnérables aux fausses alertes.
...

Googledoc c'est juste pour le BOM pour montrer ce que je commande.

Je suis d'accord avec les histoires de confinement mais j'essai de faire un système assez light de base pour ne pas avoir forcément à enfermer l'imprimante.
l'idée c'est de pouvoir plugger ce système sur n'importe quelle imprimante pour une installation diverse et varié avec ou sans confinement.

hello
j'ai un projet comme cela dans mes cartons,
l’idée était d’asservir un relais à un détecteur de fumée et/ou de temperature.
en cas de detection coupure de l'alim general de l'imprimante.

sur l'IRC on avait concocté un schéma, je ne l'ai tjrs pas essayé (honte à moi)

a+

Quote
DROJ
hello
j'ai un projet comme cela dans mes cartons,
l’idée était d’asservir un relais à un détecteur de fumée et/ou de temperature.
en cas de detection coupure de l'alim general de l'imprimante.

sur l'IRC on avait concocté un schéma, je ne l'ai tjrs pas essayé (honte à moi)

a+

Ha ben bravo :p c'est déjà ça, l'idée était là.
juste en plus couplé à un module GSM niquel.

C'est super tout cela.
Mais, dans la réalité, nos imprimantes travaillent en TBT (Très basse tension), protégées par des fusibles qui sauteraient en cas de sur-consommation.

Par ailleurs, sont déjà équipées de thermistances (pour la tête et le bed) qui si c'est correctement réglé, ne laisseront pas la température s'élevée au dessus de ce qui prévue. ET si ça monte, les fusibles sauteront.

Imprimer au delà de la fin de la bobine d'ABS (ou PLA) j'ai déjà connu, ... il ne se passe rien, l'impression se poursuit ... a vide.

Maintenant, pour palier au risque d'incendie, il y a plusieurs précautions à prendre :
- que l'imprimante soit dans un endroit, suffisamment aérée, sans produit dangereux à proximité (type acétone, alcool à brulée, ...)
- S'il y avait un départ de flamme, qu'il n'y ait pas de choses inflammable au dessus (type une étagère en bois avec des bouquins).

Il protéger le tout avec un simple détecteur de fumée incluant un coupe circuit. Comme cela, s'il y a un départ de feu (il y a toujours de la fumée), le détecteur régit et coupe le courant.

Les imprimantes ne sont pas dans des matériaux inflammables, et le départ de feu s'éteindra de lui même.

salut a tous
j'ai fait un câblage électrique pour la sécurité et sa fonctionne nikel

alors il y a deux contacteur qui permette le fonctionnement normal et fonctionnement avec minuterie.
il y a un disjoncteur thermique régler a 1.7 ampère donc si il y a une sur-intensité sa coup tout
il y a un disjoncteur 6 ampère pour le circuit commande de la platine
il y a un disjoncteur magneto thermique avec differenciel 30mili ampère

et biensure plein de bouton pour commander sa marche arret bouton d'urgence position normal minuterie interupteur de prox lumière ....

et c très simple de cabler une sonde de fumé a tous sa
pas d'éléctronique très simple a metre en oeuvre !!

Bonsoir,
pour l'interface web avec webcam, il y a octoprint qui gère ça avec un raspberry et une pi cam. Tu pourrais mettre les capteurs sur le pi directement, non?
pour contrôlere débit du fil, tu pourrais faire avec un système de 2 galets qui enserre le filament avant l'extrudeur.
sinon très bonne initiative.
bon courage
fred

Plop !

Je soutien à 200% le projet. Si j'ai la possibilité d'aider, je le ferais, mais Pierrelesek le sais déjà !

Pour répondre a OlivierK : j'ai eu une machine qui a failli cramé : en cause le contact d'alim de la ramps. Depuis, je soude, je me fais pas chier. mais c'est certain que ce truc va poser probleme.

Le fait d'etre en TBT, c'est justement beaucoup plus incendie-gène ! et oui, on consomme du courant comme des damnés avec nos machines, comme dans les voitures (et pour la même raison ! -> 12V)

La centrale de sécu sera vraiment top pour gerer plusieurs machines, et surveiller un peu tout (fin de bobine, casse, fumée, erreur de machine genre low temp triggered au cause du fil qui s'arrache... )

Sur une installation avec de nombreuses machines c'est clair qu'il faut des systèmes de sécurité, principalement incendie, sophistiqués.

Lorsque l'on a un eou deux machines, pas de multiples coupes circuit; si on est à côté, et une machine pose problème, pas besoin de multiples bouton (surtout le coupe circuit sur la machine elle même, qui pourrait être très chaude et donc il serait dangereux de manipuler ce type de bouton, trop proche de la source de chaleur) . . il suffit de débrancher l'imprimante !!!! (personnellement, pour es 2 imprimantes les pris sont à portée de main et bien dégagée, le tout sur un disjoncteur différentiel se trouvant à l'entrée de la pièce).

Et le must, en cas d'absence durant l'impression, un détecteur de fumée pouvant couper l'alimentation de la pièce, mais pas sur les machines, il faut couper le courant en amont.

Et il faut que les imprimantes soient bien isolée, qu'elles ne puissent pas proposer un départ de feu à d'autres éléments se trouvant dans la pièce où elles sont.

Je prend notes de toute vos remarques constructive.
Ayant déjà commandé l'arduino et la carte sim et je vais recevoir le Shields GSM, car le but 1er aussi c'est de pouvoir avoir toutes les infos par sms, donc faisable à partir de n'importe quels téléphone.
Ensuite de pouvoir couper l'alimentation par un simple sms + mdp à la limite.
Et après de mettre en sécurité l'imprimante si y a le moindre problème. (il y a aussi la courroie qui pète qui va entasser du fil si le Y ou le X ne bouge plus).

Donc la je ne veux pas ouvrir specialement le débat sur est-ce que c'est utile ... Oui ca va l'être pour moi deja et je sais que d'autres aussi.
Mais c'est surtout sur les technologies a utiliser en plus des éléments que j'ai dans le BOM donc par exemple trouver le capteur le plus judicieux pour la température de la tête (infrarouge, thermistance ...)

Merci a vous tous de votre engouement pour ce projet.

Je ne veux pas être le casse pied qui empêche la Terre de tournée en rond. Mais en cas de véritablement départ de feu dans une pièce, si le feux n'est pas éteint dans les 30 secondes, c'est quasiment impossible et dans les 2 minutes la pièce où a eu lieu le départ de feu est totalement embrasé.
Le SMS c'est bien, mais le temps qu'il soit envoyé, qu'il arrive, qu'il soit lu (encore faut-il que le destinataire le lise tout de suite) et qu'il y ait réaction . . . il sera trop tard.

Où la limite, prévoyez la possibilité d'envoyer un SMS pour déclencher des extincteurs. Mais, là des extincteurs automatiques déclenchés par détenteurs de feu seraient intéressant.

Si on veut se protéger de feu d'origine électrique, il faut des système totalement automatique. La propagation est très rapide et l'intervention humaine trop lente.

La sécurité par rapport au départ de feu c'est de faire sauter le différentiel, et alerter, mais l'aventage de la liberté de placements des capteurs c'est que tu peux le mettre au plus prêt des éléments a risques.
mais je vais me répéter cette centrale n'est pas spécialement pour but d'éteindre un incendie, mais de capter les défaillances de l'imprimante comme par exemple un chauffe anormale de la tête, du bed.
Ou encore rupture d'une courroie.
Bouchage tete, fin de filament, chauffe importante de la Ramps, vérification de la consommation en watts, Webcam.
Pour moi l'histoire de l'incendie c'est vraiment la dernière étape car si en amonts j'ai mis tous les capteurs nécessaire, l'incendie ne sera quasi plus possible.

je pense a quelque chose

D'abord, OlivierK, je suis encore tout a fait d'accord avec ta conception de l'isolation et de la coupure en amont (pièce complète, pas de chichi)
Pour l'incendie, il DOIT être éteint tout de suite. D'abord, si le détecteur est sensible et proche de l'imprimante, ça doit couper et il y a de grande chance que ce soit "juste" du plastique qui commence a crammer sans s'etre enflammer. Là, la coupure sera salutaire.

Pour l'extinction, la solution parfaite serais d'allumer un vrai extincteur. Malheuresement, c'est compliqué de le faire automatiquement. Par contre, je vois bien un petite solution d'etouffement, efficace si l'imprimante est dans une boite de confinement : lâcher du vinaigre dans du bicarbonate pour remplir l'enceinte de CO2 et tuer le feu. C'est le plus efficace couplé a une coupure de courant qui supprime la source d'incendie. Ca me parait simple de faire une cellule imprimée en 3D qui lache du reservoir dans un autre, assez petite et esthétique.

Un extincteur automatique efficace et fiable existe déjà et était monté près des chaudières fioul.
Un extincteur déporté avec conduit reliant la buse placée a l'endroit critique. Pour le déclenchement c"est assez simple. Un poids (guidé) retenu par un fil au dessus du levier déclencheur, un morceaux de plomb (fusible) placé au dessus de l'endroit critique relié au fil.
En cas d'incendie la chaleur dégagée par le feux fait fondre le plomb qui libère le poid qui déclenche l'extincteur.
[www.sicli.be]

Ce principe peut facilement être adapté a nos machine.
Une bouteille de co2, une vanne, un ressort, du tube de cuivre, un fil d'acier, et un plomb. On peut coupler ceci a un capteur coup circuit pour couper l'alimentation.
Pas d'électronique (pas de risque de panne sur élément critique), autonome, et une arduino exterieur aux système de sécurité pour transmettre l'info.

Edited 1 time(s). Last edit at 06/09/2014 10:29AM by seb2204.

pour les bouteilles de CO2 il y a les systèmes de gonflage rapide des roues de vélo dans les magasins de sport

Bon tous d'abord le sujet n'est pas comment eteindre un feu, on veut justement l'éviter ! Et par la coupure de l'alim on veut aussi éviter d'endommager notre matos.

Maintenant comment l'éviter... Pour ce qui est de la buse qui chauffe de trop, on pourrait utiliser les fils d'alimentations de la resistance chauffante. Je m'explique, pendant une impression la tête ne comsomme pas 5 ampère pendant 5 secondes par exemple. Sauf au début lors de la chauffe. Donc si cela arrive pendant une impression c'est qu'il y a eu une erreur style thermistance décollé ou qui deconne.

Du coup il suffirai de mesurer la tension au borne de la resistance chauffante. Si celle-ci est allumé plus de 5-10-15 sec selon les imprimantes, c'est qu'il y a une erreur et on coupe le tous.

Une idée parmis d'autres.

Voilà le but que j'essai de présenter, je veux éviter le feu et pas l'éteindre.
L'idée de la mesure de la conso pendant l'impression est pas mal du tout, je penses que je vais partir sur cette idée là pour commencer.

Ça permet de capter du coup :
- défaillance thermistance
- décollage thermistance
- cartouche chauffante endommagé (si par exemple elle met plus de 3mn à monté à la température de croisière).

Merci de ton idée.

Je viens aux nouvelles,
J'ai reçu le shield GSM que m'a fait parvenir Feiltom que je remercie.
J'ai également reçu la carte Arduino UNO.

J'attends plus que Free pour ma carte sim qui aura été plus long que les chinois qui m'ont envoyé la carte Arduino (c'est fort ça quand même :p)
Et quelques modules comme la boucle ampèremétrique, led, bouton.