3D 프린터 화재 예방: 스마트 센서 안전 시스템

부품 및 소모품

부품	수량
GP2Y1010AU0F 샤프 먼지 센서	1
아두이노 나노 R3	1
2채널 릴레이 모듈	1
전선	1
부저	1
25mm 팬	1
6mm 푸시 버튼	1

필요한 도구 및 장비

3D 프린터
납땜 인두

앱 및 온라인 서비스

아두이노 IDE
오토데스크 퓨전 360 (케이스 설계용)

프로젝트 개요

동기

약 한 달 전, 3D 프린터 출력 중 합선이 발생해 전선 피복이 타기 시작했습니다. 제가 곁에 있어 바로 전원을 껐기에 큰 사고를 면했지만, 무인 출력 시 화재 위험이 크다는 경각심을 얻었습니다. 이 프로젝트의 목표는 전기 화재를 감지, 경보, 피해 최소화하고, 3D 프린터 사용자에게 안심을 주는 것입니다.

작동 원리

샤프 GP2Y1010AU0F 먼지 센서로 공기 중 입자 물질(연기 등)을 감지해 아두이노 나노로 전달합니다. 아두이노가 데이터를 해석해 비정상적인 입자 농도 감지 시 3D 프린터 전원을 차단(릴레이)하고 부저로 경보를 울립니다.

제작 과정

'Things' 목록의 부품을 준비하세요. 부저는 보유 중인 다른 제품을 사용했으며, 패턴이 있는 퍼프보드(사전 배선된 기판) 사용을 권장합니다.

회로도는 페이지 하단에 두 가지 버전이 첨부되어 있습니다:

스트라이프 다이어그램: 부품 배치를 압축해 3D 프린트 인클로저에 맞춤
확장 다이어그램: 회로를 널찍하게 보여주며 브레드보드 프로토타이핑용으로 적합

회로도대로 배선하세요. 먼지 센서(GP2Y1010AU0F)와 팬은 다이어그램 라벨과 일치시킵니다. 먼지 센서 구매 시 포함된 커패시터와 저항도 다이어그램대로 배치합니다. 인클로저 수납을 고려해 전선 길이를 넉넉히 확보하세요. 커패시터 극성(밝은 줄무늬 방향) 확인 필수. 퍼프보드 스트라이프 방향도 사진과 동일하게 맞추세요.

이제 아두이노 나노에 코드 업로드. PC와 연결해 깃허브 코드(링크)를 아두이노 IDE에 붙여넣고 올바른 COM 포트로 업로드합니다.

인클로저 (3D 프린팅)

가이드 하단의 링크에서 3D 프린트 파일을 다운로드하세요. 일반 설정으로 출력하며 선택적 서포트 사용, 두 조각으로 출력됩니다.

퍼프보드는 부품이 납땜된 부근까지 잘라내 슬림하게 만듭니다(자르는 요령은 영상 참조). 릴레이와 아두이노를 인클로저에 배치하고 3D 펜이나 핫글루로 고정.

20mm 팬을 상단 필러 슬롯에, 입자 센서를 필러에 끼웁니다(타이트한 핏으로 접착 불필요). 버튼과 부저는 각 구멍에 핫글루/3D 펜으로 고정. 커버는 양방향으로 결합되어 배선과 기판을 밀봉합니다.

3D 프린터 전원선 연동

프린터 전원선의 외피 일부를 벗겨 내부 전선 노출 (내선 손상 주의)
라이브(Line) 선(보통 검정)을 잘라 양 끝을 1/2인치 정도 벗김
이 두 선을 릴레이의 K1 또는 K2 단자에 연결: 한 선은 중앙 단자(COM), 다른 선은 상시 개방 단자(NO, '|__' 표시)에 연결. 이렇게 하면 안전장치 손상 시 전원이 다시 켜지지 않음

장치는 연기가 팬 흡입구로 올라오도록 배치하세요. 프린터 전자부품 아래에는 두지 마세요.