Chamber Master: controller open source per temperatura e umidità nel box della stampante 3D (ESP32, ventola PWM, serranda a servo e dashboard web)
Perché controllare “davvero” una enclosure (non solo chiuderla)
Un box chiuso aiuta a ridurre correnti d’aria e sbalzi termici, che sono tra le cause tipiche di deformazioni e delaminazioni su materiali come ABS e ASA. Il salto di qualità, però, arriva quando si passa da una semplice scatola a un sistema che misura e regola: temperatura della camera, temperatura dell’aria in ingresso, umidità ambiente e portata d’aria diventano variabili controllabili, così da rendere più ripetibili le stampe e più prevedibili gli esiti.
Cos’è Chamber Master e chi lo sviluppa
Chamber Master è un progetto open source creato da Jayant Bhatia: un controller basato su ESP32 pensato per rendere “intelligente” una enclosure per stampa 3D. L’idea è integrare in un unico sistema: lettura sensori, logiche di controllo (ventola/serranda), interfaccia locale su display e una dashboard web per monitoraggio e comandi da rete.
L’architettura: ESP32 come hub di controllo (Wi-Fi + web dashboard)
La scelta dell’ESP32 (prodotto da Espressif Systems) permette connettività Wi-Fi e la pubblicazione di un pannello web accessibile in LAN. Nel repository viene indicato anche l’accesso via nome host in stile .local (mDNS), per evitare di cercare ogni volta l’indirizzo IP del dispositivo.
Sensori: due sonde DS18B20 + DHT11/DHT22 per umidità e temperatura ambiente
Il progetto usa due DS18B20: uno nella camera e uno sul percorso di ingresso aria (o vicino alla presa d’aria “fresca”), così da confrontare i valori e capire se l’aria che entra è davvero più fredda/utile al controllo. Per temperatura e umidità della stanza è previsto un DHT11 (con alternativa DHT22). Questa distinzione fra “camera” e “intake” è importante: in un box con ricircolo o prese d’aria mal posizionate, si può finire a spostare aria calda senza raffreddare davvero, e il progetto prova a intercettare anche questi casi.
Attuatori: ventola 120 mm PWM + serranda (vent) comandata da micro-servo
Chamber Master combina una ventola PC 4-pin (controllo PWM e lettura tachimetrica RPM) con una serranda a tre posizioni (chiusa / semi-aperta / aperta) gestita da un micro-servo SG90. La regolazione non è solo “on/off”: nel repository viene descritta una logica di isteresi direzionale per limitare oscillazioni di temperatura (tipiche quando si alterna troppo spesso apertura/chiusura o variazione di ventola). Nel progetto è presente anche un circuito “hard-kill” (con 2N2222 e resistenza) per spegnere davvero la ventola quando serve 0 RPM.
Preset materiali e profili personalizzati (target camera)
Per semplificare l’uso, il sistema include preset con target di temperatura camera per materiali comuni: PLA 30°C, PETG 40°C, ASA 50°C, ABS 60°C, TPU 25°C, oltre a una modalità personalizzata con target regolabile (nel progetto è indicato 0–120°C). L’obiettivo pratico è ridurre prove ripetute: se la tua enclosure e la tua stampante reagiscono in modo stabile, puoi richiamare un profilo e avere condizioni simili tra una sessione e l’altra.
Cooldown “guidato”: raffreddamento controllato per evitare stress termici
Un punto interessante è la modalità di raffreddamento adattivo: parte con ventola al minimo operativo e serranda aperta, poi regola automaticamente la velocità per seguire un gradiente di raffreddamento indicato nel progetto (≈ 1,5°C/min) e puntare a “ambiente + 3°C”. L’idea è evitare raffreddamenti troppo bruschi (che possono aumentare tensioni interne o creare shock termici su pezzi e macchina), rendendo anche la fase post-stampa più prevedibile.
Sicurezza: rilevamento “intake fault” (aria in ingresso più calda della camera)
Il repository descrive una protezione chiamata intake fault detection: se la temperatura dell’aria in ingresso supera quella della camera oltre una soglia (nel progetto: camera + 5°C), il sistema reagisce aprendo la serranda e portando la ventola al massimo. È un modo per segnalare/contrastare scenari in cui l’aria “fresca” non lo è (ad esempio presa d’aria posizionata male, ricircolo interno, o sfiato vicino a una fonte calda).
Interfaccia locale: OLED + encoder (controllo senza PC)
Per operare direttamente vicino alla stampante, Chamber Master usa un display OLED SSD1306 128×64 e un encoder rotativo con pressione (stile KY-040). Dal menu si selezionano preset, si cambia target, si avvia il cooldown e si esce in sicurezza dall’operazione (chiusura serranda e stop ventola). Nel materiale del progetto compare anche un elemento pratico: un QR code per aprire rapidamente la dashboard.
Dashboard web: dati in tempo reale, comandi e integrazione camera
La dashboard web mostra sensori, stato ventola (RPM e %), posizione serranda, modalità attiva e target; include indicatori per fault e controlli rapidi (ad esempio avvio cooldown). Nel repository viene citata anche la possibilità di incorporare un feed camera (es. ESP32-CAM) dentro la pagina, così da avere monitoraggio visivo e ambientale in un unico punto.
Perché anche l’umidità conta: filamenti “bagnati” e difetti di estrusione
Il controllo dell’umidità non serve solo “per statistica”: molti polimeri assorbono acqua e, durante l’estrusione, l’umidità può generare bolle, popping, stringing, sottoestrusione e finitura irregolare, oltre a ridurre la robustezza del pezzo. Monitorare la stanza (e, se il box scambia aria con l’esterno, anche ciò che entra) aiuta a collegare difetti di stampa a condizioni ambientali, e a impostare routine più rigorose di stoccaggio/essiccazione.
Cosa serve per replicarlo (componenti principali e note di progettazione)
Sul piano hardware, la lista tipo include: ESP32 dev board, 2× DS18B20, DHT11/DHT22, OLED SSD1306, encoder, servo SG90, ventola PWM 120 mm 4-pin, più alimentazioni 5V/12V e cablaggi. Il progetto segnala anche un aspetto spesso trascurato nei box caldi: le parti stampate della meccanica della serranda e i supporti devono usare materiali che non si deformino alle temperature di esercizio (l’autore sconsiglia soluzioni in PLA in camera calda).
