piątek , 18 Sierpień 2017
Główna » Druk 3D » Elektronika drukarki – budowa drukarki 3D

Elektronika drukarki – budowa drukarki 3D

Drukarka 3D jest już prawie gotowa do pierwszego wydruku. Nie bez powodu piszę “prawie“, bo zostały dwa etapy przygotowań: elektronika drukarki 3d oraz kalibracja. Można pomyśleć, że te ostatnie czynności to już przysłowiowa bułka z masłem, jednak poprawne połączenie układu sterującego silnikami oraz ekstruderem i późniejsza kalibracja Prusy i3 to kluczowe czynności, które pozwolą na drukowanie z największą dokładnością.

Elektronika drukarki 3D

W pierwszym filmie, w którym wykonywałem unboxing drukarki od Jelweków, pokazałem elektronikę dołączoną do zestawu. RUMBA to skrót od Reprap Universal Mega Board with Allegro driver. Ta elektronika znalazła zastosowanie nie tylko w drukarce 3D od firmy Jelwek ale przez długi czas wykorzystywana była w znanym modelu Monkeyfab PRIME. Elektronika drukarki 3D, którą otrzymałem w paczce, została przygotowana tak, aby po podłączeniu nie trzeba było wgrywać do niej oprogramowania. Oznacza to, że osoba, która nigdy nie miała do czynienia z Arduino czy mikrokontrolerem ATmega 2560 będzie w stanie od razu włączyć i zacząć drukować na swoim RepRap’ie.

Podłączenie unipolarnych silników sześcioprzewodowych

Zestaw zawiera 5 silników krokowych: silnik osi X, silnik osi Y, 2 silniki osi Z oraz silnik ekstrudera. W moim przypadku te ostatnie wymagają szczególnego przygotowania. Z uwagi na to, że z silników osi Z oraz ekstrudera nie wychodzą żadne przewody (obecne są gniazda 6-wyjściowe) to przygotowałem zestaw kabli do podłączenia. Firma Jelwek dołącza w komplecie w sumie kilka metrów różnych przewodów – w tym i kabli 4-żyłowych, odpowiednio ekranowanych, które zapewnią poprawną pracę silników.

kable ekranowane - elektronika drukarki 3d
Ekranowane kable 4 żyłowe

W pierwszej kolejności dolutowałem konektory do krańców kabli (konektory 2 mm po stronie silników oraz konektory 2,54 mm po stronie pinów elektroniki – zawarte w zestawie).

konektory żeńskie do silników drukarki 3d
Konektory żeńskie 2 mm do listew wpinanych w gniazda silników

Po przygotowaniu kabli kolejnym zadaniem jest wprowadzenia konektorów 2 mm w odpowiednie miejsca w listwach. Listwy natomiast trzeba wpiąć w gniazda silników.

gniazdo silnika 6 przewodowego unipolarnego do drukarki 3d
Gniazdo silnika oraz wpięta listwa z konektorami

Wcześniej jednak zanim podłączymy poszczególne wyprowadzenia silników musimy zastanowić się w jakiej kolejności mamy je wpiąć do elektroniki. Wcześniej napisałem, że do dyspozycji mamy silniki, które posiadają 6 wyjść. Na płytce elektronicznej, dla każdego silnika przewidziano 4 piny. Rodzi się wtedy pytanie: ale jak ja mam połączyć 6 wyjść z silnika z 4 pinami elektroniki?

elektronika drukarki 3d - RUMBA
Piny służące do podłączenia silników osi Z, RUMBA – elektronika drukarki 3D

Odpowiedź jest jedna. Należy odpowiednio zidentyfikować tylko 4 wyjścia silnika i te połączyć z elektroniką. Aby wykonać to zadanie, musimy zmierzyć rezystancję między każdym z wyprowadzeń silnika. Na poniższym rysunku przedstawiono schemat silnika unipolarnego sześcioprzewodowego oraz przykładowe rezystancje mierzone między wyprowadzeniami. Tak samo musimy zidentyfikować piny drugiej cewki silnika.

identyfikacja wyprowadzeń silnika unipolarnego drukarki 3d

Z powyższego rysunku wynika, że największa rezystancja została zmierzona dla A1 oraz C1 i te dwa wyprowadzenia są dla nas tymi, których poszukujemy. Tą samą czynność wykonujemy dla cewki 2.

Szeregowe łączenie silników krokowych

Jak wiecie oś Z napędzana jest przez 2 silniki krokowe. Dobrym sposobem na zapewnienie poprawnej pracy silników tej osi jest połączenie ich szeregowo, jak na poniższym rysunku.

szeregowe łączenie silników krokowych w drukarkach 3d - prusa i3

Jeżeli po uruchomieniu silników osi, wałki będą obracać się w przeciwnych kierunkach, to należy odwrócić połączenie jednego aby uzyskać obrót obu silników w tym samym kierunku.

Połączenie silników krokowych ekstrudera oraz pozostałych osi

Sposób podłączenia reszty silników krokowych (unipolarnych, szcześcioprzewodowych) jest analogiczny.

  1. Identyfikujemy wyprowadzenia silnika (znajdujemy wyprowadzenia każdej z 2 cewek silnika)
  2. Łączymy PIN 1A (elektronika drukarki 3D) z wyprowadzeniem silnika A1
  3. Wyprowadzenia silnika C1 łączymy z PINEM 1B (elektronika drukarki 3D)
  4. PIN 2A (elektronika drukarki 3D) -> A2 silnika
  5. C2 silnika -> PIN 2B (elektronika drukarki 3D)

Połączenie zasilacza oraz elektroniki drukarki 3D

W pierwszym kroku należy przygotować kabel do zasilacza, który będziemy wpinać do gniazdka. W tym celu odciąłem złącze żeńskie i usunąłem izolację z kabli. Następnie połączyłem kable z odpowiednimi złączami zasilacza a wyjścia zasilacza podpiąłem pod elektronikę bazując na schemacie.

złącze żeńskie kabla zasilania drukarki 3d - usunięte
Odcięcie złącza żeńskiego kabla zasilającego drukarki 3D
identyfikacja przewodów zasilania drukarki 3d
Identyfikacja przewodów
połączenie kabla do zasilacza drukarki 3d
Połączenie kabla zasilania oraz przewody zasilające elektronikę
schemat połączenia zasilacza i elektroniki drukarki 3d
Połączenie elektroniki oraz zasilacza zgodnie ze schematem

Endstopy, grzałka ekstrudera, stół grzewczy i termistory

Endstopy to inaczej krańcówki. Umieszcza się je na końcach prowadnic drukarki 3D po to, aby ograniczyć ruch w każdej z osi. Wyobraźmy sobie, że przesuwamy stół roboczy nie używając endstopów. Podczas przemieszczania stołu łożyska dojeżdżają do końca prowadnic i zatrzymują się. Drukarka 3D “nie wie”, że stół roboczy już dalej nie może się przemieścić, ponieważ oparł się o nogi drukarki 3D. W tym przypadku silnik cały czas próbuje przesunąć stół. Dochodzi do zniszczenia silnika oraz innych elementów osi.

Krańcówki są po to, aby zapobiec takiej sytuacji. Po zetknięciu z krańcówką, silnik zostaje wyłączony i nie dochodzi do uszkodzenia. Na zdjęciu poniżej przedstawiony jest endstop mechaniczny.

założenie krańcówki mechanicznej drukarki 3d - endstop prusa i3
Endstop osi Z

Endstop pełni jeszcze jedną ważną funkcję – pozwala na wyzerowanie pozycji w danej osi. Jest to kluczowy czynnik związany z drukiem 3D, ponieważ drukarka sytuując dyszę w pozycji zerowej dla każdej z osi, uzyskuje swoisty punkt referencyjny w odniesieniu do którego jest w stanie wykonywać wydruki i przemieszczać ekstruder.

Przewody stołu roboczego, grzałki głowicy, termistorów oraz krańcówek podłączyłem zgodnie z schematem.

Uwaga: Krańcówki mechaniczne czy termistory nie wykazują polaryzacji, tzn. podłączenie ich “odwrotnie” nie spowoduje uszkodzenia elektroniki drukarki. Jeżeli jednak używasz krańcówek na specjalnych płytkach, to nieodpowiednie połączenie może uszkodzić elektronikę.

połączenie termistorów, krańcówek, stołu grzewczego i grzałki ekstrudera prusy i3

Jeżeli chcesz poznać wszystkie szczegóły to koniecznie obejrzyj w całości mój materiał:

Montaż drukarki 3D – cz. 8: połączenie ELEKTRONIKI

Zobacz również:

Drukowanie 3D - historia, ciekawostk i wiedza

Drukowanie 3D – wszystko co musisz wiedzieć

Drukowanie 3D staje się coraz bardziej powszechne i z rozmachem wkracza do naszego życia. Dlaczego …

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Wypełnij CAPTCHA * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

Zapisz się na newsletter!

Nie wysyłam spamu, bo sam go nie lubię