Jak jsem stavěla 3D tiskárnu: elektronika

Amy Winston 17. 2. 2014

Náš krátký seriál se pomalu blíží ke zdárnému konci, mechanickou část už máme za sebou. Máme postavený rám tiskárny a extruder, dnes budeme pokračovat ve stavbě další důležitou součástí. Popíšeme si zapojování potřebné elektroniky a zároveň její propojení se zbytkem tiskárny. Už se těšíte na první výrobky?

Řídící deska

Jako řídící desku použijeme desku Megatronics. Ta Megatronics obsahuje Atmega2560 procesor bežící na 16Mhz s 256 kB paměti. Dá se jednoduše připojit k počítači USB kabelem „type B to type A“, kde se registruje jako zařízení FTDI FT232R (FTDI čip je použit v běžně dostupných USB-to-serial konverterech). Tato deska je kompatibilní s Arduino Mega 2560, a proto je také velmi snadno programovatelná pomocí Arduino IDE.

Megatronics v2.0

Pro zapojení daných prvků do desky můžeme použít přehledný nákres z dokumentace, ve kterém je zřejmé, co kam patří. Samotná deska má také popisky a mnohdy tedy není potřeba ani tento nákres použít.

Schéma pro zapojení

Je tedy zřejmé, kde zapojit jednotlivé krokové motory a jak mají být orientované ovladače těchto motorů. V této verzi je velice šikovné, že není nutné pájet kabely motorů osy Z k sobě a je možné je zapojit vedle sebe. V předešlých modelech toto nebylo možné.

Deska také obsahuje separátní sloty na ventilátory (FAN 1,FAN 2). Po zkušenostech z tohoto projektu nedoporučuji zapojit ventilátor extruderu nebo elektroniky do těchto slotů. Tyto sloty jsou řízeny firmwarem desky a bohužel se může stát, že jsou softwarově vypnuty, což je u větrání těchto částí nepřípustné. Ventilátory tedy doporučuji z tohoto důvodu zapojit na svorky, které jsou situovány vpravo (12V output, 5V output).

Ovladače krokových motorů

Pro funkci krokových motorů je potřeba do desky zapojit ovladače pro tyto motory.

Ovladač krokového motoru

Motory

Aby bylo možné přesně pohybovat s jednotlivými částmi 3D tiskárny, jsou ve všech případech použity krokové motory. Konstrukce krokového motoru umožňuje otáčení jeho rotoru v násobcích definovaného úhlu. Nejmenší možné pootočení se označuje jako „krok“. Velikost kroku je závislá na počtu fází statoru motoru a počtu zubů rotoru motoru.

Krokový motor je napájen řídícími pulzy, které vybudí jednotlivé statory v definovaném pořadí a zajistí tak realizaci jednoho kroku. Řídící pulz je generován ovladačem krokového motoru a je možné pomocí něj řídit i rychlost a sílu otáčení.

Krokový motor NEMA17

Kabely

Pro propojení elektroniky jsou potřeba následující kabely:

  • 5× čtyřvodičový kabel – krokové motory
  • 3× třívodičový kabel – endstopy
  • 2× dvouvodičový kabel – termistory
  • 4× jednovodičový kabel – pro připojení hot-endu a heatbedu

End-stop

End-stop je součástka, která signalizuje řídící desce, že posuv dané osy požadovaným směrem již není možný. Používá se vždy před zahájením tisku ke kalibraci bodu [0,0,0]  – tzv „home“.

Mechanický end-stop

Schéma zapojení mechanického end-stopu

Při pájení kabelů na end-stopy je potřeba otestovat ohmmetrem, kde je signál a zem. Vezmeme tedy ohmmetr a přiložíme na předpokládanou zem a signál. Před sepnutím tlačítka by měl být nekonečný odpor. Pokud sepneme tlačítko, odpor by měl být téměř nulový. K takto otestovaným end-stopům můžeme připájet kabely. Pro signál se většinou používá žlutý kabel a pro zem černý.

Držák pro end-stop

Připravené end-stopy můžeme připevnit součástkou z obrázku na všechny tři osy – vždy na kladný nebo záporný konec dané osy. Od toho se také odvíjí další orientace při editaci firmwaru v následující kapitole.

Termistor pro heatbed

Pro heatbed je použit EPCOS B57560G104F termistor 100k, který je na obrázku. Je to jeden z nejpoužívanějších termistorů a jeho rozsah teplot je od –55 stupňů do 300 stupňů. Jako u hot-end termistoru je zde nutné napájet kabely na obě nožičky.

Termistor EPCOS 100k

Termistor na heatbedu

Heatedbed

Heatedbed (zkráceně heatbed) je podklad tiskové plochy tiskárny, který zajišťuje dostatečnou teplotu podložky při tisku. Některé materiály vyžadují relativně vysokou podkladovou teplotu, aby se při tisku nezkroutily a udržely na tiskové desce po celou dobu tisku.

widgety

Pro funkčnost heatbedu je nutné připájet na předem připravené plošky napájecí kabely a také připevnit termistor pro heatbed. Tento termistor se nejčasteji připevňuje přilepením na spodní stranu kaptonovou páskou.

PCB heatbed

V příštím díle

Za týden nás čeká poslední část, ve které se budeme zabývat firmware a samotným ovládáním 3D tiskárny.

Našli jste v článku chybu?
DigiZone.cz: Samsung EVO-S: novinka pro Skylink

Samsung EVO-S: novinka pro Skylink

DigiZone.cz: Technisat připravuje trojici DAB

Technisat připravuje trojici DAB

Lupa.cz: Facebook dva roky falšoval čísla videí

Facebook dva roky falšoval čísla videí

Vitalia.cz: 5 chyb, které děláme při skladování potravin

5 chyb, které děláme při skladování potravin

Vitalia.cz: Antibakteriální mýdla nepomáhají, spíš škodí

Antibakteriální mýdla nepomáhají, spíš škodí

Vitalia.cz: Vodárny varují: Ve vodě z kohoutku jsou bakterie

Vodárny varují: Ve vodě z kohoutku jsou bakterie

Vitalia.cz: Test dětských svačinek: Tyhle ne!

Test dětských svačinek: Tyhle ne!

Lupa.cz: Blíží se konec Wi-Fi sítí bez hesla?

Blíží se konec Wi-Fi sítí bez hesla?

120na80.cz: Nejsilnější alergeny jsou pryč

Nejsilnější alergeny jsou pryč

Vitalia.cz: Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

DigiZone.cz: Parlamentní listy: kde končí PR...

Parlamentní listy: kde končí PR...

Lupa.cz: Proč jsou firemní počítače pomalé?

Proč jsou firemní počítače pomalé?

Root.cz: Podívejte se na shořelé Samsung Note 7

Podívejte se na shořelé Samsung Note 7

Lupa.cz: Co všechno je Facebook schopný cenzurovat?

Co všechno je Facebook schopný cenzurovat?

Lupa.cz: Adblock Plus začal prodávat reklamy

Adblock Plus začal prodávat reklamy

DigiZone.cz: Sat novinky: NASA Ultra HD (4K)

Sat novinky: NASA Ultra HD (4K)

Lupa.cz: Patička e-mailu závazná jako vlastnoruční podpis?

Patička e-mailu závazná jako vlastnoruční podpis?

Vitalia.cz: Tohle všechno se dá usušit

Tohle všechno se dá usušit

Vitalia.cz: Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Tohle jsou nejlepší česká piva podle odborníků

Vitalia.cz: Nová vakcína proti chřipce se aplikuje nosem

Nová vakcína proti chřipce se aplikuje nosem