Электроника

Мы считаем, что плату-контроллер вполне законно считать сердцем, ведь именно она заставляет работать все элементы 3D принтера. В наших принтерах таких два.

Вы уже поняли логику: одна статья — один узел принтера. В этот раз всё будет... абсолютно традиционно. Будем говорить об электронике, которая расположилась под корпусом Hercules.

Есть ли у принтера сердце?

Чтобы управлять принтером нужно устройство ввода и устройство вывода информации. Что-то, с помощью чего мы сможем говорить принтеру, что делать и смотреть на то, что мы ему говорим.

Нашим целям подойдёт экран reprap. Монохромный дисплей не теряет в информативности перед цветным, но делает принтер более доступным. Кроме того, он в разы надёжней. Только давайте его немного переработаем.

Вынесем отдельно SD порт и всякую лишнюю шелуху, чтобы сделать узел более надежным: откажет SD порт — не придется менять экран.

Нам нужно управлять,
нам нужен тотальный контроль!!!

Да! И поэтому потребуется подключить 4 двигателя. Два двигателя будут двигать печатающую голову по осям X, Y, ещё один будет приводить в движение стол по оси Z.

Нам нужно, чтобы всё двигалось

Думаем, что двигатель — это та часть, которая всегда в механическом движении, находится всегда под нагрузкой во время печати. Поэтому берём надёжные и проверенные — без экспериментов.

NEMA 17 наш выбор. И он в точку: за полтора года работы техподдержки — всего два обращения по поломкам.

Теперь нужно выбрать драйверы. Они будут преобразовывать цифровые команды контроллера и приводить двигатели в движение.

Остановимся на немецких микросхемах TMC 2100. Это те чипы, которые ещё не сумели скопировать китайцы. Европейское, непревзойденное качество (пока непревзойденное).

Что за 4-й двигатель? Это тот самый, который будет проталкивать пруток пластика. Он приводит в движение подающий шкив.

Мы собираем сложную систему и стоит она не 3 копейки. Надо позаботиться о том, чтобы всё это не сгорело от первого скачка электричества в сети. Для этого сделаем плату с шестью предохранителями.

2 предохранителя кинем на питание нагревательной платформы __, так как в розетке ток переменный. Как бы вилка в розетке ни была перевёрнута — платформа защищена.

Еще по одному на подсветку __ , охлаждение экструдера_ _ , охлаждение электроники ___и плату управления _ _ .

Таким образом, если в цепи сгорит, например, предохранитель подсветки, то принтер всё еще будет в работоспособном состоянии.

Подумаем о безопасности

Это не магнитола, это SD порт и консоль управления

Плата с предохранителями

Как устроен экструдер и чем он крут мы уже писали. Теперь его нужно подключить.

Контроллер от экструдера находится далековато. Если представить, что вся электроника принтера — это Россия, то экструдерная электроника — это Калининград.

Как же правильно подключить экструдер?

В охлаждении нас интересует два параметра: надёжность и бесшумность.

Поэтому без заморочек выбираем куллеры с подшипниками качания. Подшипники трения со временем начинают неприятно шуметь, поэтому отметаем этот вариант.

Чем будем охлаждать?

Для начала поставим экранированные шлейфы, чтобы защитить их от наводок. Если поставить дешевые неэкранированные, мы можем получить потерю пакетов информации во время печати. А это ай-ай-ай, не дело — мы же боремся за стабильность печати.

Провода укладываем в косы, чтобы они не перетирались во время движения стола или печатающей головки.

Вот и всё, мы справились! В подарок за наши усилия мы получаем надёжную электронику, а значит стабильную печать. Мы пошли пользоваться этими благами, а вы?

Осталось всё соединить между собой

Мы можем подключить все его комплектующие напрямую в контроллер, протянув длинную косу проводов. Но если в экструдере придется что-то заменить — эта коса будет большой проблемой, придется прокладывать новые провода по всей длине. Что будем делать?

Есть решение: поставим кросс-плату в голову принтера.

Между экструдером и контроллером очень большое расстояние

Это такая плата, в которую мы будем подключать все компоненты экструдера, а саму плату подключим единым шлейфом __ к контроллеру.

Теперь, если что-то придется поменять, то проблем не будет. Кроме этого, у нас нет кипы проводов, висящих в воздухе, которые будут постоянно тереться из-за движения головы.

Компоненты экструдера, кросс-плата и контроллер

Двигатели:

Hercules и Hercules Strong работают на MKS Gen 1.4 — это плата на основе Arduino mega 2560.

На Arduino можно делать много всего хорошего, а вот MKS специально предназначен для 3D принтеров. Для вас это означает, что перепрошить Hercules можно очень просто.

Подключились через провод к компьютеру, установили драйверы, которые есть на комплектной карте, запускаем файл прошивки и всё.

Время чтения: ~4 мин.

MKS Gen 1.4

Hercules Control Board

Hercules Strong и Hercules

Hercules Strong Duo

Для Hercules Strong Duo мы разработали сердце самостоятельно. Это 32-битная плата Hercules Control Board. Благодаря ней работают такие системы, как Sensitive Check и все автоматические калибровки.

Но самое важное — это точность, которую она обеспечивает. Драйверы двигателей работают на 1:128 микрошага, что возможно только на 32-битной архитектуре.

От этих плат мы и будем плясать — соберём правильный Hercules вместе с вами. Плата есть, что дальше?

Зачем нужна автоматизация в Hercules Strong Duo