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Fallo de diseño BRUTAL en la RAMPS que tortura a los MOSFET
#1
Hoy contestando a otro post me ha dado por reflexionar un poco sobre un tema que, inocente de mi, pensaba que no era problemático en el diseño de la RAMPS. Uno tiende a pensar que la gente piensa cuando diseña electrónica y aparte a veces está vago como para usar la mente aunque algo le suene raro.

Resulta que las salidas de la RAMPS controladas por mosfet no llevan ninguna diodos de flyback en antiparalelo para absorber los picos de tensión que aparecen al conmutar cargas inductivas. ¿Dónde hay bobinas en la impresora 3D? Pues la cama es bastante inductiva (aunque no exageradamente) por el hecho de ser una pista larga, los propios cables tienen inductancia parástita y la resistencia que calienta al hotend es una resistencia bobinada. Meter pulsos de gran corriente a cargas inductivas sin protección es muy mala idea. Pensaba que la inductancia no sería muy grande y, aunque no deba hacerse, habían dejado los mosfet sin protección para ahorrar costes.

Pues bien, me ha dado por mirar si alguien había medido las inductancias parásitas de los elementos calefactores y efectivamente en reprap hay alguien al que le dio por medirlo e incluso simular los transitorios al conmutar:

http://www.reprap.org/wiki/Basics_about_...th_MOSFETs

Resumen: se provocan picos de tensión en el MOSFET de cerca de 70V. Más de 400 veces por segundo. Los MOSFET de la ramps de la conjunta aguantan máximo 60V. Encima en las simulaciones aparece un ringing (oscilaciones) horribles. Eso significa que la cama está radiando interferencias bastante potentes a través de los cables. No pasaría ningún test de certificación u homologación de la CE y podría interferir con equipos electrónicos adyacentes. De hecho como tampoco hay el más mínimo aislamiento entre la parte de potencia y la parte de control (otro fallo de diseño de la RAMPS importante pero que requeriría un rediseño completo) resulta que es más que probable que toda esa mierda y esas interferencias se acoplen por masa a otras zonas del circuito. Todo muy guay vamos.

Creo que es una explicación bastante razonable sobre por qué se iban a tomar por culo los MOSFET. Sinceramente me parece bastante lamentable cuando un puto diodo vale céntimos. Y unos optoacopladores tampoco valen mucho más. Creo que visto lo visto voy a revisar el diseño entero de la RAMPS a ver qué más sorpresas tiene...

En fin, para solucionar el problema vais a una tienda de electrónica y os pilláis un par de diodos de cierta potencia. Los 1N4001 o 1N4007 deberían valer (ojimétricamente) aunque si podéis encontrar un FR107, un UF4007, un 1N4937 o algún diodo rápido parecido mejor. Los cogéis y los conectáis uno en antiparalelo con la cama caliente y otro en antiparalelo con el calentador del hotend, tal que asín:
resim

Muchísimo cuidado con la polaridad de los diodos. Tienen que ir en antiparalelo con las cargas, es decir, la pata del diodo con la banda blanca al positivo y la otra al negativo. Si los ponéis al revés el diodo y el MOSFET van a explotar y a la fuente se le va a fundir un fusible. No me hago responsable.

Con eso quedan razonablemente protegidos los MOSFET.
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#2
" tampoco hay el más mínimo aislamiento entre la parte de potencia y la parte de control."
Esto lo veo muy necesario de hacer. Unos simples optoacopladores y todo aislado.
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#3
Vamos, que metemos un par de diodos volantes a las salidas del hotend y la cama y arreando XD

Yo sí que veo eso de rediseñar la RAMPS. ¿Te animarías a hacer algún esquemático?
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#4
a mi me comentaron hace un tiempo que la 1.4 por sus caracteristicas, da muchos problemas de ruido y que habria que rediseñar, pero no pensaba que fuera para tanto.

habria manera de agregar esos diodos en placa para fabricacion?
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#5
"Muchísimo cuidado con la polaridad de los diodos. Tienen que ir en antiparalelo con las cargas, es decir, la pata del diodo con la banda blanca al positivo y la otra al negativo. Si los ponéis al revés el diodo y el MOSFET van a explotar y a la fuente se le va a fundir un fusible. No me hago responsable."

Con esto ya has acojonado del todo a los que sabemos lo justito de electrónica. Bueno, ya desde el título estaba acojonado, pero al ver que la solución puede hacerme volar por los aires, pffffff.
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#6
donde se puede encontral el esquematico de la ramps? se podria editar?
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#7
Interesante. Esperaba que se rediseñara mil veces la parte mecanica y/o estructura, pero no que la ramps fuera asi.

Simplemente un 10 para ti, Gran sonrisa
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#8
FLOWALISTIK escribió:"Muchísimo cuidado con la polaridad de los diodos. Tienen que ir en antiparalelo con las cargas, es decir, la pata del diodo con la banda blanca al positivo y la otra al negativo. Si los ponéis al revés el diodo y el MOSFET van a explotar y a la fuente se le va a fundir un fusible. No me hago responsable."

Con esto ya has acojonado del todo a los que sabemos lo justito de electrónica. Bueno, ya desde el título estaba acojonado, pero al ver que la solución puede hacerme volar por los aires, pffffff.

No hombre, cuando compres los diodos y con el esquema que he puesto (no se si se ha caido la foto o es el movil, si eso luego resubo) no deberias tener problemas. Es solo una advertencia sería y real para que la gente se fije bien y compruebe el montaje antes de encender
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#9
illusionista_86 escribió:donde se puede encontral el esquematico de la ramps? se podria editar?
la wiki de reprap no la has visitado mucho, no?
http://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4
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#10
Apuntado, voy a hacerme con esos diodos y los pondré tal como indicas en el esquema.
Muchas gracias.

PD: la siguiente impresora será con una sanguinololu. Sonrisa
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#11
Se nos van acumulando los arreglos.. madremia no termino nunca con esta impresora!
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#12
ATENCIÓN: CLASE DE ELECTRÓNICA

Cogéis un polimetro. Medís la cama encendida. Si da un valor positivo la borna roja es el positivo, si da negativo es la borna negra.
Una vez que sabemos cual es el positivo y el negativo se conecta el diodo.

Cogemos el diodo. La raya del diodo (gris o blanca) la conectamos al que hemos identificado como positivo. La otra al negativo, la restante.
La corriente intenta pasar del cátodo + al ánodo - . Por las propiedades del diodo no puede pasar la corriente por que no arde nada.

Si hacéis esto aprendéis y no tiene porque reventar nada.

Foto de regalo.
resim

PD. No me hago responsable de daños provocados a terceras personas por manazas
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#13
Interesante... le pondré un par de 1N4004 que tengo por aquí Sisi3
NOVEDAD: CoreXY Eternal Edition (Custom) -> https://www.spainlabs.com/foros/tema-Ete...So-Edition
Mi Prusa i3, ¡con lista de componentes! -> http://www.spainlabs.com/foros/tema-Un-clon-mas
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#14
Hace tiempo vi unos modelos de impresoras 3D que no utilizan cama caliente, e imprimen sólo en PLA. Las impresoras comerciales como la Makerbot no utilizan cama caliente. Por otro lado tampoco hay ventajas significativas en imprimir en ABS, por lo que quizás la solución sea buscar un sistema que imprima correctamente en PLA sin necesidad de sobrecargar la electronica al prescindir de cama caliente.

saludos
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#15
Para el pla con la cama fria se puede hacer.
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#16
FLOWALISTIK escribió:Con esto ya has acojonado del todo a los que sabemos lo justito de electrónica. Bueno, ya desde el título estaba acojonado, pero al ver que la solución puede hacerme volar por los aires, pffffff.

Tú simplemente pon los diodos al contrario de como se pondrían en un circuito normal para que circule la corriente. Si ves que no pasa nada, es que lo has hecho bien Meparto
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#17
Muchas gracias. Con estas maquinitas no se deja nunca de aprender algo

Una pregunta ¿para los que tenemos la cama caliente con un relé también sirve?
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#18
renatotorcuato escribió:Muchas gracias. Con estas maquinitas no se deja nunca de aprender algo

Una pregunta ¿para los que tenemos la cama caliente con un relé también sirve?

Se supone que si has puesto un relé en la cama caliente ya has redirigido la corriente residual del relé con un diodo. Porque espero que hayas puesto el diodo... entonces solo sería poner un diodo para el hotend.
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#19
Si, por supuesto que tengo un diodo en el relé. Pero con palabras como "explotar" "incendio" "peligroso" y "no me hago responsable de daños" prefiero preguntar antes de tocar nada
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#20
Un diodo en la cama, que puede estar en el relé o en la cama, y otro para el hotend
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