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Proyecto: nueva placa controladora para nuestras impresoras
#1
Hola a tod@s

Este año estoy cursando el Máster en Ingeniería Electrónica, y como no me proponían ningún tema "interesante" para el TFM, le propuse a un profesor construir de cero una placa controladora para impresora 3D. La buena noticia es que me ha dado el visto bueno. Por su parte, quiere que realice la parte de potencia (MOSFETs de la cama y el hotend, disparos...) y solucione los problemas de las más usadas (RAMPS y Sanguinololu) como puede ser reducir las tensiones parásitas de conmutación, reducir las pérdidas de conmutación, reducir ruido...

Por mi parte, ya que me meto en este berenjenal, quiero hacer una placa todo en uno. La idea principal era mejorar la Sanguinololu haciéndola en versión SMD (similar a la 1.3b), pero pensé que podría añadirse algún driver más para añadir un segundo extrusor. Así, he encontrado tres placas con más de cinco drivers:

Azteeg X3: http://reprap.org/wiki/Azteeg_X3

RUMBA: http://reprap.org/wiki/RUMBA

Megatronics: http://reprap.org/wiki/Megatronics_3.0

Mi punto débil es el software, por lo que mi idea sería partir de una de estas tres e intentar mejorarla (no me gustaría empezar a programar todo el firmware de cero). Es una de mis asignaturas pendientes y que quiero desarrollar en este proyecto.

Así que os pido que me déis vuestra opinión de lo que necesitaríais en una placa para que se ajustara a vuestras necesidades (un extrusor extra, tamaño de la placa, conexiones...). Sé que está la SAV MkI (y de la cual soy reciente propietario Mola ), pero quiero aprender de verdad aunque me esté metiendo en un berenjenal. Tengo unos ocho meses para diseñarla, documentarla y montarla, espero que me dé tiempo.

Sin más que añadir, espero a vuestras opiniones (tanto buenas como malas :elrisas: ) para conseguir algo decente.
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#2
Yo pienso que una q maneje dos extrusores (en el futuro se verán mas pero me parece una burrada), la cama, los ejes, unas salidas que controlen los ventiladores por software (capa, electrónica, extrusor) seria una buena mejora
"Enseñar es aprender dos veces".
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#3
Entradas auxiliares???

4 entradas para poner un boton y que haga cosas. Ejemplo:
boton 1: calienta la cama a x grados
boton 2: igual con el extrusor
boton 3: play pause impresion

etc
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#4
Buenos días
Lo de los dos extrusores genial, pero también controlar ventilador de capa. en la ramps usas el extrusor 2 para controlar el ventilador de capa, si pones 2º extrusor, el ventilador donde se pone. :o :?:
Tener en cuenta eso. Confundidoing:
y si podemos ayudar ya sabes.
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#5
Menudo proyectazo!

Me quedo por aquí para conocer las evoluciones!

Recapitulando un poco:
- Doble extrusor.
- Ventiladores controlados para todo (capa, electrónica, extrusor).
- Regulación PWM para cama con relé integrado.
- Entradas auxiliares configurables (calentar cama, calentar extrusor).
- Botón del pánico hermoso. Al poner todos los cables, más el ventilador, se hace un poco inaccesible.

Si al final te decides (imagino que si) a hacer una tirada, cuenta conmigo Mola
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#6
Proyecto muy, muy interesante.
El tema de los ventiladores de capa, seria ideal que fuesen independientes para cada extrusor.
Controlador de servos, eso ya lo tienen la mayoría.
Y ya puestos a pedir, controlador de leds, me explico: Estaría bien un controlador de leds para que cuando el extrusor alcance cierta temperatura se encienda para advertir que quema, lo mismo para la cama caliente, . Creo que esto lo han añadido a la ultima versión del Marlin, pero no estoy 100 % seguro.
Una buena disposición de los elementos, puesto que en la Ramps, una vez que conectas todos los cables es una locura acceder ahí dentro, yo he intentado organizarlos en varias ocasiones y siempre hay alguno que da por saco y dificulta el acceso, y esto también ayudaría a refrigerar mejor los distintos elementos.

Interesante lo que comenta Indalo sobre el tema de los ruido parasitarios, que en mas de una ocasión dan problemas.

En fin supongo que se irán añadiendo mas ideas. Suerte con el proyecto estaré pendiente de la evolución.-

Un saludo.-
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#7
Hola

Veamos, ideas hasta ahora que creo que son viables:

- Disposición de componentes lo mejor posible para evitar ruidos
- Solucionar de una vez los problemas con los MOSFET (añadir unos con baja Rds, prescindir de relé...)
- Doble extrusor (poner para un tercero es un engorro y hace la placa demasiado grande).
- Ventiladores controlados para todo (capa, electrónica, extrusor).
- Entradas auxiliares configurables (calentar cama, calentar extrusor), aunque con una pantalla se puede hacer más aseado.
- Botón de marcha/paro
-LEDs para varias cosas (MOSFET conmutando, temperatura alcanzada...)

Aunque recordad, cuantas más cosas, más caro y más tochazo de placa, pero que sea la comunidad la que decida XD

En cuanto al relé para la cama, lo probé y no me gustó el ruido de conmutación. Se puede conseguir hacer un montaje con MOSFET que funcione como el relé, pero hay que hacerlo como toca (redimensionar pistas, utilizar MOSFETs de calidad, refrigeración correcta (activa o pasiva, ya se verá))

Viendo todo lo que hay que implementar, sospecho que un ATMEGA1284 se me va a quedar corto. Supongo que tendré que ir al ATMEGA2560 (como se hace con la RAMPS). ¿Alguien que entienda más de uC que yo para dar una opinión?
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#8
Sifou, en lo de los leds, yo me refería no a que fuesen los leds en si en la placa, sino una conexión en la placa como si fuese una conexión de un endstop en la placa y ahí conecto el cable que lleva los 12 voltios a unos leds instalados cerca del extrusor y cerca de la cama.
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#9
chiricbr600 escribió:Sifou, en lo de los leds, yo me refería no a que fuesen los leds en si en la placa, sino una conexión en la placa como si fuese una conexión de un endstop en la placa y ahí conecto el cable que lleva los 12 voltios a unos leds instalados cerca del extrusor y cerca de la cama.

En ese caso probablemente sería más sencillo (para evitar usar mucho cable) poner un LED con resistencia en paralelo con el calentador del hotend.
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#10
Hola Sifou!

Seria bueno contemplar la posibilidad de alimentar con 24v en vez de 12v. Con 24v se solucionaria el problema de calentamiento del mosfet y se reduciria la caida de tension de los cables de la cama. Tambien segun he leido en algunos foros de CNC los motores PAP funcionan mejor a 24v, algunos los hacen funcionar incluso a 30v o mas. Habria que cambiar la resistencia del hotend por una de 24v.

Saludos,

Miquel
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#11
El problema que se veo a eso, es que prácticamente todo el mundo tendría que cambiar las fuentes de alimentación, y eso si que es bastante engorroso
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#12
Miquel escribió:Hola Sifou!

Seria bueno contemplar la posibilidad de alimentar con 24v en vez de 12v. Con 24v se solucionaria el problema de calentamiento del mosfet y se reduciria la caida de tension de los cables de la cama. Tambien segun he leido en algunos foros de CNC los motores PAP funcionan mejor a 24v, algunos los hacen funcionar incluso a 30v o mas. Habria que cambiar la resistencia del hotend por una de 24v.

Saludos,

Miquel

Hola Miquel

Es verdad, a 24V la máquina podría trabajar mejor. Sin embargo, sigues teniendo el problema de calentamiento del MOSFET, incluso se agravaría (ley de Ohm: V=R*I, a mayor tensión, mayor corriente). El implementar una alimentación de 24V tendría sentido si se cambiara la resistencia del extrusor por una que soporte esos 24V (como has comentado), pero además tendría que cambiarse la cama caliente (tendría que rediseñarse para duplicar su impedancia).

En resumen, para usar una placa a 24V como toca, tendría que redimensionarse hotend y cama caliente. Incluso habría que comprobar la potencia disipada por los drivers (que al doble de potencia deberán sufrir más).
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#13
Hola Sifou!

Con las camas calientes MK2B hay posibilidad de usar a 12 o 24v. Si la conectas a 24v la intensidad disminuye a la mitad, con lo que el mosfet lo agradece muchisimo.
Con respecto a lo que dice Manuguer, la placa podria ser bitension.

Saludos,

Miquel
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#14
De todas formas se puede diseñar la placa para 24V, la electrónica funciona a 5V, y la potencia según qué entrada, 12 o 24, funciona de una forma u otra, seria calcular los mosfets y demás para soportar también los 24V, incluso funcionar 24V para la cama y 12 para el extrusor, pasar de una fuente de 12V a 24V se podría hacer utilizando dos salidas de 12 para hacer los 24V.

Lo que se pretende con esta placa es hacer una (arduino + ramps) en una, o solo modificar la ramps?
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#15
illusionista_86 escribió:Lo que se pretende con esta placa es hacer una (arduino + ramps) en una, o solo modificar la ramps?

La idea es hacer una para todo, lo más compacta posible para todas las cosas que se quieren añadir. Personalmente, la RAMPS la veo algo cutre, funciona pero parece algo improvisado.
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#16
Ya. Lo se... Yo también estuve pensando en diseñar una desde 0. Me uno al carro e intentar ayudar en lo que pueda
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#17
Podrias hacer la etapa de regulacion para los 5V de la electronica valida para 24 y 12v. Luego la etapa de potencia adaptada a 24 que en teoria tambien debiera de ser valida para 12. Y despues seria mirar si los Pololus aceptan 24v si lo aceptan es factible. Al igual que si lo aceptan los motores. Ahora si tienes que meter pololus especificos de 24v ya es otro cantar....
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#18
exacto Trigger, todo deacuerdo, falta mirar lo de los pololus si aceptan 24V.
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#19
segun el datasheet del "a4988"

"The A4988 is a complete microstepping motor driver with built-in translator for easy operation. It is designed to operate bipolar stepper motors in full-, half-, quarter-, eighth-, and sixteenth-step modes, with an output drive capacity of up to 35 V and ±2 A. The A4988 includes a fixed off-time current regulator which has the ability to operate in Slow or Mixed decay modes."

si que acepta hasta los 25V, y como lleva limitador de correitne, se puede ajustar para que el motor no consuma mas de la corriente que necesita.
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#20
bueno, como veia que nadie contestaba, he realizado mi propia placa para poder ser utilizada tanto en 24V como en 12V, pudiendo elegir por ejemplo trabajar con la cama a 24V y con la resistencia del extrusor y motores a 12V, o con los dos a 24V,
- Me he basado en la ramps 1.4, cambiando los mosfets y anadiendo los diodos necesarios a las salidas d8, d9 y d10, adaptando los nuevos fusibles....
- Para controlar los servos, he puesto directamente en placa dos 7805, uno para la electronica, y el otro para los servos.
- Para el tema del control me he basado en la placa arduino mega 2560 que utiliza el atmega2560 y el atmega16u2, el primero es el que controla la impresora y el segundo conecta con usb al pc para ser programado, he eliminado aquellas partes de la placa que no iba a utilizar.
- Tambien he adaptado una pequena placa para que sirva el lcd que solemos conectar a la ramps 1.4.
- Los drivers A4988 suportan hasta los 35 voltios asi que no hay problema con alimentar a 24V o a 12V.
- He puesto unos pines libres a 5V para poder conectar algun led si queremos.
- he puesto pines libres a 12V para conectar directamente algun ventilador.

me queda por comprobar que todo esta bien y como no, realizar el layout, pero vamos, esta es mi idea de lo que he hecho y todo en una placa, no se lo grande que pueda quedar
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