W większości drukarek 3D FDM występuje podgrzewana platforma, występuje bo termoplastiki lubią się kurczyć i większość z nich, głównie wariacje na temat ABSów bez podgrzewanego spodu zamieniają się w jakaś formę łódki. Większość z tych grzałek to wariacja na temat modelu mk2/mk3 - PCB dostosowanego do bycia grzałką. Opcja tania, tylko moc pozostawia trochę do życzenia. Ale nawet jakby miały mieć sensowną moc to sposób w jaki są zasilane pozostawia, w mojej opinii, trochę do życzenia. Raz, że niskie napięcie oznacza bardzo duże prądy (i przejście 12 -> 24V wiele nie zmienia), a dwa, że potrzeba do tego potężnego zasilacza.
Lepszym, przynajmniej dla mnie rozwiązaniem okazało się zastosowanie względnie taniego, słabego, bo ledwie 100W zasilacza 12V wraz z odpowiednio 500W (20x20cm platforma) i 600W (30x30cm) silikonowymi matami grzejnymi, zasilanymi wprost z sieci, prądem o napięciu 230V. Pozwalają osiągnąć platformie temperaturę 120 stopni w około 40-50s dla wariantu 1 i 2:45 dla wariantu drugiego. Co jest sporą poprawą w stosunku do oryginalnej grzałki pierwszej platformy która 90 stopni osiągała w 23 minuty, a dobić do 100 bez dodatkowej izolacji (także od góry) nie była w stanie.
Tymi grzałkami trzeba jednak sterować. Oryginalnie używałem kombinacji 2xBTA24 + MOC3043 na żelazkowo przygotowanych płytkach. Dwa triaki - chcąc uniknąć specjalnego ich chłodzenia. Rozwiązanie jest w sumie ok, z tym, że jedyna metoda sterowania takim układem to bang-bang. A oryginalnie używany przy mk2/3 dostępny był PWM, czyli opcja korzystania z bardzo stabilnej kontroli temperatury za pomocą któregoś algorytmu PID. Chcąc przywrócić tę opcję stworzyłem taki oto układ:
Niestety, jak zwykle nie ma schematu, ale z drugiej strony aż tak bardzo nietypowy czy skomplikowany układ nie jest aby się nie dało pojąć jak działa. Układ wykonawczy, tnący sinusiode zbudowany prawie jak w pierwotnej wersji - na dwóch triakach BTA24. Towarzyszące im optotriaki zostały zastąpione modelami MOC3023, bo w przeciwieństwie do MOC3043 nie posiadają układu przełączenia w zerze. To pozwala kontrolerowi na uruchamianie ich akurat wtedy kiedy potrzebuje. Wykrywacz przejścia przez zero zbudowany jest z optoizolatora H11AA1M, który ma tę zaletę, że zawiera dwie przeciwnie podłączone diody, co pozwala na wyeliminowanie mostka prostowniczego z tego typu układu. Prąd na diodzie ograniczony przez standardowe 2x100k rezystory. Poza sygnałem PWM grzałki wymagane jest zasilanie 5-12V, redukcji do 3v3 użytego do zasilania CPU dokonuje AMS1117.
Sercem całości jest ATtiny13, bo jest wystarczająco mały, fizycznie. Układ musiał być mały aby się zmieścić z inną płytką w 1dm2.
Wielkiej filozofii przy jego podłączeniu nie ma, wyjście optoizolatora dostarczone jest do ADC, który pracuje z maksymalna możliwa częstotliwością. Jeden pin wykorzystany jest do włączania optotriaków (przez mosfet) i jeden bezpośrednio podłączony do LEDa, sygnalizującego stan urządzenia. I jeden (przy użyciu PCInt i timera) do pomiaru wypełnienia sygnału wejściowego. Reszta pinów wyprowadzona na złączu z 1,25mm rastrem dla potrzeb ISP.
Cięcie sinusa możliwe jest na 64 równe poziomy, czyli 6 bit. To niestety nie daje liniowej regulacji mocy, ale w sumie - i tak liniowa regulacja, akurat w tym wypadku nie ma większego znaczenia. Do pomiaru wypełnienia sygnału PWM wykorzystany jest jeden jedyny dostępny w tiny13 timer, pracujący z dzielnikiem 256 przy 9,6MHz zegarze głównym. Pomiar daje prawidłowe rezultaty w zakresie sygnału wejściowego od około 2Hz do 125Hz. Co przy wykorzystaniu 8 bitowych timerów w kontrolerze drukarki, przekłada się na ich dopuszczalne zegary z zakresu ~512Hz do ~32kHz. Z braku lepszego pomysłu i braku więcej niż jednego timera, w ramach timera, do obsługi LEDa wykorzystałem sygnał z detektora przejścia przez zero. Minus takiego rozwiązania jest taki, że w razie utraty zasilania sieciowego, LED zostanie w takim stanie w jakim ostatnio go widziano kiedy zasilanie było poprawne.
Obudowa, tak żeby chronić przed przypadkowym macaniem wysokonapięciowych złącz, wydrukowana z ABS. Przypadkowo doskonale pasuje do profili aluminiowych z rodziny V-Slot, z których zrobiona jest moja główna drukarka.
Całkowity koszt części, około 50-60zł.
Cool? Ranking DIY
). Dodatkowo jeśli chciałbyś programowo zadawać procenty, które rzeczywiście miałyby oznaczać procent mocy, to musiałbyś linearyzować zadaną wartość cosinusem, bo tniesz sinusa, a nie prostokąt, więc czas opóźnienia wyzwolenia nie jest wprost procentem mocy. Przy PID to oczywiście nieistotne, bo regulator sam się martwi w którym momencie odpalić triaka, żeby uzyskać żądaną wartość mierzoną.