Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825

crbjsfso 30 Wrz 2019 23:47 1539 10
  • 1. Wprowadzenie

    Od jakiegoś czasu na swoim warsztacie mam do dyspozycji drukarkę 3D Creality Ender 3 Pro. Po wprowadzeniu szeregu modyfikacji mechanicznych mających na celu poprawę pracy, czy komfortu użytkowania przyszedł czas na modyfikacje elektroniczne. Pierwszą znaczącą aktualizacją zazwyczaj jest pozbycie się prążków mory (prążki moiré) lub salmon skin. Należy zaznaczyć, że efekt ten występuje w przypadku gdy do sterowania silnikami są wykorzystywane układy DRV8825. Czyli obecnie jedne z najtańszych dostępnych na rynku.

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    1.1. Wykres obrazujący sekwencję mikrokoków dla DRV8825 będącą źródłem efektu.

    Czym są Prążki moiré?
    Cytat:
    Prążki moiré (prążki mory) – pewien rodzaj układu prążków powstałego na skutek interferencji (nakładania się) dwóch siatek linii obróconych o pewien kąt lub poddanych deformacji (zniekształconych względem siebie). Ilustracja obok przedstawia przykład prążków moiré. Linie na ekranie komputera mogą być tutaj zastąpione przez nici w jedwabiu moiré czy linie na papierze.

    Jeżeli jedną siatkę umieścimy na płaskiej powierzchni, a drugą przymocujemy do odkształcanego obiektu, to pojawią się prążki moiré. Ich wzorzec może być bardzo złożony. Ich układ będzie zależał od deformacji badanego obiektu. Obraz prążków po zarejestrowaniu oraz przetworzeniu przez odpowiednie oprogramowanie może pozwolić na niezwykle precyzyjne określenie kształtu badanego przedmiotu, do którego przyłożono siatkę referencyjną.

    Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Pr%C4%85%C5%BCki_moir%C3%A9

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    1.2. Przykład elementu z widocznym efektem salmon skin.

    Jak temu zaradzić? Najbardziej popularną metodą jest użycie diody prostowniczej na drodze pomiędzy każdą z cewek silnika a mikrokontrolerem. Gotowe rozwiązania tego typu można odnaleźć na chińskich portalach pod nazwą "3d printer smoother" lub w Polsce pod hasłem "3d smoother", lecz moim zdaniem cena jest dość wysoka jak na układ składający się z 8 diod i 2 złącz.
    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    1.2. Przykład gotowego, dostępnego w sprzedaży układu mającego zapobiegać powstawaniu niepożądanych efektów.

    Naszym zadaniem jest właśnie wykonanie takiej płytki, a raczej 4 takich płytek. Dla każdego z silników, chociaż najlepsze efekty są widoczne dla osi X i Y.

    2. 1N5404

    Głównym elementem każdego moduły jest 8 diod 1N5404 połączonych w sposób przedstawiony na poniższym schemacie. Dlaczego 8 a nie 4? Ponieważ dla bardzo dużych silników pojedyncza dioda może nie być wystarczająca aby wystarczająco szybko rozładować cewkę.
    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    2.1. Schemat połączeń pojedynczego modułu.

    O samej diodzie nie będę się rozpisywał, zamieszczę jedynie Datasheet w dwóch wersjach.

    https://www.tme.eu/Document/46d51fb2e34020250ab4d13dd27e6f01/1n5400.pdf
    https://www.vishay.com/docs/88516/1n5400.pdf

    3. Projekt i narzędzia

    Opiszę tu co jest potrzebne do zbudowania pojedynczego modułu, w przypadku chęci budowy większej ilości jak na przykład 4 sztuki należy pomnożyć ilość elementów przez 4. Płytki zostały wykonane w technice termo-transferu, a wytrawione w nadsiarczanie sodu (B327).

    Jeden moduł wymaga:
    - Jednostronny laminat PCB o wymiarach co najmniej 38 x 28 mm - 1 sztuka.
    - Dioda 1N5404 - 8 sztuk w wersji SMD.
    - Gniazdo XH-4A do montażu przewlekanego - 2 sztuki.
    - Wtyk XH-4A wraz z zestawem pinów do zarabiania - 2 sztuki + 8 pinów.
    - Przewód 24 AWG o długości 10 cm - 4 sztuki.

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    3.1. Elementy niezbędne do wykonania 4 modułów.

    Narzędzia i chemia:
    - Preparat do trawienia laminatu.
    - Papier kredowy lub wycinanka do termo-transferu.
    - Lutownica lub stacja lutownicza, stop lutowniczy i topnik.
    - Cążki do metalu.
    - Zagniatarka do pinów - opcjonalnie, chodź bardzo ułatwia pracę.

    4. Schemat połączeń i PCB

    Schemat połączeń i płytki drukowanej został stworzony w serwisie EasyEDA, dzięki czemu każdy może mieć do niego swobodny i łatwy dostęp bez potrzeby instalacji dodatkach programów, wystarczy jedynie przeglądarka aby przeglądać i modyfikować projekt.

    Link do projektu:
    https://easyeda.com/kjn9/step-motor-smoother

    Polecam tego typu rozwiązania, sam pierwszy raz go używałem i bardzo mi się to podoba, ponieważ jest darmowe, proste w obsłudze, ma dużą społeczność i forum pomocy. Najlepsze jednak jest to, że w bardzo prosty sposób można dzielić się swoimi projektami z innymi. Wszystko można wykonać online poprzez przeglądarkę internetową i dodatkowo wszystko jest przechowywane w chmurze na naszym koncie. Inny użytkownicy zaś mogą skopiować nasz projekt na swoje konto jednym kliknięciem i dowolnie je modyfikować. Można wykonać projekt ideowy, zamówić niezbędne elementy, czy zamówić wykonanie płytki drukowanej. Jeszcze tego nie testowałem ale przy kolejnych projektach na pewno sprawdzę, jak to dokładnie działa. Moim zdaniem wszystkie projekty w dziale DIY powinny być publikowane jeśli nie na konkretnie tej stronie to na innej tego typu, aby ułatwić społeczności korzystanie z projektów, czy samodzielną budowę.

    5. Budowa i efekt końcowy

    Budowa przebiegła stosunkowo gładko, jedyne zastrzeżenia jakie mogę mieć to fakt, że moje płytki wyszły średnio - brak wprawy w termo-transferze, ale wszystko działa.

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    5.1. Gotowe płytki PCB z zamontowanymi elementami.

    Ścieżki zostały poprawione poprzez przylutowanie przewodów ponieważ w niektórych miejscach zostały za bardzo nadtrawione przez roztwór.

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    5.2. Elementy potrzebne do stworzenia przewodu łączącego moduł z płytką sterującą drukarki.

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    5.3. Prosta obudowa na każdy z modułów pomoże w uniknięciu ewentualnych przypadkowych zwarć z resztą elektroniki drukarki.

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    5.4. Montaż modułów i dodatkowej osłony na wentylator.

    Postanowiłem zastosować dodatkową osłonę na wentylator, ponieważ wewnątrz obudowy zrobiło się bardzo ciasno i nie chciałem aby jakiś przewód był w stanie go zablokować.

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825
    5.5. Kostki kalibracyjne, pierwsza z lewej - test po pierwszym złożeniu drukarki (60mm/s), środkowa - tuż przez zainstalowaniem modułów (60mm/s), pierwsza z prawej - tuż po zainstalowaniu modułów (60mm/s).

    6. Podsumowanie

    Dla prędkości 60mm/s w przypadku drukarki Ender 3 PRO zastosowanie modułów nie przynosi żadnych widocznych efektów. Testowałem również przy prędkościach 90mm/s, 100mm/s i 120mm/s i efekt również nie występował. Czy warto więc wykonywać taką modyfikację, gdy powierzchnia wydruku jest jednolita lub nie używamy rozwiązań opartych na DRV8825? Moim zdaniem nie.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    crbjsfso
    Poziom 4  
    Offline 
  • PCBway
  • #3
    Sareph
    Poziom 21  
    Eeee, po pierwsze ghosting ma mało wspólnego z driverami silników (chyba że masz stanowczo za maly prąd), to bardziej kwestia mechaniki. Po drugie, efekt, który poprawiają te moduły diodowe występuje tylko na DRV8825 i to nie jest ghosting a mora:

    Step motor smoother (wygładzacz?) dla DRV8825 lub https://www.youtube.com/watch?v=78fonMoXRuA
  • #4
    mateur
    Poziom 15  
    Ghosting wynika raczej z tego, że nie można zatrzymać poruszającego się ciała o jakiejś masie w zerowym czasie. A nawet jeśli uda nam się coś zatrzymać w bardzo krótkim czasie, najczęściej to coś wpadnie w oscylacje. Stąd prędzej należy dobrze napiąć paski, wyregulować prąd silników, odchudzić stół, odchudzić ekstruder, wyeliminować wszelkie luzy.
  • PCBway
  • #5
    crbjsfso
    Poziom 4  
    Slawek K. napisał:
    Co maja wspólnego WS2812 z tym przypadkiem ?Pozdr

    Pomyłka podczas edycji, dziękuję za zwrócenie uwagi. Już poprawione.

    Sareph napisał:
    Eeee, po pierwsze ghosting ma mało wspólnego z driverami silników (chyba że masz stanowczo za maly prąd), to bardziej kwestia mechaniki. Po drugie, efekt, który poprawiają te moduły diodowe występuje tylko na DRV8825 i to nie jest ghosting a mora:...

    mateur napisał:
    Ghosting wynika raczej z tego, że nie można zatrzymać poruszającego się ciała o jakiejś masie w zerowym czasie. A nawet jeśli uda nam się coś zatrzymać w bardzo krótkim czasie, najczęściej to coś wpadnie w oscylacje. Stąd prędzej należy dobrze napiąć paski, wyregulować prąd silników, odchudzić stół, odchudzić ekstruder, wyeliminować wszelkie luzy.

    Zgadza się, mój błąd, już poprawiłem artykuł.
  • #6
    error105
    Poziom 10  
    Nie chcę pisać nie na temat, ale Twój Ender drukuje pięknie już po wyjęciu z pudełka, tam poza ewentualnym auto-poziomowaniem stołu nie ma co modyfikować, to nie Anet A8 gdzie najlepiej byłoby zmienić wszystko.
    Co do kostek, coś masz nie tak złożone, albo używasz złego programu do cięcia (tudzież źle ustawiony) i zacząłbym od tego.

    Na mojej A8 sama zmiana Cury na PrusaSlicer wydruki zmieniły się jakbym zmienił drukarkę na zupełnie inna :)
  • #7
    elektronockaut
    Poziom 4  
    A co ze spadkami napięcia na diodach, co za tym idzie na silnikach?
    Jestem na etapie modyfikacji mojej starowinki frezareczki CNC, ale raczej w innym kierunku. W Twoim przypadku zakładając że na diodach będzie spadek napięcia, i to sprawia że efekt wizualny jest ładniejszy, czy przypadkiem nie będziesz miał problemów z gubieniem kroków ? Moim zdaniem silnik rusza z mniejszym momentem, co zmniejsza jak kolega wyżej napisał wpływ masy osi na rozpędzenie. Czy przypadkiem nie będzie tak że wpadnie jakiś niewielki paproch w śruby, i drukarka zgubi kilka kroków? Nie znam się na drukowaniu, ale wydaje mi się że gdy filament będzie stawiał z jakiegoś powodu większy opór przesuwu (choćby z powodu temperatury) też może być problem. Spróbuj zatrzymać silnik czymkolwiek, i zobaczysz czy nie jest za łatwo.
  • #8
    Sareph
    Poziom 21  
    elektronockaut napisał:
    A co ze spadkami napięcia na diodach, co za tym idzie na silnikach?
    Nic. Silniki jak byly, tak sa - sterowane prądowo, napięcie po dodaniu diod rośnie, prad zostaje jaki był, i o to chodzi. Dodatkowa moc rozprasza się w diodach.

    elektronockaut napisał:
    Moim zdaniem silnik rusza z mniejszym momentem
    Nic takiego nie ma miejsca.
  • #9
    oskar777

    Poziom 26  
    Przepraszam za mały off-top
    Jak jesteśmy w temacie DRV8825, mam takie dwa układy na razie służące do testów silników krokowych na potrzeby przyszłej drukarki 3D, zauważyłem, że tak 3/4 silników na pełnym kroku wydaje stuknięcie/szarpnięcie po pełnym obrocie (stuk pojawia się losowo po włączeniu zasilania ale zawsze w tym samym miejscu). Testowałem na prawdę różne silniki. Problem coraz bardziej zanika po uruchomieniu mikrokroków.
    1/4 - mniejsze stuknięcie, 1/8 - minimalne 1/16 - żadnych stuków.

    Ma ktoś pomysł czym to jest spowodowane?

    Oczywiście prąd wyregulowany zgodnie z zaleceniami producenta silnika, zasilacz mocny i kondensator przy vmot też dodany.
  • #10
    Janusz_kk
    Poziom 23  
    Problemem z driverami DRV8825 jest IMHO ogranicznik prądu który przy małych nap wyjściowych albo nie działa
    albo daje jakieś oscylacje, diody podnoszą próg włączenia sie silników i eliminują zjawisko.
    Miałem gdzieś artykuł o tym ale nie mogę go znaleść.
  • #11
    gemiel
    Poziom 21  
    Płytka pasuje do obudowy KM-7. Gniazda trzeba lutować po stronie ścieżek. Wtedy drugą stronę płytki przyklejamy na taśmę dwustronną do dekielka obudowy.