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.
1.1. Wykres obrazujący sekwencję mikrokoków dla DRV8825 będącą źródłem efektu.
Czym są Prążki moiré?
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Pr%C4%85%C5%BCki_moir%C3%A9
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.
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.
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.
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.
5.1. Gotowe płytki PCB z zamontowanymi elementami.
Ścieżki zostały poprawione poprzez przylutowanie przewodów ponieważ w niektórych miejscach zostały za bardzo nadtrawione przez roztwór.
5.2. Elementy potrzebne do stworzenia przewodu łączącego moduł z płytką sterującą drukarki.
5.3. Prosta obudowa na każdy z modułów pomoże w uniknięciu ewentualnych przypadkowych zwarć z resztą elektroniki drukarki.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
5.1. Gotowe płytki PCB z zamontowanymi elementami.
Ścieżki zostały poprawione poprzez przylutowanie przewodów ponieważ w niektórych miejscach zostały za bardzo nadtrawione przez roztwór.
5.2. Elementy potrzebne do stworzenia przewodu łączącego moduł z płytką sterującą drukarki.
5.3. Prosta obudowa na każdy z modułów pomoże w uniknięciu ewentualnych przypadkowych zwarć z resztą elektroniki drukarki.
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.
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
