Подключение нагревательного стола через реле

UNI Форум

Выбор и подключение нагревателя стола (перевод статьи Duet3d)

Выбор и подключение нагревателя стола (перевод статьи Duet3d)

Сообщение demonlibra » 07 июн 2021, 23:10

Перевод статьи Choosing and connecting a bed heater
Большинство филаментов для получения достаточной адгезии требуют подогрев стола.

Нагреватель стола потребляет большую часть энергии при работе 3D-принтера.
Платы DUET поддерживают ток до 18А для подогрева стола (с предохранителем на 15А).
Если требуется больший ток, можно использовать внешнее твердотельное реле.
В случае сомнений проконсультируйтесь с квалифицированным электриком.
Выбор нагревателя стола

Мощность нагревателя стола Чтобы получить достаточно быстрый нагрев стола до 100°C, рекомендуется использовать нагреватель с мощностью из расчёта 0,4Вт/см2.

Вот несколько примеров размеров стола и рекомендуемой мощности нагревателя:

• 200×200 мм — 160 Вт
• 300×300 мм — 360 Вт
• Диаметр 170 мм — 90 Вт
• Диаметр 330 мм — 342 Вт

Варианты подключения нагревателя стола:

• Напрямую к плате Duet с питанием 12В для мощности до 12 х 18 = 216 Вт.
• Напрямую к плате Duet с питанием 24В для мощности до 24 х 18 = 432 Вт.
• Через твердотельное реле DC-DC.
• Через твердотельное реле DC-AC нагревателем 220VAC.

Прежде чем вы решите использовать нагреватель стола на 12В, проверьте, необходимо ли вам подавать питание 24В на плату DUET для достижения желаемой скорости движения осей. Смотрите Выбор и подключение шаговых двигателей.

Типы нагревателей столов Обычно используются следующие типы нагревателей:

• Нагреватель на печатной плате. Обычно обеспечивает меньшую мощность, чем рекомендованная для его размера.
  Например, типичные нагреватели на печатных платах размером 200×200 мм в стиле MK2 имеют мощность нагрева около 120 Вт. Фактическая мощность нагрева часто варьируется между разными образцами.
  Так же мощность понижается с повышением температуры из-за увеличения удельного сопротивления меди.
  Вы можете получить больше мощности от нагревателя 12 В, увеличив напряжение источника питания. Например, при 14В мощность увеличивается на 36%.
  Необходимо помнить, что максимальное рекомендуемое входное напряжение Duet 2 Wifi или Ethernet составляет 25В.
• Наклейка на стол из каптона.
• Силиконовая грелка.
  Нагревательный элемент грелки обычно изготавливается из нихрома с очень низким температурным коэффициентом сопротивления, поэтому мощность нагрева существенно не меняется при нагреве. Вы можете недорого заказать силиконовые нагреватели в соответствии с необходимыми размерами, напряжением и мощностью.

Советы:

• При выборе каптонового или силиконового нагревателя выберите тот, который немного меньше вашего стола, чтобы по краям оставалось место для крепежных винтов, а также для зажимов, если вы собираетесь использовать стекло.
• Силиконовая грелка обычно содержит встроенный термистор. Эти термисторы вполне можно использовать, однако термистор, непосредственно контактирующий с алюминиевой пластиной, даст более точные показания.

Низковольтный нагреватель стола, подключенный напрямую к плате Duet Плата Duet оснащена клеммной колодкой для подключения нагревателя стола.
Напряжение, подаваемое на нагреватель соответствует напряжению источника питания.
Максимальный ток зависит от версии модели платы Duet.

Важно! Не лудите концы проводов. Выделяемое тепло при больших токах может привести к размягчению конца провода и ослаблению его фиксации в клеммной колодке.
Следует регулярно проверять затяжку винтов клеммной колодки нагревателя кровати, особенно в течение первых нескольких дней использования. Это особенно важно, если вы используете многожильный провод без наконечников.

Плата Duet 3 6HC
Плату Duet 3 6HC допускается использовать с током нагревателя до 18А на выходе OUT0 при расположении в нормально вентилируемой зоне.

Плата Duet 3 Mini 5+
Плату Duet 3 Mini 5+ допускается использовать с током нагревателя до 15А на выходе OUT0 при расположении в нормально вентилируемой зоне.

Питание через твердотельное реле Вы можете использовать твердотельное реле (SSR) для питания нагревателя стола, подключив его клеммы управления к клеммам нагревателя платы. Убедитесь, что вы правильно подключили провода к клеммам управления + и — SSR.

Внимание: при использовании мощного нагревателя стола, для защиты от нарушения контроля температуры и работы нагревателя на полной мощности в течение длительного периода времени, вы должны установить термопредохранитель, который отключит нагреватель при достижении максимальной температуры.

Прошивка RepRap 2x При использовании ПИД регулирования для управления нагревателем стола RepRapFirmware 2.x использует низкую частоту ШИМ (10 Гц), чтобы обеспечить нормальную работу со всеми стандартными типами SSR.

Прошивка RepRap 3.x RepRapFirmware 3.x не позволяет задать разную частоту ШИМ для разных выходов.
При использовании SSR установите параметр «Q» командой M950 на низкую частоту, например 10 Гц.

Напряжение сети для питания грелки Используйте SSR DC-AC с функцией Zero-Cross (контроль перехода через ноль), например Crydom D2425, Kudom KSI240D25-L или Fotek SSR-25DA.
Примечание: многие SSR Fotek являются подделками, в них используются симисторы, рассчитанные на ток ниже указанного номинала SSR.
Для нагревателя 220В может быть достаточно SSR-10DA. Если через нагреватель протекает ток более 1/4 от номинального для SSR, может потребоваться установка радиатора.

Соблюдайте соответствующие меры безопасности при использовании нагревателя 220В. В частности:

• Подключите металлические части принтера к заземлению. Сюда входят рама принтера, пластина стола, если она является проводящей (например, алюминиевой), и любые другие металлические детали, с которыми нагреватель или коммуникации твердотельного реле могут соприкоснуться в случае нарушении изоляции проводов.
• Обеспечьте защиту от случайного соприкосновения с клеммами SSR и проводкой во время работы с принтером при включенном питании.
  Если SSR не поставляется с прозрачной пластиковой защитной крышкой, купите ее (для Crydom SSR, перечисленных выше, номер детали — KS101).
• Если стол подвижный, используйте очень гибкий провод с достаточным сечением.
• Если стол подвижен, используйте защиту от натяжения проводов на обоих концах, чтобы снизить риск разрушения проводов при движении.
• Если стол подвижен, используйте гибкий кабель-канал или что-то подобное для защиты провода от повреждения.
• Используйте предохранители для цепи питания нагревателя стола или всего принтера, соответствующие потребляемому току.
  Один из вариантов — использовать сетевой входной разъем IEC на панели со встроенным выключателем, неоновым индикатором и предохранителем. http://www.thingiverse.com/thing:965396
• Настоятельно рекомендуется подключать принтер через устройство защитного отключения (УЗО), для защиты от поражения электрическим током в случае неисправности.

В случае сомнений проконсультируйтесь с квалифицированным электриком.

Низковольтный (12 В или 24 В) нагреватель стола постоянного тока Используйте SSR DC/DC тока с низким значением падения напряжения, например Auber Instruments MGR-1DD80D100 или Crydom DC100D40.
В зависимости от силы тока, может потребоваться установка радиатора на SSR.
Не используйте дешевые DC-DC SSR, такие как SSR-40DD, которые практически бесполезны для таких задач из-за большого падения напряжения на них.

Настройка нагревателя стола Добавьте команду M305 в config.g

Для исключения нагревателя стола добавьте команду M140 H-1

Источник

Если очень хочется, то можно. Горячий стол для Prusa i3 Hephestos

Как я уже писал, пользуюсь я Prusa i3 Hephestos уже порядка полутора лет. И всё это время вполне обходился без стола с подогревом.

Но все изменилось дождливым осенним вечером.
Раздался звонок. Пошел открывать. За дверью стояло двое невысоких людей в масках, очень похожие на вот эту пару. Одеты были прям как на фото.

— Нагреваемый стол на свой bq Prusa i3 Hephestos установил?

— Неа… Нафиг он нужен? Вроде обхожусь без него — без проблем.

Тут в руках у левого человека появляется красный стол МК2. А у правого блок питания. Они ловко соединяют их между собой и тянут вилку – «Где тут у тебя это можно подключить?»

— Нууу, ты видишь какой нюанс… Тебе надо будет подключить на Гефеше нагреваемый стол и описать этот процесс для владельцев в виде краткой инструкции. Сейчас стало популярным использовать 3D принтер в качестве кашеварки. И мы не можем обойти этот момент. А инструкции как это сделать для Гефестоса нет. Без этого никак.

— А если я не буду этого делать?

— Нуууу нам тогда придется включить это устройство в розетку и оказать меры воздействия. Если не поможет — забаним весь ваш регион по IP на портале 3Dtoday.ru. Почему регион? Ну мы знаем, что ты бывший айтишник, а айтишники бывшими не бывают. Но безвинных пользователей региона-то хоть пожалеешь?

— Ладно-ладно… Вы это того, парни… Остыньте что ли. Подключу я ваш кипятильник к принтеру. И статью напишу… Отдайте железяки, пока ничего не случилось.

Ниже результат этого шантажа!

Что нам нужно для того, чтобы установить нагреваемый стол на Hephestos?

В первую очередь надо озаботиться блоком питания на 12 вольт. Мощность рекомендуется, чем больше, тем лучше. Быстрее будет нагреваться. У ребят были расчеты, надо от 24-30 ампер на линию 12 вольт. Можно в принципе и компьютерный.

Вообще я использовал и рекомендую схему с реле. Там можно и 24в блок использовать и стол соответствующий.

Такой греться еще быстрее будет.

В комплекте болты для крепления

Так же нужны провода. Толстые для подключения к блоку питания. Рекомендуемое сечение от 2,5мм^2. Чем толще провод, тем быстрее нагрев, да и сами провода греться не будут.

Тонкий провод для подключения термодатчика к плате.

Ещё в моём варианте нужен такой же провод для реле и дублирования питания. Об этом позже.

Вот классическая схема подключения

Можно подключать по ней. Но чтобы не создавать излишнюю нагрузку на плату и потом бороться с медленным нагревом стола и наоборот перегревом платы, эффективней поставить реле.

Я по-быстрому тут на ней начеркался и вот что получилось.

Главное изменение подключение стола через реле. У меня вообще блок питания только на стол и подключен. Сам принтер питается от стандартного БП. И поэтому сделаны перемычки на разъеме питания – плюс-к плюсу. Минус к минусу.

ВАЖНО! Если вы их не сделаете – у вас работать ничего не будет.

В середине нагревающего стола есть отверстие. Туда его и надо вставить, но так, чтобы он был вровень с поверхностью. Можно использовать термопасту для более плотного «контакта». Я использовал КПТ-8, благо она у меня есть. Прикрепить лучше к столу каптоновым (термо) скотчем.

Еще один нюанс – сторона, где дорожки – верхняя. Мы подключаем все снизу!

Припаяли провода питания к столу. Пришло время реле.

Реле можно взять, например от авто. Русское реле на 12 вольт. Используется в разных девятках-десятках. Можно купить в любом автомагазине.

Я тоже хотел сделать так. Думал, где-то завалялось, от моей первой девятки.

Вердикт — все было давно роздано или выкинуто. Но выкинуто было далеко не все, как оказалось.
В дебрях шкафа с инструментами нашлась сигналка от той девятки.

Реле RAS-1215. Глянул инете — стоит меньше сотни рублей. Если нет под рукой, как у меня, берем или в автомагазине или в магазине радиодеталей нечто подобное.

Есть еще и различные твердотельные реле — тут вопрос бюджета. Я тут рассматриваю, как это сделать из подручных материалов. Специалисты могут в комментах предложить свои более продвинутые варианты. Хотя у меня и так все работает. И реле не греется.

Все подключаем, согласно схемы. И монтируем на принтер.

Для этого снимаем пластиковый стол и на его место ставим нагреваемый. У меня подошли старые болты без проблем.

Начитавшись про то, что для быстрого нагрева, надо утеплять нижнюю сторону картоном я пошел немного другим путем.

Взял картонную коробку от стола и обрезал ее по размеру. После чего наклеил с помощью «Момента» на нее пищевую фольгу. Вот что получилось.

ВАЖНО! Сбоку в районе, где у нас припаиваются провода к столу надо вырезать большой прямоугольник для безопасности. Чтобы фольга не замыкала провода. В углах я проколол отверстия и при монтаже поместил это конструкцию фольгой вверх под нагреваемый стол.

Еще раз! Перед тем как повторить такой вариант убедитесь, что никакой оголенный провод не прикоснется к вашей конструкции. У меня и места пайки термистора закрыты термоусадочной трубкой. Делал я этот «фольгированный утеплитель» для себя — вы можете у себя такое не делать!

Все смонтировал. Не забудьте откалибровать новую высоту стола болтом на левой каретке оси X.

Стекло я установил тоже самое. Читал, что надо ставить термостекло, подкладывать алюминиевую пластину и тп. Так же читал в других местах, что этого делать не обязательно. В общем, оставил все как есть – треснет – пойду куплю термостекло.

Не забудьте про перемычки на разъеме питания. Без них работать не будет!

Пришло время поменять прошивку и сказать принтеру, что нагреваемый стол у него есть.

Про это уже писали в других статьях.

ШАГ 4
ЗАМЕНА ПРОШИВКИ
По умолчанию код на плате Prusa не учитывает наличие подогрева панели. Поэтому нужно сделать несколько простейших операций:
1) Установите на своем ПК Arduino 1.0.6 (Его можно скачать здесь http://arduino.cc/en/main/software)
2) Скачайте файл Marlin_Hephestos. Это код, который в данный момент работает на Вашей плате.
— Разархивируйте его и откройте файл Marlin в Arduino 1.0.6
— В интерфейсе Arduino 1.0.6, вы увидите закладки. Выберите закладку Configuration.h
— Найдите в коде TEMP_SENSOR_BED и измените значение с 0 на 1
— В этой же закладке, удостоверьтесь что значение в строке #define MOTHERBOARD — 33
— После этого, подключитесь по USB кабелю к принтеру. В интерфейсе Arduino 1.0.6 выберите закладку Сервис -> Плата -> ArduinoMega2560 or Mega ADK
— После этого нажмите на кнопку «загрузить»

Код загружен. Теперь при включении принтера на панели должно отображаться и температурный режим подогрева стола

Я пошел более простым путем. Когда стал искать последнюю прошивку для махинаций с ней, мне гугл выдал замечательную ссылку — http://www.thingiverse.com/thing:1554343

Прошивка по ссылке та же самая, что использую я – 1.4.2. Только там уже сделана поддержка горячего стола. Если хотите быстро и чтобы работало, качаем и делаем, как я написал ниже. А если хотите экспериментов, то действуйте согласно инструкции выше.

Скачали файл. В Куре ткнули сюда

Выбрали прошивку и она у вас установилась. Если выскакивают предупреждения или ничего не происходит – проверьте порт и скорость подключения в настройках принтера. Естественно принтер у вас должен быть подключен.

Выключили-включили. На экране появилась индикация температуры.

Заходим в настройки и ставим галочку, что у нас есть подогреваемый стол.

Устанавливаем температуру стола и в бой.

Стол у меня нагревается до 100С примерно за 6-8 минут, что достаточно быстро. Честно говоря сам не ожидал. Но видимо мой тюнинг из фольги работает.

В инстаграмме у меня можно увидеть видео печати.
Вот так, после небольших махинаций вы превратили свой Гефестос в кашеварку. И как на многих других принтерах вы сможете варить кашу.

А если серьезно, то сейчас вам доступна печать ABS пластиком. Особо не радуйтесь, если вы до этого работали только с PLA. Вы обретете новые высоты нетрадиционных отношений с 3D-принтером. Но как говорится — если очень хочется, то можно. Так же несколько облегчится печать нейлоном и другими материалами с большой усадкой.

На весь процесс ушло несколько часов неторопливой сборки с отвлечением на основную работу.
Если, что-то забыл — пишите в комментах — отвечу.

Собрал это в выходные, запустил вчера, поэтому кучи фоток с изделиями из ABS пока нет.

Все оперативные новости от меня в соц.сетях.

Источник