Одна буква, а яка різниця! Історія апгрейда 3D принтера.

При прочитанні цієї замітки (на статтю вона не тягне) у досвідчених читачів може виникнути відчуття, що автор просто розповідає, що небо - блакитне, а трава - зелена. Ну, а сонечко сходить на сході, а сідає на заході. Так-то воно так, але тут підібрані факти, процесом усвідомлення яких яких у автора була зіпсована чудова ніч.

Було це ввечері суботи, а неготовність до описаної нижче проблеми привела до того, що залишок вечора був витрачений на пошук рішення. У неділю "Радіодеталі" були закриті, а на наступній робочому тижні не було часу попрацювати для душі. Загалом, і ніч була зіпсована, і експеримент на тиждень був відкладений. Так що все-таки, може, комусь це заощадить трохи часу, а також допоможе отримати задоволення не послідовно, а оптом. Отже ...

Як вже можна було зрозуміти з моїх минулих статей, я загорівся ідеєю зробити своєму 3Д-принтеру MZ3D-256 мікрошаг 1/32. Для цього обов'язково треба викинути плату Arduino і замінити її чимось на базі ARM. Власне, перший успішний експеримент був проведений ще в березні, на тому б і зупинитися, але погодьтеся, що це якось кустарно. Хотілося переконатися в повторюваності результатів.

Тому я акуратно надрукував пластикові деталі для переробки (корпус для стабілізатора живлення, корпус для однієї перехідної хусточки, корпус для плати ARM, іншу мелочевку) згідно з тими ж моделям, що і при переробці першого принтера, а потім - узяв у хороших знайомих принтер теж на базі RAMPS і почав переробку.

кроковиках ( крокові двигуни ) Заробили без проблем, а от з потужними транзисторами вийшла невдача. Сопло грілося, але при цьому грівся і польовий транзистор. Жахливо грівся. Як чайник грівся. Стіл не грівся взагалі, вентилятор - теж не обертався. Що таке? Беремо осцилограф в руки і бачимо, що польові транзистори відкриватися-то відкриваються, але якось слабенько.

Хто винен? Опустимо пошуки, покажемо результат.

Порівняйте схему RAMPS:

І фактичну фотографію:

На схемі в кінці назви транзистора є буква L, а наші китайські друзі припаяли без неї. Чудово. А чим вони відрізняються? Ось залежність вихідного струму від напруги на затворі для того, який в схемі:

А ось - для того, який фактично припаяний:

Справа в тому, що класична Arduino дає на виході п'ять вольт. Відповідно, припаяний транзистор більш-менш відкривається при цьому напрузі на затворі. По крайней мере, той струм, який потрібен сопла, він видасть. А стіл в переробляти принтері все одно включений через реле. Тому виріб невідомого китайського раціоналізатора з Arduino працює.

Але у плати STM32F4-DISCOVERY контролер на вихід дає 3.0 вольта. Виходить, що той транзистор, який без L, на цьому напрузі просто не відкриється. Йому треба хоча б 4 вольта. А штатний б цілком собі відкрився і навіть ток 45А б дав.

Отже. Ворог знайдений. У всьому винне порушення добрими китайцями схеми. Одна буква, а яка різниця!

Добре. Хто винен - ​​ясно. Тепер з'ясовуємо, що робити. Так вже вийшло, що я живу дуже і дуже далеко від МКАД. У нас є "Радіодеталі", але асортимент там не такий широкий, як у столичних фірмах.

Перевіряємо транзистори. Потрібних немає. І близьких немає. У Москві є, але коштують 150 рублів за штучку. Я - не жадібний, я - домовитий. Мені влом витрачати 450 рублів за простеньку доопрацювання. На ALI Express можна купити десяток за 250 рублів (доставка включена), але це треба місяць чекати.

Їдемо далі. Є класна мікросхема sn74lvc2t45. Перетворювач п'яти і трёхвольтового інтерфейсу. У Москві вона коштує 40 рублів за штучку, доставлять за кілька днів ... Але доставка від 250 рублів. І мінімальне замовлення 350 рублів. Иииии! Ні, є фірми без мінімалки, але там доставка від 600. Про домовитись - див. Вище. У Китаї можна замовити десяток за 250 рублів. Але знову ж таки, чекати місяць. Плюс там крок ніжок 0.5 мм. Так що треба ще макетке. Однак, знову ж таки, ця мікросхема ідеальна, коли треба в обидві сторони перетворювати. Нам же досить підвищити три вольта до п'яти.

Наступне типове рішення - КМОП інвертори. А ще краще - тригери Шмідта. Однак, тут важливо згадати про один підводному камені. Будь-яка дитина знає, що у КМОП рівень одиниці - половина харчування. Тобто, для п'яти вольт це буде 2.5 вольта. Так, близько до трьох, але жити можна. Можна, можливо? Ха! Я не тільки домовитий, я ще й зануда. Коли людина клявся, що мені треба купити 74AC14 (до речі, є і вітчизняний аналог - Мінський "Інтеграл" випускав її під маркою К1554ТЛ2), я сунув ніс в даташит. Що ми там бачимо?

При харчуванні 4.5 рівень перекидання в одиницю дорівнює 3.2 вольта. При харчуванні 4.5 - вже 3.9. Як би там не було, це вище 3.0, які дає використовуваний контролер. Що робити? Треба брати чіп з буквою T в імені. Виявляється, T - це значить "ТТЛ рівні входу". Тобто, 74ACT14 вже має такі параметри:

Як бачимо - 2 вольта при будь-яких умовах. Відмінно. Правда, 74ACT14 в наших радіодеталей скінчилися, а ось 74HCT14 - були. І вони теж підходять. Так що ... Загалом, якщо Ви покваптеся, то після мене ще одна штучка залишилася. Варто 40 рублів. Жаба намагалася душити, однак, я переміг. Але купити вдалося тільки в понеділок, тому ніч з суботи на неділю була зіпсована.

Схема включення - типова. Два послідовних інвертора. Це щоб "прошивка" була сумісна і для принтера, де рідні транзистори з L і для цього продукту китайської оптимізації.

Резистори - у мене на 10К. Це щоб коли контролер НЕ инициализирован - виходи були б пасивні. Ну, і зрозуміло, що зліва - входи від контролера, праворуч - виходи на RAMPS.

Конструктивно мене чомусь понятуло на дизайн "а-ля початок дев'яностих". Часи були дикими, ми виживали, як могли. Макетке була розкішшю. А власне, навіщо вона тут? Все прекрасно на проводочков робиться. Вигляд знизу:

Вид згори (там видно конденсатор з харчування, не забувайте про нього):

Вид збоку (видно підтягує резистори):

Провід йдуть до плати контролера, на штирі надягаємо ті дроти, які до неї йшли раніше. Після випробувань, заливаємо цю справу термоклеем. Власне, все ... Транзистор, керуючий соплом, перестав грітися, а вентилятор і стіл почали функціонувати так, як їм належить ... Мета досягнута. По грошах - плюс 40 рублів, а ось за часом - плюс тиждень. Але хто прочитав цю замітку, той тижня не витратить, так як підготується заздалегідь, під час загальної підготовки.

Перед тим, як замінювати своєму принтеру плату електроніки на більш сучасну, зробіть огляд плати RAMPS. Так, штатні транзистори цілком працездатні при трёхвольтових рівнях на входах (хіба що якщо стіл харчується від транзистора - можуть бути питання). Однак, китайські монтажники цілком можуть взяти транзистори, назва яких дуже схоже на штатний, але все-таки відрізняється. В цьому випадку, в підготовчий етап слід внести один з кроків: Заміна транзисторів на штатні, застосування мікросхем sn74lvc2t45, або застосування мікросхеми 74 ACT 14 або 74 HCT 14. Знову ж, важлива наявність літери T в назві. Автор пішов останнім шляхом, так як він був найшвидшим в його ситуації. Також він виявився найдешевшим, так як автору не треба було переробляти багато принтерів, а значить - десяток транзисторів все одно був не потрібен.

З повагою В.Ш.