Fan extender, что это такое ?

'Горе от ума'.

Как то гуляя по “алиэкспересс”, в поисках “примочек” для стальной пруши наткнулся на непонятно дорогой модуль, с названием “fan extender”. Явно завышенная цена заставила остановиться и вникнуть. Оказалось это маленькая платка “нахлобучка” , которая втыкается в разъем серв и предназначается для управления вентиляторами принтера.

“Хождение по мукам” .

Стал изучать внимательнее и оказалось, что продавцов этих платочек уйма, инструкций по втыканию в RAMPS – тьма, а вот руководств по использованию – НЕТ. Тогда я стал считать кулеры на моем принтере. Их оказалось не так уж и много, но все маленькие и шумные.

Как показывает практика, сделать громкий вентилятор тихим можно понизив частоту его вращения. Конечно, это уменьшает поток воздуха, но часто и меньшего обдува вполне хватает. Кроме того не всегда нужно включать все вентиляторы. Вот поэтому и появилось такое расширение RAMPS - “расширитель вентиляторов”. Этот модуль позволяет регулировать скорость вращения двух кулеров.

К моей конструкции принтера, стандартно продающиеся модули, не подходили. Проблема в том, что такой модуль выступает в сторону, за габариты основной платы. Да и у серийного решения всего два канала регулировки. Мне же хотелось использовать ресурсы в полном объеме и задействовать все четыре канала. К тому же цена модуля и время ожидания доставки не радовали. Схема устройства проста, это обычный выходной каскад на N-канальном полевом транзисторе, в 'очень' стандартном включении и индикационными диодами. На плате RAMPS, уже есть три аналогичных, в зависимости от конфигурации, они управляют нагревом стола, нагревом сопла экструдеров, а иногда и вентилятором обдува модели.

“А был ли мальчик ?” (изучение “Марлина”).

Ковыряя скетч принтера, выяснил, что разработчики уже все придумали и реализовали. Оказывается, логически, есть вентилятор, который обдувает драйверы шаговиков и ключ heat bed. А вентилятор охлаждения экструдера может включаться и выключаться в зависимости от температуры его горячего конца. Про обдув модели, наверное и так все знают. Как все это настроить я расскажу ниже.

Несколько слов о физической конструкции.

Для уменьшения размеров тут используются транзисторные сборки (два транзистора в одном корпусе),

это допустимо, поскольку токи потребления вентиляторов редко превышают 0.5 ампера. Для того, что бы собрать четырех канальный расширитель понадобятся : два корпуса IRF7311 (можно IRF7301, IRF7303, IRF7313, IRF7331, IRF7341 и т.д.); по четыре резистора номиналов 10 Ом, 1.8 кОм, 100 кОм; четыре светодиода, две макетных платы под SOIC8; кусочек макетной платы “в дырочку”; провода, разъемы и штырьки в ассортименте. Обратите внимание, что нужен разъем “мама” 4x3, таких “в природе” не водится, но его можно набрать из четырех 3x1, или двух 3x2, или трех 4x1. Я использовал один 4x1 и один 4x2. На макетной плате под SOIC-8 режутся дорожки, в разрезы ставятся чип резисторы, диоды перемычки. В результате получаем два модуля на два канала.

Эти модули и разъем крепятся на плате “в дырочку”, где все распаивается в нужном порядке. Полученная конструкция позволит подключить и управлять ч четырьмя вентиляторами.

На плате RAMPS уже разведен разъем для отвода питания 12 вольт, после предохранителя, но обычно, он не впаян. Его нужно впаять. Можно подключиться и к основному разъему питания, но тогда это будет до предохранителя и может фатально сказаться на исправности “мозгов” принтера в случае ошибки или выхода из строя вентилятора.

Будем считать, что конструкция собрана, а у кого-то куплена и подключена к RAMPS. Теперь нужно объяснить мозгам принтера, что мы от них хотим. Хотеть будем без фанатизма, поэтому используем только стандартные фичи.

Итак, конфигурируем прошивку.

Прежде всего имеет смысл переключить на эту плату вентилятор обдува модели. Для этого просто изменим тип платы :

В configuration.h изменяем #define MOTHERBOARD BOARD_RAMPS_13_EEB , это действие назначит для D10 и D9 подключение нагревателей экструдеров, первого и второго соответственно, а на D8 – нагрев стола (скорее всего так у вас и было), ну а кулер обдува переназначит на выход нашей платы, который связан с контактом D4 (не забудьте произвести переподключение вентилятора туда).

Дальше самое интересное, будем редактировать параметры в файле configuration_adv.h . Находим параметр #define CONTROLLERFAN_PIN -1 и вместо -1 устанавливаем номер ножки которую мы еще не задействовали (5 или 6 или 11). Я выбрал 5 и теперь я могу подключить к выходу расширителя, связанному с этой ножкой, вентилятор обдува драйверов шагового двигателя и ключа термостола. Теперь обдув будет включаться если активен хотя бы один шаговый драйвер или нагревается стол. Связанный параметр #define CONTROLLERFAN_SECS 60 говорит о том, что выключаться обдув будет через 60 секунд после отключения всех шаговых драйверов и нагрева стола. Не забывайте, что шаговые двигатели активны и в момент останова, их фиксирует ток удержания. Для полного отключения шаговых драйверов мы должны подать команду принтеру или он сам уйдет в простой после окончания печати. Параметр #define CONTROLLERFAN_SPEED 255 означает, что вентилятор крутится с полной мощностью, если 255 изменить в меньшую сторону, то скорость и производительность вентилятора уменьшатся, но и звук станет тише. Больше 255 этот параметр ставить не нужно, это может привести к ошибке.

Параметр #define EXTRUDER_0_AUTO_FAN_PIN -1 позволит задать канал подключения вентилятора охлаждения первого экструдера, а EXTRUDER_1_AUTO_FAN_PIN и EXTRUDER_2_AUTO_FAN_PIN – второго и третьего, соответственно. Если же у вас один кулер на два, например, экструдера, задайте в первом и втором параметре одну и ту же ножку. Я выбрал 6 канал: #define EXTRUDER_0_AUTO_FAN_PIN 6. Параметр #define EXTRUDER_AUTO_FAN_TEMPERATURE 50 означает, что охлаждение экструдера включится/выключится при 50 градусах хотэнда. Ну а – скорость вращения вентилятора охлаждения.

Хочу обратить ваше внимание на то, что 11 контакт (D11) по умолчанию используется для управления щупом автолевелинга, так что если вы в прошивке используете эту опцию, не задействуйте этот канал для управления вентилятором.