Мощная плата коммутации подогревного стола на замену реле.

Анализируем, что есть.

• Штатные силовые выходы на платах электроники 3D-принтеров.
  
  Хуже всего обстоит дело с самой популярной платой RAMPS 1.4.
  
  Силовых выхода всего три (две головы + вентилятор, а на стол уже не осталось), они очень слабенькие (18мОм), без защитных диодов, да еще и затворы полевиков управляются напрямую Ардуиной от 5В. При потреблении больше 5-7А транзисторам уже требуется радиатор.
  
  Geeetech GT2560 - полностью аналогична RAMPSу, но есть защитные диоды.
  
  RAMBO, RUMBA - то же самое, дохлые каналы на 6.8мОм, управление напрямую от контроллера, выжигающие AVRку резисторы в 10 Ом в цепи затвора, нет защитных диодов. Ну хоть каналов больше.
  
  Чуть лучше дело обстоит с менее популярной MKS Gen:
  
  Силовых выхода 4, но они странные.
  
  Три верхних - с хорошими полевиками на 3.3мОм, но с напряжением пробоя 30В, критично близким к верхнему напряжению платы (24В), а нижний - с большим напряжением пробоя 60В, но при этом и более греющийся - 18мОм, как на RAMPS, т.е. снова не годится.
  
  И опять-таки нет защитных диодов (что в паре с низким напряжением пробоя верхних транзисторов - преступная халтура), управление напрямую от контроллера.
• Внешние твердотельные реле (SSR)
  
  Обычно, когда не хватает мощности силовых выходов, ставят корпусные твердотельные реле, например, от FOTEK (а чаще - никуда не годные подделки под FOTEK, которыми завален рынок).
  
  Проблема даже с оригинальными SSR в том, что они годятся для коммутации только переменного тока. На постоянном же токе при слабеньких 15А даже модели, рассчитанное на ток 40А, плавятся (в прямом смысле) за минуту.
  
  Плюсы - гальваническая развязка внутри реле, возможность коммутировать 'плюс', а не 'землю', и сомнительная возможность коммутировать переменный ток. В остальном - никаких преимуществ перед первым вариантом.
• Электромагнитные реле
  
  Это то, что у нас до сей поры стоит в качестве коммутатора в Cheap3D V300.
  
  Электромагнитные реле вполне можно найти на 30А, они умеренно греются, есть гальваническая равязка.
  
  Минуса три: невозможно управлять логическим уровнем от Ардуины - приходится задействовать один из силовыхканалов платы, никакое быстродействие - нельзя подключить в прошивке ШИМ PID-регулятором, и они неимоверно бесят тем, что звонко щелкают :(
  
  

Вывод: коммутацией больших токов пока никто не занимался. Делаем сами.

• Сразу два силовых канала.
  
  Штатно к плате можно подключить две зоны нашего двухзонного подогревного стола.
  
  Но можно объединить каналы между собой джампером и коммутировать одну, более мощную, нагрузку.
  
  Либо можно подключить стол + еще один нагреватель экструдера. Или шпиндель фрезерной головки с ЧПУ.
  
  В общем, любую сильноточную нагрузку.
• Мощные и дорогие транзисторы с сопротивлением 1.4мОм
  
  Огромный запас по мощности. Штатный ток на один канал - 30А. На два канала (при объединении зон или суммарно) - 60А.
  
  При этом плата почти холодная, никаких радиаторов или обдува не требуется.
  
  В принципе, сами транзисторы вполне переваривают и по 100А (вообще они на 180А), но клеммная колодка потребуется намного более 'жирная' и нужны будут радиаторы.
  
  Падение напряжения на плате минимально (21мВ при 15А+15А), так что стол будет прогреваться намного быстрее.
• Гальваническая развязка управляющей и силовой частей.
  
  Оба канала защищены оптопарами, ток между логической и силовой частями не течет.
  
  Соответственно, можно без опаски поставить второй блок питания и коммутировать платой его нагрузку.
  
  Например, электроника принтера может работать от одного БП на 12В, а стол - от другого на 24В.
  
  Бонусом получаем развязку затвора транзистора и ноги контроллера, дикие токи заряда затвора через ноги бедного AVR уже не текут, фронты на транзисторе намного лучше.
• Встречные защитные диоды в цепи нагрузки.
  
  Подавляющее большинство плат электроники 3D-принтеров этого лишены, но мы решили защитить транзисторы от бросков тока при отключении индуктивной нагрузки. Таким образом продлевается срок службы транзисторов и они защищаются от пробоя. Можно смело подключать мощные моторы.
• Широкий диапазон напряжений питания
  
  Плата штатно умеет работать и от 12В, и от 24В без каких-либо переделок.
  
  При этом управляющая часть тоже предназначена как для работы от слабеньких портов Arduino (5В), ее можно зацепить напрямую на свободные AUX-выходы RAMPS или другой электроники, так и от силовых каналов (до 12В).
  
  С небольшой переделкой (перепайка резистора) можно управлять платой и от 24В, а если заменить оптопары на более чувствительные - и напрямую от 3.3-вольтовых 32-битных ARM.
• Возможность управления ШИМом.
  
  Вы можете включить в прошивке принтера ШИМ-управление каналами от PID-регулятора. Плата поддерживаетШИМ (проектно с частотой до 1КГц, но может быть и в 2-3 раза выше, по результатам испытаний скажем точнее).
  
  Т.е. обычные частоты ШИМ-выходов Arduino (500 и 1000Гц) прошивки Marlin поддерживаются.
• Дополнительные 'вкусности'.
  
  Мы подумали, что будет полезным поставить пару разъемов постоянного питания. Например, для подключения вентиляторов хотэндов или светодиодной подсветки. Питание на них идет напрямую с колодки V+/V-.
  
  Также есть три (очень тусклых :) светодиода индикации: один на наличие питания, и по одному на каждую зону.
  
  Если установить джампер J1 - можно управлять по одному проводу одновременно обоими каналами.
  
  Клеммные колодки - мощные винтовые, штатно рассчитаны под 30А на клемму.
• Плата - Open Hardware.
  
  Чтобы больше людей и компаний могли поставить плату в свои принтеры и самоделки, она разработана под лицензией Open Hardware. Схемы, BOM, Герберы - всё будет в открытом доступе, как только мы всё отладим. Плата - простая двухслойка, все компоненты - доставаемые в России, без экзотики. Спаять вполне можно руками.
• По цене в розницу - планируется в районе 700 рублей.
  
  Но плату можно будет собрать и самостоятельно немного дешевле :)
  
  Запускаем в производство. Разработано и изготовлено в России.