Датчик диаметра филамента, простой недорогой из доступных деталей

Подписаться на 3Dtoday
test3210
Идет загрузка
Загрузка
27.09.18
5709
20
печатает на Prusa
Техничка
50
Датчик диаметра у меня был, хороший оптический, и работал он без проблем пока я не стал принтер переделывать. Удручал размер, и последней каплей стало что на прозрачном абс он не работал.
Сел и стал разрабатывать свой. Остановился на датчике холла с линейной характеристикой. Попробовал, работает, но убил температурный дрейф. Стал думать как выйти из положения, сначала смотрел в сторону датчиков с термокомпенсацией. Дорого и под заказ. Пришла мысль поставить пару датчиков и считать разницу, так как дрейф однонаправленый. Проверил. Работает.

стл модель http://3dtoday.ru/3d-models/detali-dlya-3d-printerov/raznoe/datchik_diametra_i_okonchaniya_filamenta_/

Один датчик стоит вниз второй вверх. магнит на подвижной планке примерно между ними снизу
06c6e33c50811642c8ed66b0b626b5ba.jpg
В планке стоит подшипник, сам подшипник должен быть качественным, так как его биения влияют на точность. И запрессован магнит.
8c60e73db81d19f7c88c700d8832637f.jpg
Поработав немного решил объеденить датчик с фильтром для филамента, особых сложностей это мне не принесло а польза налицо
PREVIEW
В качестве процессора взял недорогую ардуино , добавил функции датчика окончания филамента, точнее контроля диаметра. Можно задать верхний нижний лимит и если они будут превышены то выдавать сигнал. Например не стоит толкать через боудет пластик больше чем 1.95 , вероятность застрять высока, да и меньше 1.55 тоже не все хорошо будет ..

Добавил выход на звуковой сигнал если нить за диапазоном для тех кто захочет его использовать

прикинул, пружина для авторучки подходит , так что желающие могут собирать детали. Как включить в прошивке я потом распишу.
итак список деталей с ссылкой где брал
датчики холла, 2 шт https://arduino.ua/prod1474-datchik-holla-ss49e
Неодимовый магнит 5x2мм - 1 шт (есть в том же магазине )
Радиальный подшипник F623ZZ 3х10х4мм (есть там же но бьют сильно) 
Arduino Nano ATmega168 CH340 нераспаянная (самая дешевая из подходящих) можно Arduino Nano ATmega 328 но она дороже.

Провода и разъемы по вкусу, можно взять шлейф 10-жильный 28AWG разноцветный 50 см, немного распустить и на все хватит скорее всего, или взять метр ... На сам датчик с ардуино нано идет 4 провода, и 3 провода (если не подключать датчик окончания филамента) либо 4 если подключать датчик окончания на рампс (ну или что там у вас)
Активный динамик (buzzer) может быть подключен вместо или вместе с выходом на рампс и пищать если кончился филамент

резистор на 1 -3 ком и конденсатор 0.1-4.7 мкф всегда можно где нибудь выковырять

Резистор я ставил между d10 и d11 ногой ардуины конденсатор + на 11 и минус на 12 , это если конденсатор полярный, если нет то как угодно.
с 11 ноги идет выход напряжения на рампс - диаметр филамента. 7 нога выход датчика окончания, 6 пищалка минус , + пищалки на 5 вольт.

Настройка датчика состоит из 2 частей.
1 настройка самого датчика.
Необходимы 2 сверла 1.5 и 2 мм для калибровки. в принципе сами по себе размеры не обязательно такие, их можно ввести при калибровке главное чтобы это были известные размеры.
Подключаемся к ком порту ардуины нано через встроенный терминал ардуино, скорость 115200 
при подключении получаем список команд
ставим 1.5 мм штырь , набираем cal1 - калибруем толщину 1.5 мм
ставим 2.0 мм штырь , набираем cal2 - калибруем толщину 2 мм
если все сделано правильно то после этого измерение будет идти верно

настройка марлина
Configuration.h
устанавливаем диаметр
#define DEFAULT_NOMINAL_FILAMENT_DIA 1.75

Configuration_adv.h
Включаем датчик
#define FILAMENT_WIDTH_SENSOR

#define MEASUREMENT_DELAY_CM 12 // (cm) The distance from the filament sensor to the melting chamber
указываем расстояние от датчика до экструдера

#define FILWIDTH_ERROR_MARGIN 0.25 // (mm) If a measurement differs too much from nominal width ignore it
указываем допустимый разброс, после которого сигнал датчика игнорируется
#define MAX_MEASUREMENT_DELAY 20 // (bytes) Buffer size for stored measurements (1 byte per cm). Must be larger than MEASUREMENT_DELAY_CM.
выделяем память для , значение должно быть больше чем MEASUREMENT_DELAY_CM

#define FILAMENT_LCD_DISPLAY
это по желанию, отображает диаметр и множитель потока при печати

и возможно temperature.cpp (у меня в 1.1.19 версии была ошибка, не хотело компилировать )
что менял уже не помню, помню что переносил какую-то переменную из функции в глобальную (за пределы функции)

как вложить файл не нашел , выложил на гугл диск
прошивка https://drive.google.com/file/d/12rh00LAVtfr45crQdMc4H-ATQN8bqSHz/view?usp=sharing
Подписаться на 3Dtoday
50
Комментарии к статье

Комментарии

27.09.18 в 22:46
8
Как включить в прошивке я потом распишу.
Можно и здесь - в комментариях.

Плюс - очень схемы не хватает.
Слвесное описание типа "я тут конденсатор напаял" - даже в иде макрофото - не годится.

Схемку-бы, пожалуйста.
28.09.18 в 18:03
1
на колене можно собрать простую вещь - 2 подшипника напротив друг-друга один подпружинен и от каждого - провод, пока пластик меду ними - нет контакта , как тока пруток окончился - есть контакт. можно задействовать прямо на плату вместо какого-нить концевика. но тут сложности - магниты и датчики хола некуда в схему приткнуть ;) следовательно диаметр не посчитать.
28.09.18 в 05:44
4
С тыльной стороны просится упорный подшипник, чтобы точность не страдала от изгиба филамента в измерительной камере. И от истирания канала со временем.

Отличное решение, кстати, с двумя датчиками Холла в дифференциальном режиме!
28.09.18 в 06:59
6
Профит можно посмотреть? Т.е. печать без него и печать с ним. Я вот только считай нон стопом упечатал 1 кг дешевого грега. И на весь килограмм вышло приличное количество деталей (не считал ))) ). Так вот что-то я ни по стенкам, ни по топам не увидел чего-то не ординарного в качестве что кровь из носу надо датчик диаметра филамента. Просто дико интересно.
28.09.18 в 08:22
2
Упорный подшипник естественно есть. Были сложности с добавлением фото ...


2392c8b51afb7c9f497ab34c44db6ac8.jpg
76a030ccc82724d26fed08116ea4f29e.jpg




настройка марлина уже есть в статье, не прощелкал удалить фразу о том что потом распишу , копипастил с своего поста на https://3dua.info/
схему нарисовал

b5c68146e25084e20921fd252de0bff8.gif

de196105806e078390346eaee0dd10bf.jpg

Профит можно посмотреть? Т.е. печать без него и печать с ним.
у меня попася пластик с биением от 1.62 до 1.87 и печать шла без вопросов вообще. Или взять триммерную леску , в слайсере никаких изменений, стоит 1.75 диаметр а что леска тоньше на печать не влияло совсем
фото коробочки для спонжей из такого пластика https://3dua.info/gallery/category/3-albomy-deniss/
28.09.18 в 10:40
1
у меня попася пластик с биением от 1.62 до 1.87 и печать шла без вопросов вообще. Или взять триммерную леску , в слайсере никаких изменений, стоит 1.75 диаметр а что леска тоньше на печать не влияло совсем
фото коробочки для спонжей из такого пластика https://3dua.info/gallery/category/3-albomy-deniss/
Это фото при печати с датчиком диаметра? А без него с таким же пластиком нет фото?
Тоже очень интересует вопрос необходимости такого датчика
Смотрел на такой датчик но пока останавливает доступность TSL1401CL и так и не смог выяснить насколько такие датчики влияют на качество печати
28.09.18 в 15:22
1
Тоже на него смотрел даже деталюхи все купил... но чет дальше покупки дело не пошло.
28.09.18 в 18:12
1
[flood]3дура.инфа - мощный ресурс ... два с половиной человека... :) ниччего сейчас туда с этого места народ хлынет толпами.. ага. :) [/flood]
коробочка -таки с трехмерной лески или всё-же с не ровного пластика?
30.09.18 в 18:55
0
просто говеный пластик. Из тримерной лески печатал шестерни на экструдер. Но недосушил так что особо не оценить (хотя печать прошла нормально при установленной в слайсере 1.75), потом из coPet напечатал
28.09.18 в 09:07
5
При печати слоем 0,2 датчик диаметра и не нужен. Хочется бОльшего качества - используй качественный пластик в первую очередь, редукторный экструдер и адекватные скорости во вторую.
28.09.18 в 11:30
1
Редукторный экструдер есть. Печать в основном слоем 0.15-0.25 . Да качественный пластик имеет биение около 5 соток, но 5 соток это 6% подачи (правда основная масса печати идет с биением в пределах 2-3 соток), а мне уже заметно 2%, так как печатаю не только игрушки и фигурки а детали которые будут работать между собой , а там требования несколько выше. Скорости и ускорения адекватные, на неадекватных не будет геометрии ...

Датчик по ссылке имеет куда худшие параметры по точности измерения, достаточно посмотреть даташит на TSL1401 Открываем даташит и видим 400 DPI 25.4 мм / 400 = 0,0635 мм разрешающая способность датчика. Этого мало даже с интерполяцией. Я делал следующую версию датчика, на 3 светодиода, она в 4 раза точнее так как тень под углом дает большую площадь, общая тень идет в рассчет. Но его размеры меня не устроили, , хотя детали на еще 3 таких лежат ...
28.09.18 в 11:37
1
а детали которые будут работать между собой
А можно фото таких деталей? Насколько качественно получается печать с использованием датчика диаметра?
28.09.18 в 13:53
1
А можно фото таких деталей? Насколько качественно получается печать с использованием датчика диаметра?
Качество выше чем без него, на хорошем филаменте разница не настолько велика чтобы прямо кидалось в глаза, скорее шов от ретрактов видно , на низкокачественном хорошо видно, но специально печатать что-либо ради того чтобы положить картинку откровенно лень, а те детали что я печатаю из инженерного пластика во первых не позволяют что либо увидеть так как размеры невелики и форма сложная а во вторых сам пластик достаточно качественный. Другой вопрос что у меня профиль печати всего один на все , только температуры меняю
Как я говорил это деталь как и автоуровень, многие говорят что автоуровень зло, лучше идеально отстроить стол , я же так не считаю , хотя и стол у меня отстроен идеально

зы вспомнил, я видео снимал https://www.youtube.com/watch?v=deGWmAC938M&feature=youtu.be с будкой Д то что с датчиком
28.09.18 в 16:27
1
Спасибо, уважаемый автор, за великолепную идею и её качественное представление публике.
И пусть те, кто килограммами экструдирует "дешёвый грег", не обращая внимания на качество и количество произведённого товара, недоумевает, а другие просят "приз в студию" остаются при своём мнении. Им так уютнее.
От себя лично могу сказать, что приспособление полезное и достаточно изящно, с инженерной точки зрения, исполненное. Выражу мнение, что возможно датчик стоило бы расположить в другом месте, не на экструдере, а, скажем, после катушки. Тогда "народного колхоза" из "обвеса" на движущейся детали принтера было бы меньше. Ведь пластик по дороге от бобины к соплу как правило не усыхает...
Правда тогда либо нужно пылевой фильтр изымать из конструкции и вешать отдельно на директ, либо фторопластовую защитную трубу по филоментному тракту ставить.
Ещё возможно увеличить разрешающую способность датчика установив магнит и контрольный ролик на рычаг с плечом, скажем 1:2. Можно сложной формы для компактности конструкции и её модульной завершенности.
Я печатаю соплом 0,2 слоем 0,1-0,14 и мне ваше решение будет очень интересно, т.к для меня равномерность и адекватность потока не пустой звук. Буду пробовать по возможности реализовать с вашего разрешения.
Ещё раз - спасибо и новых творческих удач!
28.09.18 в 17:24
2
С расположением есть один момент, чем ближе к экструдеру тем адекватнее работа, например при печати детальки в 2-3 грамма на боудене датчик тупо не будет работать , так как не успеет, у меня боуден 72 см расстояние и 12 на директе. Перед печатью прогоняю 16 мм и на директе остается 104 мм которые считаются по показанию на момент начала печати. Да если печать идет нон стоп то такая проблема не возникнет, но после включения принтера именно так. Потому для меня располодить его максимально близко к экструдеру было важно. Для боудена пробовал другую модель с рассчетом врезки
1e60e744765260bc2b5c57b05b604a13.jpg

но пока не ставил, и не факт что поставлю. Для масштаба за моим стоит оптический ...


Разрешающая способность без интерполяции у меня лучше 0.01 мм, и плюс интерполяция с округлением до тех же 0.01 , так что в рычаге просто нет смысла, пример дебага с филамента в разных точках

Raw sensor value=4607; ADC1 value=386; ADC2 value=535; Filament width =1.69
Raw sensor value=4582; ADC1 value=383; ADC2 value=533; Filament width =1.72
Raw sensor value=4553; ADC1 value=382; ADC2 value=530; Filament width =1.74
Где Raw sensor value это интерполированое значение , а ADC1 и ADC2 физические данные , так вот чисто физические данные на 0.05 мм имеют 9 шагов ацп , так что шаг ацп 5-7 микрон. А дальше сложение усреднение и тп , так что 0.01 точность он дает и так

диаграмма биений качественного филамента, примерно 25 м пробега за 3 часа 45 минут с выборкой раз в секунду

29.09.18 в 19:50
0
Вопрос: датчики Холла подходят любые, по рублю за пятачок с Алика и бесплатные из вентиляторов, или точность пострадает? Опыты ставились?
30.09.18 в 18:53
0
Я брал определенный датчик ss49e так как у него напряжение на выходе зависит от силы магнитного поля. Большинство датчиков холла из широкораспространенных будут иметь характеристику есть магнитное поле или нет, просто при напряженности ниже или выше опраделенной будет менятся состояние выхода, такие датчики не пойдут.

Тот что я выбрал стоит 10 центов, и есть практически везде в наличии, из за его цены и доступности его и выбрал, а там магниты и расстояния из этого и рассчитывал
30.09.18 в 20:45
0
в репитере такой фичи нет походу
02.10.18 в 09:21
1
Вот сугубо личное мнение не претендующие ни на что.
В качестве исследовательского образца, конечно очень интересная разработка.
У меня печатает лучше (чем на иллюстрациях автора) без кучи всяких заморочек как-то датчики уровня стола, диаметра филомента, калькуляторов Эшера и прочего улучшайзинга.
Мое мнение подтвержденное опытом, тщательно, аккуратно и не спеша сделанная механика работает отлично с первого предъявления и не требует дополнительных устройств.
У меня если что дельта.
02.10.18 в 16:09
0
Думаю изобретение автора больше пригодится тем, кто сам вытягивает филамент в "домашних" условиях. За копейки собрать десяток датчиков и с прутка 10 мм постепенно вытягивать точно до 1,75 мм.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Autodesk Future Night – вечеринка в честь Дня инженера на Artplay

Уровень шума 3D принтера SkyOne

Rocket Lab наращивает темпы запусков ракет-носителей с 3D-печатными двигателями

iGo3D Stories. Петр Чегодаев: 3D-печать скульптур

Несколько слов об эластичности и твердости полимеров

Друзья, а как вы калибруете цветовосприятие?