Обзор RuRAMPS4D v1.3 - Российский Shield (плата обвязки) для 3D принтеров.

Подписаться на 3Dtoday
vadik1000
Идет загрузка
Загрузка
10.08.18
8589
54
Техничка
61
Это российская разработка платы обвязки Ардуин для создания платы управления 3D принтером.
Разработка очень интересная и, пожалуй, уникальная.
Она в себе содержит те возможности, которые многие хотят получить от такой платы, но которых почему-то нет в уже существующих. Либо есть, но не собраны в одной плате все вместе.
Для начала коротко перечислю самые интересные отличия этой платы от других, далее попытаюсь углубиться в некоторые детали.
15b16e01a6304829d4f8b6197af274d6.jpg
Первая особенность, которая меня сразу привлекла - это возможность подключения к плате термопары. Даже двух.
Правда это опциональная возможность – есть версия без этой функции, но соответственно она и дешевле. Зато возможность подключать четыре термистора в плате есть всегда.

К плате можно подключать как 8-ми битную Arduino Mega 2560 так и 32 битную Arduino Due (в комплект не входят).
Вот разъёмы для их подключения:
cec1d1ad042eb2060c0ee00fed4da730.jpg
Следующая особенность - это два независимых канала нагрева стола, которые можно использовать по своему усмотрению. Например, один канал можно использовать для нагрева стола, другой канал для нагрева камеры закрытого принтера.

Так же выделяются мощные клеммные колодки (как в блоках питания) для подключения питания к плате и мощных нагрузок. Кстати в этой плате возможно раздельное питание столов и остальной части устройства.
d83ba662e6aabfbb61e98ab811d0ec4b.jpg
Ещё есть невероятное количество разъёмов для подключения вентиляторов - 2 управляемых и 4 неуправляемых.

И целых 6 разъёмов для подключения драйверов шаговиков и соответственно самих шаговиков - X,Y,Z и 3 экструдера. Причём продвинутыми драйверами - TMC2130 можно управлять и получать диагностическую информацию с них в режиме SPI. Все сигналы шины SPI подведены к драйверам на плате.

Так же имеется три полевика на хотенды, два автомобильных предохранителя на входах питания, разъём сигнала для автоматического отключения AT блока питания по завершении печати.

Кстати про питание. Питать плату можно напряжением от 12 до 26 вольт.
На плате есть встроенный импульсный преобразователь на микросхеме TPS5430:
d98f34ec6677f0e871dd721ff194ed46.jpg
Он выдаёт 9В х 3A. Эти 9В идут на Arduino – это облегчает режим работы встроенного в Arduino линейного стабилизатора, и на питание датчиков в разъем Zprobe. Кроме этого 9В преобразуются на плате ещё и в 5В х 0.8А для питания дисплеев и сервопривордов, которых может быть два. В этом случае преобразователь линейный - AMS1117 5.0:
bb19f6f119dc35ad682cb4a09ce3739b.jpg
Кроме того есть разъем для подключения Wi-Fi модуля ESP8266-01 для дистанционного управления принтером.

Как видите наборчик возможностей не слабый. И это я ещё не упомянул стандартные возможности подключения дисплеев, всевозможных концевиков и остальные обычные функции подобных плат.
Кроме того, для некоторых людей очень важный момент - вся информация и поддержка на русском языке.

Теперь давайте про некоторые моменты поговорим подробнее.

Термопары.
Для их подключения используется две небольшие зелёные клеммные колодки:
5f4ac166a835c3bbb8374e2fd6fa59b7.jpg
Рядом с ними находится точный и стабильный операционный усилитель AD8552, который как раз применяется для усиления сигналов подобных датчиков:
d5aae5774981eaad1e950d36ee5c27c0.jpg
Там же находятся термодатчик холодного конца термопары и два подстроечных резистора. С их помощью подстраиваются показания температуры на термопарах. Разработчик делает первоначальную настройку сам при проверке плат, но ничто не мешает при необходимости подрегулировать их уже во время эксплуатации платы.

У термопар есть несколько важных преимуществ перед термисторами. Прежде всего это максимальные температуры работы. Даже копеечные термопары недорогих мультиметров спокойно работаю до 400 градусов. Это открывает возможности печати высокотемпературными пластиками.
Кроме того термопары имеют практически линейную зависимость напряжения от температуры, поэтому калибровать их проще термисторов. Ну и они просто надёжнее термисторов из-за отсутствия полупроводникового кристалла и общей простоты конструкции.

Полевики
Следующий момент, который я хотел бы описать, вызвал у меня немного неоднозначную реакцию.
В описании на сайте разработчика я видел информацию об использовании в качестве силовых полевых транзисторов IRLS3034. Это очень хорошие полевики, с малым сопротивлением открытого канала и относительно небольшим его увеличением при уменьшении напряжения на затворе.
В реальности же эти транзисторы ставились в 1.1 версии платы. В 1.3, которая у меня, они заменены на IRL1404ZS:
61e80952a617ca229ba61c24fef5a81b.jpg
Разработчик считает, что IRLS3034 были избыточны.
Но давайте посчитаем. IRL1404ZS имеет сопротивление открытого канала 4.7 миллиом при напряжении на затворе 5 вольт. При токе 20 А рассеиваемая на транзисторе мощность почти 1.9 ватта. Для транзистора без радиатора это не так уж и мало, но не критично. Но это ещё не всё. У этих транзисторов просто катастрофически растёт сопротивление при уменьшении управляющего напряжения. Уже при снижении всего на 0.5 В мы имеем сопротивление открытого канала 5.9 миллиом и мощность уже 2.36 Вт. А что будет при снижении ещё на 1.2 вольта, до 3.3 В, которыми оперирует Arduino Du? Я боюсь даже это представить. В даташите данных при таком напряжении нет, но если экстраполировать тенденцию увеличения сопротивления, будет всё очень плохо.
В качестве реального примера могу привести платы MKS Gen-L V1.0. Там используется транзистор
HY3403, который лучше, чем IRL1404ZS, управляется только от 5 вольт при этом на старте нагрева стола греется очень даже ощутимо.
Ну и погуглив цены я не увидел существенной разницы в стоимости IRL1404ZS и IRLS3034. Поэтому призываю разработчика одуматься и вернуть IRLS3034 обратно на эту замечательную плату.

Полевики для хотэндов IRLR2905:
2c904b2ff161cc239d58561709f2f885.jpg
тоже имеют при одинаковом напряжении на затворе большее (в 2,5 раза) сопротивление, чем аналогичные полевики в MKS Gen-L V1.0. Во столько же раз они будут и больше греться. А с учётом того, что здесь ещё есть вариант включать их меньшим напряжением - 3.3 вольта, а не 5 вольт, то сопротивление канала в этом случае будет ещё больше и ситуация с нагревом ещё хуже. Так что здесь тоже, на мой взгляд, стоит поставить другие полевики.

Маломощные разъёмы.
Ещё одна печалька заключается в том, что разъёмы используются не XH2.54. А ведь именно их часто используют китайцы. Так что некоторую периферию придётся переобжимать/перепаивать на новые коннекторы.
Я надеюсь, что разработчик пошёл на это из-за лучшего качества контакта используемых разъёмов. У них гнездо большего размера и туда помещается более пружинящий и больший по размеру контакт. Из моего опыта такие разъёмы гораздо лучше в плане качества и надёжности контакта, чем XH2.54 и тем более чем дюпонты.
В магазине надо искать вот такое (нужно только корпус гнезда и контакты):
546dd3ac97394b14dec3f678e38e71cb.jpg
Ещё немного про напряжения на плате.
На разъёмы концевиков идёт 3.3 вольта, поскольку 5 вольт для Arduino Due слишком много. Поэтому индуктивный / ёмкостный датчик нужно подключать только в разъем Zprobe (там 9 вольт). А оптические и механические нормально работают и от 3.3 В.

Ещё несколько фотографий платы с разных сторон, чтобы рассмотреть подписи под элементами платы:
01bc43b0a6b5eb772c4fb2132c5cf57c.jpg
553514bc10e93d71843ab5a05abe9db2.jpg
bdb84fba628deecff8a308538febe0db.jpg
71e37add4fc56327906f221139c6581e.jpg
Прочее.
Остальные функции этого устройства соответствуют таковым в других аналогичных изделиях, особо останавливаться на них наверно смысла нет. Но есть смысл разместить вот эту схему, которая очень наглядно показывает огромные возможности этой платы:
4ea0a341e5305a11e2ccd0e934c73dd2.png
Как видите здесь очень много интересного и в одном небольшом обзоре невозможно подробно расписать все особенности, варианты использования и подключения платы.Скажем работа с Wi-Fi вообще отдельная большая тема. Тоже касается и работы драйверов шаговиков по шине SPI. Это был ознакомительный обзор. И кого функции, возможности и характеристики этой платы заинтересовали, могут почитать о ней более подробно на сайте разработчика. Там же можно скачать файлики, необходимые для того, чтобы прошивка принтера поняла и приняла эту плату как родную :)

Итог.
Плата очень интересная. Количество подключаемой периферии просто рекордное. Некоторые возможности уникальны. К качеству исполнения никаких претензий нет. Разработчик постоянно модернизирует свою плату и охотно откликается на пожелания пользователей.
И вообще очень приятно видеть и держать в руках действительно Российскую разработку, а не просто какую-то перемаркированную плату неизвестного происхождения. Конкурировать с китайскими производителями очень сложно и из-за цены и из-за огромного количества микроэлектронных производств в Китае. Поэтому хочется сказать большое спасибо автору этого устройства за такую возможность и проделанную работу.

Если я что-то описал не так, просьба разработчика платы меня поправить в комментариях.
Так же думаю, он ответит на вопросы, которые я не смог или забыл осветить в этом обзоре.

Сайт разработчика платы:
https://ruramps4d.ru/
Всем спасибо.
Подписаться на 3Dtoday
61
Комментарии к статье

Комментарии

10.08.18 в 21:30
2
Термисторов можно не 4, а 5 подключить :)
10.08.18 в 21:38
2
Да, извините, я тоже насчитал 5 но написал почему-то четыре :)
10.08.18 в 21:55
1
Да ничего страшного, главное что появился подробный обзор на плату, теперь жду следующего, когда уже подключите к принтеру :)
11.08.18 в 22:05
0
Да, кстати за мосфеты.
Есть ли в планах их через драйвер или хоть какой транзистор подключать? Есть место и возможность?
12.08.18 в 08:15
0
Место есть, вопрос надо ли в данном случае
10.08.18 в 22:01
0
фотографии бомбические! прям geekporn. цена?
10.08.18 в 22:13
0
Вариант с подключением термопар 3 т.р., без них 2.5 т.р. В данный момент на сайте производителя такая цена.
12.08.18 в 23:31
0
Серег, лучше бы fan было 4ре :)
10.08.18 в 22:02
0
Сейчас ещё раз прочитал обзор, по поводу irl1404 не согласен, стол от cheap3d 30x30 работает отлично, без нагрева.
10.08.18 в 22:11
1
Когда стол уже прогрет, его сопротивление увеличивается, ток падает, в это время действительно полевик будет прохладным. Но вот в моменты включения, когда стол холодный, полевик будет каждый раз испытывать тепловой удар. Я ведь просто привёл расчёты по даташиту, тут чистая математика и закон ома. Опять же какой-то конкретный экземпляр полевика может иметь лучшие характеристики, но при расчёте всегда надо брать худшее значение. В любом случае это моё мнение. Возможно в реальности всё будет хорошо.
10.08.18 в 23:19
0
Да эта плата просто отличная. Но есть один маленький ньюанс с барьерными колодками. Они держатся на плате только за припаяные котакты. Если пару раз закрутить то все нормально. А я люблю позакручивать да пооткручивать гайки. Ну и погнул малость колодку. Хотелось бы в новых версиях чтобы корпус колодки был приделан к плате.
11.08.18 в 00:45
-1
МКС TFT35 подсоединить можно?
11.08.18 в 08:25
4
rx-tx-vcc-gnd. Это все что надо экрану. Значит можно подключить к любой плате.
11.08.18 в 02:23
0
Если я правильно понял, то серьезных отличий от уже существующих других плат совсем нет. 6 шаговиков видели, 3 экструдера было. 2 управляемых и 4 неуправляемых кулера - маркетинг, у всех более менее адекватных плат 2 управляемых и бесконечное количество неуправляемых кулеров. В чем в итоге то хоть какие-то преимущества кроме того, что это разработано в России? Я не с точки зрения покритиковать, а мне реально интересно, за что меня просят отдать деньги?
11.08.18 в 02:35
10
Как минимум за нормальную разводку, клеммы и элементную базу. Да, еще за термопары и искоробочную поддержку TMC2130. Покажите ради интереса вменяемого конкурента.
11.08.18 в 10:26
1
Ну вот это я в обзоре хотел прочитать, а там про неуправляемые вентиляторы. Не спорю, полного конкурента нет, но реально полезных фишек кроме поддержки Дуэ все равно особо не вижу. А для большинства случаев вообще легче будет румбу взять. Тем не менее плату возьму на пробу.
11.08.18 в 10:17
1
Наверное то, что заточена под 32 битную Due. И как следствие заливка открытых прошивок mkduo и ему прдобных. Альтернатив этой плате и нет.
Пишу как владелец данной платы, на которую перешел с mks sbase.
12.08.18 в 10:49
2
- А чо у Вас мед как у всех-сладкий.
- Не берите...
- Нет, что Вы, я возьму. Ведь он такой сладкий.
22.08.18 в 21:08
0
Да господи, спросил из чистого любопытства в чем прикол. Ответить то ответили, но параллельно заминусовали и обсмеяли. И вроде получил информацию что хотел, но как-то неприятно.
16.08.18 в 13:16
2
как я помню плата создавалась под нужды печатников. сначала задавались вопросы о том, тчо нужно в плате, потом уже шла разработка. всё эт где-то тут на сайте есть. так что вроде учли всё что необходимо на момент создания платы.
11.08.18 в 08:50
0
А мне одному это кажется странным? на плате написано 20а предохранитель а стоит 30
11.08.18 в 09:00
0
Когда шелкографию делал, перестраховывался
11.08.18 в 11:06
0
а если вместо термопары к-типа имеется рт100. Переделка большая потребуется?
11.08.18 в 18:09
0
Там другая схема подключеия к операционнику, можно через модуль для pt100 подключить напрямую к аналоговым пинам, там парочка есть свободных. Можно ли без переделки платы сделать обвязку операционника под PT100 не смотрел, я в отпуске пока, по возвращении гляну
11.08.18 в 18:40
0
На сайте в шапке опечатка

...в связке с Addruino DUE...
И дальше в описании

При подключения индуктивных, емкостных и подобных датчиков...

Спасибо за хорошую разработку. В Украину отправка платы возможна?
12.08.18 в 00:25
0
В Украину СДЭК или обычной почтой
11.08.18 в 11:09
2
Получил сегодня свой экземпляр данной платы, остался полностью доволен!
11.08.18 в 14:50
0
Хм, я правильно понимаю, что разъем для подключения мотора оси Z здесь только один?
11.08.18 в 15:17
0
Да
11.08.18 в 20:45
2
Это печально...
12.08.18 в 09:09
0
Кстати да, это хорошая идея поставить два разъёма подключения оси Z, вместо разветвителя. Они должны быть включены последовательно и второй лочить двумя перемычками, если нужен только один разъём.
11.08.18 в 15:04
0
Сергей, а пьезо датчик к ней куда надо будет подключать, вместо концевика? И второй вопрос: если я высокотемпературной печатью не пользуюсь, то выиграю ли в чем-нибудь, если поставлю термопары вместо терморезисторов на стол и hotend?
11.08.18 в 15:24
0
На стол термопары ставить смысла точно нет, на хотенд можно, термопара измеряет температуру с одинаковой точность во всем диапазоне измерений в отличие от термистора.
На пьезодатчик ссылку пришлите, не подключал никогда
11.08.18 в 20:54
0
скорее всего, имелись в виду подобные комплекты или отдельные датчики:
комплект от китайцев , ещё куча вариантов
11.08.18 в 21:13
0
а в китае есть хорошие термопары для принтера?
12.08.18 в 08:05
1
Да они все нормальные, надо только вариант исполнения удобный выбрать
12.08.18 в 10:23
0
Плата классная, цена адекватная!
Вопрос только: опторазвязки для полевиков совсем нет? Сразу все вопросы по напряжению полного открытия уйдут сами собой.
15.08.18 в 16:19
0
там и так нет вопросов по напряжения открытия, все отлично открывается и не мосфеты не греются. А добавление новых элементов увеличит стоимость
12.08.18 в 11:20
0
Я правильно понимаю, что покупаем эту плату, потом Duo. Ставим экранчик самый простой четырехстрочный. Настраиваем и заливаем марлин 2 и получаем полноценный 32 bit?
12.08.18 в 19:56
2
Всё вы правильно понимаете, только не забудьте дрова прикупить, для шаговиков.
12.08.18 в 23:53
1
Спасибо. Дрова есть.
12.08.18 в 20:16
0
Три экструдера класс, а вот вентиляторы под них только два?
12.08.18 в 23:56
1
Обычно три это диамонд https://www.reprap.org/wiki/Diamond_Hotend , там один кулер на все три радиатора и сопло одно.
18.08.18 в 15:48
0
Есть такое чудо инженерной мысли сумрачного заокеанского гения под названием Cubex Trio
У него три независимых сопла, а штатный обдув так себе. И очень пригодились бы три вентилятора.
13.08.18 в 09:29
1
Являюсь обладателем этой платы. Работает в связке с Due на прошивке Репитер. Опишу свои впечатления:
1. Неудобно что двигатель по Z подключить можно только 1. Пришлось проводами двоиться.
2. Удобное подключение 2 БП - 12В у меня питает плату, двигатели, экструдер, 24В - стол 300мм. Никаких реле, настроено по PID - график температуры ровный.
3. Проблемы с распространённостью платы у пользователей. Объясню: корпусов на thingiverse минимум, готовых прошивок тоже. Всё сам. Это может и здорово, но по началу хотелось просто начать печатать.
4. Хорошая поддержка на форуме. Автор старается отвечать на вопросы. Хоть и с запозданием.
16.08.18 в 14:04
1
Моё впечатление. Сделано со знаком качества от СССР. С запасом. 100% перехожу на эти платы.
16.08.18 в 22:11
0
Надо про нее еще почитать. Нужно чтото 32 битное. Но не хочу сильно перепаивать. А стол пофиг, у меня отдельная плата на ne555\Irf540. Еще и мощность регулируется. Она просто от мосфета управляется, выдерживает 200Ваттный силиконовый нагреватель, как я понял от Вебасто
18.08.18 в 10:06
0
Немного не по теме.
Где лучше купить arduino due?
В Чип и Дип цена совсем не адекватная, почти 5К просят.
18.08.18 в 16:02
0
У китайцев 700-900 рублей плюс доставка.
18.08.18 в 17:05
0
Хотелось оригинал .. :)
19.08.18 в 17:28
1
Хотелось оригинал ..
Ну берите сразу у Итальянцев за $37. Плюс таможня, плюс забугорная доставка, плюс доплата за шильдик.
Хотя… там всё распродано.
При наличии открытых спеков, непонимаю, почему нельзя брать клоны? На них тоже нарисовано «Мадэ ин Итали».
Свои брал тут по скидону за ≈750.
b63739f0a757d488c5a2826ab51302b3.png

Работают вполне исправно.
29.08.18 в 10:49
1
Оригинал неадекватен по цене.
Пришла дуэ с али и раскрашена как оригинал и серийник у ней есть и определяется как положено.
20.10.18 в 11:45
0
Брал тут https://mcustore.ru/store/arduino/arduino-due/?yclid=6191498829491883879
Доставка за два дня в Москву. Все работает и не нужен бубен с сопротивлением или перепрошивкой загрузчика.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Принтер А6 и минимоделизм. Предновогоднее заключение.

Приз, такса, АБС, катушка!

Экструдер 1

4+1+Москва!

Prusa i3 PRO Long - прюша–лимузин на рельсах от компании Гералком-3Д (обзор «на коленках»)

Подведение итогов масштабного конкурса обзоров и рассказов!