Светодиодный индикатор интенсивности обдува модели при 3D печати.

Начну с конца: я закрепил на экструдере своего Ender-а, над соплом между воздуховодами обдува, миниатюрный блочок с яркими светодиодами - красным, зелёным и синим. Красный светится при скорости обдува свыше 25%, зелёный - свыше 45%, синий - свыше 80%. И теперь, наблюдая за качеством укладки пластика при печати, я сразу в этом же поле зрения вижу скорость обдува.

Такая индикация чуть добавила комфорта при контроле печати сложных участков. И она уже позволила подловить слайсер (или самого себя :)), когда обдув одного мостика оказался меньше ожидаемых 100%.

Не хочу преувеличивать значимость этой поделки - индикатор никак не влияет на качество печати. Да, он динамичнее, чем дисплей принтера, отображает переключение скоростей обдува, но сами вентиляторы всё равно более инерционны.

В итоге решил для себя, что на 10% этот индикатор приносит пользу, а на 90% - является украшением. В общем, пусть живёт!)

Как была поставлена задача:

1. Должно быть 3 чистых, хорошо различимых цвета - красный (типа не очень холодно), зелёный (прохладно) и синий (холодно, интенсивный обдув). Если обдув слабее 20%, то ничего не светится.

2. Свечение должно быть поближе к соплу.

3. Блок индикации (со светодиодами) должен быть невесомым и подключаться тонким кабелем.

4. Схема должна быть простая, из подручных деталей, малопотребляющая.

Что потребовалось для изготовления:

Кусочек макетной платы 2.5х3.5 см (для блока управления), микросхема LM339, 3 светодиода, 3 подстроечных резистора, разная мелочовка и 1 выходной день. Блок управления разместил на кронштейне, где раньше стоял фидер боуден-экструдера (перемещается по оси Z). Блок индикации соединяется с блоком управления полуметровым 4-х проводным кабелем (удачно подошёл провод от компьютерной мыши).

Все корпуса и держатели напечатаны из ABS. Подстроечники легко доступны - вдруг понадобится привязать цвета к другим интенсивностям обдува?

За основу взята типовая схема светодиодного индикатора напряжения на LM339. После небольшой модификации на макете всё заработало, как я хотел. Вообще-то, с этой микросхемой напрашивается четырёх-, а не трёхцветная индикация, но я, почему-то, изначально представлял себе этакий светофор...

Схема светодиодного индикатора интенсивности обдува модели.

При первом включения индикатора надо произвести его однократную настройку. Она сводится к последовательному запуску обдува на минимальной, средней и максимальной скоростях и регулировке порогов зажигания соответствующих светодиодов.

Вот и всё, теперь этот индикатор обдува будет исправно нести свою службу)

В завершение - некоторые технические подробности для интересующихся:

Известно, что вентилятор обдува модели у Ender-а питается ШИМ-напряжением 24 В. Для меня оказалось проще измерить параметры этого питания (осциллографом), чем искать их в литературе или вычислять по тексту прошивки:

Выводы после обработки измерений:

- вентилятор подключен к мосфету по схеме с открытым стоком (т.е., плюс вентилятора подключен к плюсовой шине питания, а на минус подаётся меняющееся напряжение);

- период питающего вентилятор ШИМ-напряжения = 110 мс;

- зависимость скважности ШИМ от интенсивности обдува такая:

Здесь трогательной выглядит забота Creality об уверенном старте вентилятора даже на минимальной интенсивности обдува :)

Постоянная времени RC-цепочки на измерительных (не опорных) входах компараторов выбрана 10 периодов, т.е. 1.1 с.

Был у меня соблазн подобрать параметры зарядно-разрядных цепей так, чтобы индикатор переключался не просто вслед за изменением скважности, а с запаздыванием, соответствующим запаздыванию изменения скорости вращения турбины вентилятора. Но вовремя осознал муторность и бесполезность этой затеи).

Нерукотворным эффектом явилось перемигивание светодиодов вблизи порогов переключения компараторов. Например, при обдуве 39% горит один красный светодиод. При повышении интенсивности обдува, начиная с 40% начинают перемигиваться красный с зелёным, а к 45% остаётся гореть только один зелёный. Так проявляются пульсации недофильтрованного ШИМ-напряжения. Ну и пусть, интересно получилось).

И вот как описанная работа индикатора выглядит на видео: