Импульсный датчик движения филамента на дискретном датчике Холла

Приветствую всех.

Для печати композитами желательно использовать сопло и шестерни фидера из закаленной стали. Сопло у меня есть, а вот шестерни обычные. Умные люди говорят, что можно использовать и такие, они при обычной работе изнашиваются не сильно, но при пробке их быстро стачивает об композитный пруток. Чтобы этого избежать, нужно ставить датчик движения филамента. Их очень много как заводских, как например Smart Filament Sensor от BTT, так и печатных открытых проектов. Но брать готовый не наш путь, надо сделать свой велосипед.

В качестве чувствительного элемента для таких датчиков обычно используют оптический концевик, в навороченных иногда магнитный датчик положения на датчиках Холла. Но не видел, чтобы кто-нибудь использовал обычные дискретные датчики Холла. А у меня как раз такой есть. И магнитики к нему. Решил использовать их.

Униполярный дискретный датчик Холла A3144. Три ноги - земля, питание и выход. Питание 5 вольт, но от 3.3 тоже работает, скорее всего снизится чувствительность. Выход типа "открытый коллектор". Имеет уже встроенный триггер Шмидта, что уменьшает дребезг в пограничных состояниях. При приложении внешнего магнитого поля определенного направления выше пороговой напряженности выход замыкается с землей, при приложениии магнитного поля противоположного направления и при отсутсвии магнитного поля выход ни к чему не подключен ("висит в воздухе").

Магнитики неодимовые, диаметром 5 мм и толщиной 1 мм.

Сенсор получился таким:

Магниты в количестве 6 штук наклеены на барабан с чередованием полярности.

На барабан надета укороченная резинка от какого-то катка струйного принтера, так же используется его ось.

Датчик Холла расположен в плоскости магнитов, торцом к ним, для снижения габаритов (очень плохое решение, при осевом смещении барабана даже на 1 мм датчик перестает срабатывать).

Отверстие в корпусе рассверливается до 4 мм или чуть больше, и туго вставляется обычная тефлоновая трубка. Затем по месту из нее вырезается кусок.

Датчик Холла припаивается к разъему в таком положении.

И потом разъем приклеивается суперклеем к корпусу в таком положении.

Рычаг одевается и фиксируется осью. Между рычагом и корпусом вставляется пружина.

Итог.

Плюсы.

Датчик рабочий. Пришлось перепечатать несколько раз боковинку барабана, чтобы выбрать люфт. Установил временно несколько месяцев назад, так и стоит. Было 1-2 ложных срабатывания за это время, срабатываний по пробке пока не было.

Может быть установлен на любой принтер, т.к. ставится просто в разрыв тефлоновой трубки. У меня установлен на голове максимально близко к фидеру.

Недостатки.

Датчик Холла надо размещать плоскостью к магнитам, так будет намного надежнее.

Большое расстояние срабатывания. Я думал, что прошивка за импульс принимает изменение уровня входа, тогда при диаметре резинки 16 мм и 6 магнитах расстояние срабатывания было бы около 9 мм, что довольно хорошо. Но прошивка за срабатывание датчика принимает только переход от высокого уровня к низкому, поэтому вместо 6 импульсов на оборот барабана получаем 3, и расстояние срабатывания увеличивается до 18 мм, что довольно плохо. У Smart Filament Sensor растояние например 7 мм. Увеличение чувствительности можно добиться только увеличением числа магнитов при оставлении диаметра резинки таким же. Тогда проще действительно оптический концевик использовать. Прошивка кстати Shui, это сильно модифицированный марлин с удобным графическим интерфейсом, алгоритм работы импульсного датчика там полностью свой, отличается от марлина.

Еще датчик скрипит при откатах. Надо разобрать и обработать лучше прорезь в трубке и смазать ось барабана.

Между тем основную задачу для меня - поставить печать на паузу при печати композитом для предотвращения истирания шестеренок, датчик выполняет. Как датчик окончания филамента работает много хуже из-за большого расстояния срабатывания.

Модели: https://3dtoday.ru/3d-models/mechanical-parts/machines/impulsnyi-datcik-dvizeniya-filamenta-na-diskretnom-datcike-xolla