Регулирование оборотов вентилятора радиатора hot end

Вентилятор hot end один из самых маленьких в 3D принтере, но зачастую является одним из самых шумных вентиляторов. К тому же он обычно подключается напрямую к 12 вольтовой линии блока питания и молотит без перерыва, даже тогда, когда принтер не печатает, а просто включен в розетку.

Китайские вентиляторы, работающие на полных оборотах при простое принтера, приносят нам не только неприятное жужжание, но и осаждают лишнюю пыль на радиаторе hot end.

К тому же, во многих случаях не требуется работа этого вентилятора на полных оборотах. Если запитать его от 5 вольт шум значительно уменьшается, но это заканчивается забитым расплавленным пластиком трактом в процессе печати. Охлаждения перестает хватать во время печати участков с большим количеством откатов или просто из за повышенной температуры в помещении.

Хочу поделиться своим решением регулировки оборотов с обратной связью

1) Позволяет полностью остановить вентилятор, когда радиатор остынет до комнатной температуры

2) Во время печати вентилятор преимущественно работает на низких бесшумных оборотах

3) Обороты повышаются с ростом температуры на радиаторе hot end, например, во время частых откатов или при печати в закрытой камере

Реализация максимально проста и не требует подключения к ШИМ на плате управления (RAMPS) и внесения изменения в прошивку принтера или G-код.

Схема

Потребуется два резистора и транзистор, но резисторы не простые:

1) Терморезистор, такой же, как и в нагревательном блоке hot end. Если в хозяйстве его нет, то советую в любом случае заказать десяток - пригодится при ремонте нагревательного блока или стола.

2) Переменный резистор номинала порядка 30КОм

3) n-p-n транзистор, например КТ315, широко распространенный на постсоветском пространстве. Можно мощнее, но слабее нельзя, КТ315 работает на пределе.

Установка

Установку рассмотрю на примере китайского e3d v6.

1) На кусочке фольгированного с одной стороны текстолита размером 10 на 8 мм или в виде 'вороньего гнезда' собирается схема.

Монтаж на плате фото 1

Монтаж на плате фото 2

'Воронье гнездо'

2) На ножки терморезистора надеваются изоляторы, хороший вариант использовать тефлоновые, но у меня нормально себя зарекомендовали и обычные кусочки изоляции снятые с проводников витой пары.

3) В двух нижних пластинах радиатора, прямо над нагревательным блоком, просверливается два отверстия диаметром 2.5мм. В одном из отверстий нарезается резьба под М3. Терморезистор крепится по тому же принципу что и в нагревательном блоке - выводы прижаты головкой винтика. Перед установкой терморезистора рекомендую его обильно смазать термопастой.

Отверстия для терморезистора

Терморезистор прижат винтом

4) Подключается вентилятор и питание, переменный резистор выкручивается в положение в котором вентилятор начинает вращаться.

5) Дать радиатору остыть до комнатной температуры и плавно вращая переменный резистор найти положение в котором вентилятор начнет останавливаться и в итоге остановится.

Вид в сборе

Будьте аккуратны при сборке схемы, особенно в виде 'вороньего гнезда', КТ315 легко сжечь подав на базу больше 6 вольт. Пока отлаживался, убил не один транзистор, благо он сам копеечный и ничего за собой не тянет. Лучше изолируйте цепь базы.

Видео демонстрации работы

Характеристики и надёжность

Данный регулятор трудится у меня уже довольно давно, экструдер успел пропустить через себя не один килограмм PLA и ABS. Проверено временем.

Специально для вас провел 'лабораторную работу' чтобы снять зависимость тока проходящего через вентилятор и температур радиатора и нагревательного блока. Ток замерял миллиамперметром в разрыве цепи вентилятора, а температура радиатора замерялась термопарой зажатой между второй и третьей пластиной. Каждый из режимов выдерживался более 10 минут.

Т блока (град.С) Т радиатора (град.С) Ток (мА) Комментарий

27 27 10 Вентилятор не вращается

60 35 30 Вентилятор не вращается

100 35 40 Вентилятор начал вращение

150 39 44 Обороты возросли, и будут расти далее

210 44 50

260 49 55 Максимальные обороты не достигнуты (70ма по паспорту вентилятора)

В заключение хочу показать высоту плавления PLA и ABS в тракте экструдера, прутки извлечены после 10 минут простоя в экструдере на 210 и 260 градусов соответственно. Пластик не вытекал под собственным весом т.к. сопло было закрыто столом. Белый кусочек прутка это ABS, зеленый - PLA.