Кремень FMZ Реклама
Kremen FMHM Реклама

Типовые проблемы с электроникой (1)

eta4ever
Идет загрузка
Загрузка
21.04.2017
26981
108
Техничка

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

114
Типовые проблемы с электроникой (1)
Вопросы вроде 'дисплей загорается только при подключении по USB' и 'почему не греет стол', пожалуй, так же часты, как и 'помогите выбрать из двух зол' и 'почему не печатает'. Надо один раз это дело подробно описать, чтобы потом однострочно ссылаться.
Получили ответ от тех. поддержки китайской компании Huawei, одна из строк - 'Китайское электричество до конца не изучено...'
На самом деле, нет. В нашем случае - изучено достаточно неплохо. В моем личном косячном хит-параде на пальме первенства сидит линейный стабилизатор AMS1117-5.0.

Сгоревший стабилизатор на Arduino
Типовые проблемы с электроникой (1)
Проблема характерна для бюджетного и чрезвычайно распространенного варианта электроники - Arduino Mega + RAMPS. Причина - предельный режим работы цепи питания Arduino. Дело в том, что эта цепь рассчитана на то, чтобы 'кормить' сам чип ATmega 2560, мост USB UART и оставить немного запаса на простенькую периферию. Светодиодами помигать, например. А в ходе развития репрапостроения получилось неприятное. От Arduino питается вся низковольтная часть электроники принтера. В том числе дисплей, кардридер, и еще 'по копеечке' набегает - у кого-то светодиоды на концевых выключателей, у кого-то активный датчик автоуровня. А теперь, немного цифр. Основной источник питания принтера выдает 12 вольт. ATmega и ее прихлебатели - пятивольтовые.
Папа работает трансформатором. Получает 220, отдает 127, а на остальные гудит.
Аксакалы помнят, зачем 127. Но тут у нас другая ситуация. Линейный стабилизатор AMS1117-5.0 получает 12 вольт, выдает 5. А на семь вольт он не гудит, а греется. И при навешивании на него все большего количества потребителей, он, вроде, должен справляться - до превышения допустимого тока еще далеко. Только тут надо смотреть на рассеиваемую мощность. А она, когда требуется уронить 7В, очень серьезна. И да, и перегрев, и выход из строя. Кстати, нередко бедный стабилизатор быстро, решительно уничтожают, пытаясь решить другую проблему, описанную ниже. Когда увеличивают выходное напряжение блока питания. Логично, ведь при этом ему нужно 'погудеть' еще на большее напряжение, и он не справляется.

Симптомы выхода из строя стабилизатора очень просты. При включении питания дисплей принтера не подает признаков жизни. Что-то начинает рисовать только при подключении по USB. Почему так? Да потому что на Arduino Mega есть цепь, которая при наличии питания от USB переключается на него. Иначе мы бы ничего не смогли сделать с голой 'ардуиной', подключенной к компьютеру.

Что делать? Возможны варианты.
Типовые проблемы с электроникой (1)

То, что обведено - это другая история. Сейчас важен приклеенный на двухсторонний скотч зеленый преобразователь.


  • Просто заменить AMS1117-5.0. Чтобы аккуратно удалить это дело с платы, понадобится либо термовоздушная паяльная станция, либо хорошие кусачки и мощный паяльник (откусываем ноги, прогреваем корпусной вывод, удаляем, ликвидируем остатки выводов). Неоднократно слышал о том, что простая замена стабилизатора помогает, объяснить это могу разве что тем, что китайцы ставят на свои 'меги' какую-то галимую отбраковку.
  • Заменить AMS1117-5.0 на дубовый LM7805 (КР142ЕН5А). Удалить AMS как в п.1, подпаять провода, а к ним - уже 'кренку', для большего спокойствия установленную на радиатор (обращаем внимание на то, что цоколевка (порядок выводов) у 7805 другой). Поскольку 7805 в более брутальном корпусе TO-220, она способна 'погудеть' на большее количество ватт по сравнению с 1117.
  • Использовать внешний пятивольтовый источник. Для этого на RAMPS удаляется диод D1 (через который идет основное питание с RAMPS на 'мегу';), и к любой ненужной паре контактов VCC-GND (скажем, колодка для серводвигателей) подцепляется 5В 'откуда-то'. Это может быть зарядка для мобильника с USB-выходом. Или DC-DС преобразователь. В общем, на откуп фантазии пользователя.
  • Заменить Arduino Mega на аналог с модифицированной цепью питания. Такие встречаются, хоть и нечасто, и стоят не очень гуманно. Можно нагуглить как Taurino Power, например.
  • Выкинуть весь бутерброд Arduino+RAMPS и использовать 'моноблочную' плату, на которой пятивольтовое питание реализовано через стабилизатор 7805 или DC-DC преобразователь. Каноничный пример - MKS Gen (или ее оптимизированная и удешевленная версия, MKS Gen-L),

Типовые проблемы с электроникой (1)

Импульсный понижающий (DC-DC Step-down) преобразователь.

Типовые проблемы с электроникой (1)

Интегрированный преобразователь на MKS Gen.

Типовые проблемы с электроникой (1)

Редкий клон Arduino Mega с нормальным питанием.



Светит, но не греет
- Отдам даром микроволновку крутится, но не греет, выглядит хорошо. Пишите в ЛС.

- Т.е. курица не разогреется, но накатается вдоволь?
Теперь - ко второй вечной проблеме бюджетного репрапа. Называется 'не греется стол'. Как правило, возникает при желании попечатать ABS, то есть, прогреть стол хотя бы до 90 градусов. И начинается веселье. Распространенный вариант - когда температура набирается невменяемо долго (100 градусов - более 15 минут). Диагностировать нужно с помощью мультиметра (тестера, 'цешки', кому как).
  • Измеряем напряжение на клеммах блока питания. При выключенном нагреве стола и при включенном. Если есть заметная разница в единицы вольт (скажем, 12В и 10В), выкидывайте этот блок в помойку (или отложите, вдруг пригодится для менее привередливых потребителей).
  • Измеряем напряжение непосредственно на столе. Если, опять же, есть серьезная разница, выкидываем. На этот раз - провода. 'Правило большого пальца' (Rule of thumb) - провода на стол должны иметь сечение 2.5 квадратных миллиметра. И да, если у вас стол коммутируется через основную плату (RAMPS, например), провода от БП до нее должны быть соответствующими.
  • Если на БП и на столе напряжение одинаковое (ну, с разницей до 0.5В), и при этом нагрев идет еле-еле, выкидываем. Теперь - стол. Если у вас более-менее вменяемый мультиметр, попробуйте померять сопротивление стола. Отключенного от платы. Точнее, сначала закоротите щупы, запомните циферки. А потом уже сопротивление стола. Реальное значение - второе измерение минус первое. Для 12-вольтового стола норма - порядка 1.2 Ом. Если там порядка 2 Ом (повторяюсь, нужно быть уверенным в качестве мультиметра), то это печаль и брак. Раскочегарить такой стол можно, но для этого придется поднимать напряжение блока питания (если на нем есть сответствующая 'крутилка';). Увеличение напряжения до 13.5-15В обычно помогает, но если у вас типовой бутерброд Arduino+RAMPS, это прямой путь к уничтожению стабилизатора, о чем написано выше.
  • А еще бывает идиотизм. Например, плохо припаянные провода. Или плохо зажатые концы в клеммах. Или плохо пропаянные клеммы. Тут все просто, где плохо - там греется и горит. В буквальном смыслее. Отдельного смачного пинка заслуживают изобретатели новомодных столов с разъемами (шесть штырьков, два средних - термистор, слева два плюса, справа - минусы). Уже не раз видел картину: плюс и минус заведены в разъеме на один штырек (не на пару), разъем оплавлен. Потому что ну ни разу один пин не рассчитан на 10 ампер. Решение - выкидывать. Пины со стола, подпаивать туда нормальный провод. Если у вас принтер с Y- столом ('прюша', дрыгостол), то нужно будет озаботиться фиксацией провода, чтобы он не переламывался в месте, близком к точке пайки.

Еще один трехногий

Мосфет - это тип транзистора. Транзистор - это такая деталь с тремя ногами, если за одну дернуть, то он начинает через две оставшиеся пропускать ток. Совсем на пальцах. Но поскольку он не идеален, то току через эти две ноги создается определенное сопротивление. Измеряется оно единицами и десятками миллиом. И при относительно большом сопротивлении мосфет, коммутирующий стол, гудит. Ну, то есть, греется. Вплоть до самоотпаивания от платы. Тут опять большой привет разработчикам RAMPS, они туда поставили далеко не лучший вариант, хоть и дешевый. Радостные китайцы под копирку шпарят. А потом начинается колхоз с выносом мосфета на проводах, присобачиванием к нему радиаторов. Варианты тут тоже есть…
Типовые проблемы с электроникой (1)

Вот эта зараза.


  • Заменить мосфет сразу. Например, на IRL2203. Да, просто выкинуть (который раз это слово уже употребляется?) STP55NF06L и заменить.
  • Использовать для коммутации стола твердотельное реле постоянного тока (тип DD). Выбирайте 'низковольтное', с напряжением коммутации до 60В. Те, которые коммутируют большее напряжение, могут быть основаны на мосфете с относительно высоким сопротивлением, в итоге, греться будут как кипятильник.
  • Использовать для коммутации стола электромагнитное автомобильное реле. Не забыть его снабдить диодом во встречном включении (катод к плюсу обмотки, анод к минусу). Щелкает, да и контакты могут подгорать.
  • Заменить хлам на плату с нормальными мосфетами.
  • Использовать силиконовую 220-вольтовую грелку. Все хорошо и красиво, твердотельные реле переменного тока (DA) холодные и эффективные, но в полный рост встает вопрос электробезопасности. Убиться можно немного.

Типовые проблемы с электроникой (1)

Я не представляю, в каком состоянии был гуманоид, придумавший ЭТО.



Винтовой хлам

Даже хорошие провода, плохо зажатые в плохие винтовые клеммы - это беда. Там получается 'узкое место', разогрев и оплавление с пиротехническими эффектами. Провода надо либо плотно скручивать и облуживать, либо упаковывать в наконечники НШВИ, обжатые обжимкой, а не плоскогубцами. Или же выпаивать клеммы и подпаивать провода напрямую, но это чревато отрывом дорожек при неудачных телодвижениях. Опять же, можно вынести силовую часть на твердотельное реле, там винтовые зажимы куда более сообразные.

В следующий раз - продолжу. Например, про оторванные провода от шаговых двигателей.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

114
Комментарии к статье