БП АТХ для принтера

fisher74
Идет загрузка
Загрузка
01.03.2018
4873
18
печатает на Micromake D1
Техничка

Подпишитесь на автора

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

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

22
Давно хотел вступить в ряды пользователей 3D-принтеров и вот этот момент настал.

Не буду описывать муки обоснования для себя зачем он нужен, выбора типа/модели, ожидания и сборки, ибо это не то, что я хотел бы донести.

А хотел я рассказать, как получается третий блин комом из-за мысли, которую отложили на потом, как не значимую.

И я в который раз убеждаюсь, что питание любой системы требует особого внимания.

Подробности под катом

Итак. Принтер построен на базе комплекта пластиковых деталей Micromake D1. Остальное собрано с разных уголков: что-то с Aliexpress, профиль из Челябинска, метиз из местного метиз.маркета.

И главный герой поста - БП Power Master 250Вт из комп.хлама. БП был рабочим, даже почти ремонтировать не пришлось (заменил электролиты и устранить писк дежурки). Выкинул лишние провода и подключил.

Подогрев стола будет, но силиконовый нагреватель пока не подключен, потому пробую печатать PLA на холодном столе.

Первый блин комом получился из-за плохой адгезии к зеркальному столу. Я его даже не обезжирил, просто протёр сухой бумажной салфеткой, во как торопился увидеть первый результат :D. Естественно модель сорвало, но, к моему удивлению, на втором слое (хотя и объяснимо).

Вторая попытка была уже более продуманной. Малярный скотч и первая законченная модель уже через 30 минут красовалась у меня в руках.

'В третий раз закинул старик невод' ©

Третий раз я включил принтер через 3 дня (работа, семья...). Сослуживец попросил отпечатать форму для отливки силиконовой прокладки. Моделька небольшая, по расчётам на 100 минут. Почему бы не продолжить осваивать новую игрушку. Прихожу с работы, запускаю печать и садимся ужинать.

Первой ласточкой проблемы нарисовалось то, что экструдер никак не мог выйти на заданную температуру в 200 гр. Не хватало буквально 1-2 градуса, а потому печать не начиналась. Странно. Вспомнилось, что в тот знаменательный день первой печати были какие-то упражнения с нагревом и температура во время печати была на 1,5-2 градуса ниже заданной. Хотя калибровка PID регулятора проводилась. Может так и должно быть? Ладно, толкнём. Сделал ручной нагрев до 205 и запустил печать. Ну и отличненько, продолжаем ужинать.

Вторая ласточка уже проявила себя странным пощёлкиванием уже через пару минут. Теперь проскальзывала шестерня податчика прутка. Так как с вилкой в руках неудобно диагностировать, то отложил на 'после ужина'.

После ужина настроение было ещё более омрачено лицезрением вырванного штуцера боудена из податчика. Видимо он так активно толкал пруток, что не выдержала пластмасса. Подремонтировал, ослабил прижим прутка к ролику и приступил к поиску проблемы.

Оказалось, что после старта печати, экструдер начинает мёрзнуть. Т.е. температура во время печати начинает снижаться и когда доходит до критической температуры, пруток застывает в сопле и подача пластика блокируется. Что я только не делал: и повторная калибровка и поднимал рабочую температуру - ничего не помогало - температура медленно, но падала.

Через пару часов мытарств, сочиняя правильный гуглозапрос, я вспомнил, что ещё на заре подбора БП я подумал о механизме стабилизации напряжений. Что в БП АТХ она производится в основном по 5-ти вольтовому плечу, которое в данном случае не используется. Т.е. нагрузка на 12-ти вольтовой цепи практически не отслеживается. Но на тот момент я решил отложить решение этой проблемы. Тем более это совершенно не помешало напечатать первую модельку.

И вот вспомнив это я решил всё-же обратить внимание на питальник и посмотреть на него, так сказать, вооружённым взглядом.

Мультиметр подтвердил мои опасения. При включенном нагреве напряжение просаживает с 12-ти до 11,5-11,3В, а при старте двигателей проваливается ещё на вольт, то есть до 10,5-10.7В. О_о!!! Вот потому-то PID и не отрабатывает.

Схему на монитор, паяльник в руки. Схема FA-5-2 практически стандартная для TL494 (по цепям стабилизации). Не буду приводить всю схему, она легко ищется на просторах интернета. Приведу участок подвергшийся насилию.
20кОм чуть выше расчётного для 12В и даёт 13В. Мне лень было искать другой резистор, к тому же я посчитал, что это не большая беда.

После такой переделки, стабильность напряжения изменилась на порядок и просадка не превышает 0.5В под максимальной нагрузкой. В результате полностью изменился температурный режим экструдера. Явно улучшилась динамика его нагрева. Естественно, произведена калибровка PID-регулятора.

Так почему же первые две попытки не выявили проблемы с питанием?

Ответ раскрылся при созерцании моей супруги, кутающейся в плед. В выходные, когда я делал первые пробы, ТЭЦ баловала нас горячими батареями и в квартире было относительно тепло. А в тот злополучный вечер (или наоборот. правильный) мороз немного усилился и поднялся ветер, а ТЭЦ не отреагировала. В следствие чего температура в квартире упала. Не сильно, но этого хватило, чтобы нагреватель уже не смог вывести экструдер на нужную температуру.

Так что те кто намечает применять в качестве БП компьютерные - будьте бдительны и перепроверьте как реагирует его выходное напряжение на нагрузку.

прошу прощенья за многобукв.

Всем здоровья.

Подпишитесь на автора

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

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

22
Комментарии к статье

Комментарии

01.03.2018 в 16:48
2

Древние блоки питания очень не любят нагрузку по 12 вольтовой линии. Там и диоды слабые и провод тонкий, и мрут быстро. А FA-5-2 как по мне, так это вообще уникум. За время учебы в универе несколько десятков починил и горели в них все что угодно. Правда в большинстве случаев изначальной проблемой был один из резисторов в обвязке tl431 залитый непонятной дрянью и уходящий в обрыв. От этого подскакивало напряжение и блок умирал. Очень советую заменить на новый.

01.03.2018 в 16:52
3

Ну не не любят нагрузку, а не любят перекоса. Ну и конечно же если по характеристикам скажем 250Вт по 12В, то нагружать свыше ну ни как не стоит.

01.03.2018 в 16:57
1

Да, так точнее будет. Спасибо за исправление.

01.03.2018 в 18:46
0

tl-ка там давно поменяна. Это один из БП который у меня на работе отработал свой ресурс раза 3 в режиме 24х7 и списан по моральному устареванию системника.

01.03.2018 в 16:51
4

Как-то совсем убитый БП. 250Вт  и просадка только на одном нагревателе экструдера. Скоьлко там? Ватт 40?
Вообще беря ATX надо читать, на сколько ватт он расчитан по линии 12В.

И того, 'на порядок' это в 10 раз.

01.03.2018 в 19:24
1

Если обратите внимание на часть приведённой схемы, то увидите, что ошибка регулирования отслеживается по делителю на 1-ой ноге TL494. Но если посмотреть внимательней, обращая внимание на номиналы резисторов делителя, то можно заметить, что влияние 12В-ого выхода более, чем в 6 раз меньше влияния 5В-ого выхода (неудачная связка 'более' и 'менее', но строить фразу иначе - лень, извините).
Замечу, что 5В вообще не нагружено, потому там даже перерегулирование и держится в районе 5.1В.  Теперь давайте прикинем на сколько сильно влияет просадка по 12-ти вольтовой на работу ШИМ по отношению к 5-ти вольтовой в номиналах. При снижении напряжения на 12В на 0.6В - это равносильно снижению 5В-ой линии менее, чем на 0.1В. НО! Это снижение заставляет ШИМ увеличивать мощность и тем самым напряжение на 12В-ой линии вроде как выравнивается, но 'бонусом' поднимается напряжение на 5В, которое так же влияет на ШИМ. По факту провал на 1,5В по 12-ти вольтовой линии почти не беспокоит TL494.
Просадка в 0.5В при доработанной схеме думаю скорее проявляется из-за того, что при отключенных двигателях и нагревателе БП работает практически на холостом ходе. Да и, честно говоря, это питание подведено проводами маловатого сечения. В конечном варианте они будут заменены на 2,5кв.мм

Теперь про мощность, а если быть совсем точным, про ток который БП обеспечивает по линии 12В. Конечно, я прикидывал потребляемый ток и ток который может дать этот БП.
По шильдику у него выходной ток по 12В - 13А. Считаем нагрузки: 4 двигателя с максимальным током 1,7А и 40Вт-ный нагреватель, в сумме дают 10.1А.  И это максимум. То есть с 30% запасом.
Хотбед у меня пока не используется. Да и, как писал, намечается на 220В, так как считаю хорошим тоном исключить одно преобразование энергии, к тому же которое приводит только к удорожанию, снижению надёжности за счёт самого БП, так и за счёт увеличения тока в цепи нагревателя.

01.03.2018 в 17:42
0

Корень проблем не в выборе типа блока питания, а в том, что применяется один общий блок питания.

Грамотные люди ставят по вольтметру на каждый вход РАМПСа, и, когда на первом слое - медитируют, третьим глазом - смотрят на напругу.

Пучеглазая медитация...

Про ИБП - не забыть, даже б/у-шный - выручает.

ski
01.03.2018 в 19:28
1

Вход используется один, ибо горячий стол будет на 220В.
ИБП да, в планах

Я вот ещё думаю - стоит ли использовать дежурку для запитки ардуины и использовать возможности ATX отключаться? Или это изврат?

01.03.2018 в 21:38
3

Я вот ещё думаю
Я иду путём множества блоков питания, и Ардуино Мега - питаю ВЫДЕЛЕННЫМ стабилизированным БП +7V300mA.
Коли Вы - на 'ты' со схемотехникой ATX-блоков питания, Вам ничто не мешает это попробовать.

Я вижу одно - этим путём Вы привязываетесь к существующему решению всё теснее и теснее.

Я исповедую модульный подход, всё ради работы 24/7, не отвлекаясь на потенциальный волшебный дым, и имея максимум гальваноразвязок.

Для себя пока понял следующий 'must-have' -
1. Диод на РАПМСе я скорее всего буду выкусывать, чтобы не было НИКАКОЙ подачи питания между МЕГой и РАМПСом;
2. Каждый БП (столик220VAC, драйвера+12VDC, Мега+7VDC, Дисплей1+5VDC, Дисплей2+12VDC) - имеет дежурный индикатор и стрелочный вольтметр контроля просадки;
3. Пятивольтовая цепь имеет визуальный контроль потребляемого тока;
4. Любой БП - меняется на подобный простой перекоммутацией;

Здесь я - про Hercules New 'Ski Edition', двухдисплейный вариант.

ski
05.03.2018 в 20:17
2

как то так? ;)
[IMG]http://shoppingator.ru/pict/tovar/www.artwall.ru/files/products/400_F_60518059.jpg[/IMG]

05.03.2018 в 23:03
0

Почти.
Только чуть скромнее :)

03.03.2018 в 01:30
1

Я через 5v standby запитал апельсин, но блок покруче вашего. Апельсин уже через  wifi управляет включением ATX.

03.03.2018 в 11:54
1

Зачётный симбиоз. Я что-то не задумывался, что стендбая вполне хватает на апельсинки. Спасибо за идею.

01.03.2018 в 21:00
2

В идеале вообще разделить питание, у меня например стоит 2 блока,один ATX питает плату управления и движки, второй (для светодиодной ленты на 24В) питает нагреватели хотендов, стол вообще силиконовая грелка на 220В греет. Работает все как часы, уже больше года, ах да еще УПСА со старым полусдохшем аккумулятором на 55А/Ч в этой схеме на входе,так что часа 3-4 бесперебойной печати обеспечено даже в случае отключения электричества, которое на даче не редкость.

02.03.2018 в 09:19
1

просто нужно правильно 'готовить' блоки питания... не достаточно просто взять и подключиться к нужным линиям и пр.. для принтера по-любому нужна доработка паяльником.. иногда значительная...
у меня, к примеру, трудится бп от компа на 550 ватт.  выдает 21 вольт.  при максимальной нагрузке просадка на самом блоке, ну может 0.1-0.2 вольта..(а это 27-30А)..
21 вольт (это напряжение подобрано чтоб максимальную мощность блока реализовать) идет на нагрев стола и питание двигателей, платы управления.. и к нему подключена DC/DC понижающая до 15.5 вольт для питания нагревателя хотенда вентиляторов и прочей требухи..
по поводу 'отключаться -изврат'.. вовсе не изврат, а это очень удобно.. снова, к примеру, у меня дежурка используется для питания orangePI с repetier-server, а она, в свою очередь, включает и выключает силовую часть БП, и, собственно, 'весь' принтер..

02.03.2018 в 10:04
1

Мне, например, некогда было заниматься переделками бп АТХ, перепробовал все  что в закромах валялись и нашелся один, который просто нормально работает без переделок. В перспективе то конечно хочется нормально перебрать какой нибудь бп, чтоб всё правильно было, но пока так. Впринципе , в чистом виде, без переделок, не стоит пользовать бп АТХ. Цепи стабилизаци , чаще всего мониторят 5 вольт, немного спасает выравнивающий дроссель, но это не правильно. 
 Так , что если и пользовать, то надо перебрать его и сделать правильные 12 вольт.

06.03.2018 в 17:30
0

Добавлю свои пять копеек. 

Если честно, не понимаю, зачем мудрить с АТХ питаловом, если питать нужно только хотенд и двигатели. Проще брать готовые 200 Вт БП. Их как грязи и цены соизмеримы, а запас по мощности компенсирует недостатки в качестве.
А вот если думать о столе - тогда да, хорошие готовые БП будут уже дорогими, а плохие... Не будем о них.
По поводу питания стола от 220 В - пока я вижу периодически слишком много пакостей от китайских силиконовых грелок. Основная проблема - отслоение грелки и очень быстрый выход ее из строя. Чтобы как-то снизить вероятность отслоения грелки от стола ее надо плотно прижимать механически, скотч на этих температура слишком ненаждежен.
Питание стола от 12 вольт - пока не встречал нормальных столов с запасом по мощности (исключение ультиковские столы, переделанные на 12 В). Но такой стол при разогреве кушает уже слишком много. Нужны слишком толстые провода. И ни один из виденных мной 450-500 ваттных АТХ БП (это основной ассортимент, того что достается бесплатно), не будет держать такой ток долго - диодные сборки и сечения проводов в трансе и ДГС на пределе (а точнее уже не выдерживают критики)!
Мое мнение - наиболее оптимальны ультиковские столы на 24 В. Имею хороший запас по мощности (соответственно быстро греются), хорошее качество изготовления, не дороги.
 
АТХ БП доступны (а в ряде случаев бесплатны).
АТХ БП могут быть на двухтактной схеме (494 и ее клоны) и обратно ходовые.
Обратноходовым - можно отказать сразу. Из них многого не выжмешь. 

А вот двухтактники позволяют очень быстро получить все необходимое. Самое простое - переделать на полноценные +-12 В (те самые 24 В для ультиковского стола). Для этого нужно:
- заменить диодную сборку на аналогичную установленной в цепи +12, но с другой полярностью (или использовать две сборки - каждую в своем плече, но надо брать их из 12-ти вольтовых цепей, там больше допустимое обратное напряжение, сборки из цепей +5 и +3,3 буду гореть),
- убрать диодик,
- заменить дроссель после ДГС (взять из другого БП из цепи +12 или намотать самому),
- перемотать обмотку на ДГС проводом нужного сечения обязательно сохранив число витков (его многие недооценивают, а он в АТХ БП ОЧЕНЬ важен),
- можно увеличить емкость в цепи -12 (но с учетом работы ДГС требования к емкостям в неопорной цепи вообще-то достаточно мягкие).

Теперь о цепях регулировки. 
шим контроллер использует обратные связи для защиты (останавливает работу при выходе за допустимые пределы любого из напряжений) и для регулировки (используется резистивный сумматор). Баланс в этом резистивном сумматоре можно менять (что автор заметки и сделал, только очень грубо в сторону +12 В). Беда вся в том, что в 3D принтере баланс потреблений по цепям очень сильно нестандартен и нестационарен. В результате легко можно получить срабатывание защиты (например по превышению в ненагруженной цепи +5 или по отрицательным напряжениям). Поэтому надо либо соблюсти этот баланс в приемлемых пределах, либо ампутировать эти цепи заменив все их делителями с +12 В. Если этого не сделать в один прекрасный момент можно получить запоротую после нескольких часов работы печать. Обидно будет очень.

Если БП достаточно свежий то больше делать ничего не надо - там уже баланс регулятора смещен на +12, а другие цепи являются вспомогательными.
Если БП древний, то там баланс смещен на цепь +5В. Тогда надо его изменить.

Выключение принтера по PS ON делается легко с любыми мозгами (нужен только один вывод), а вот его дистанционное включение может оказаться для неподготовленного слишком сложным при использовании некоторых типов мозгов (если стоит внешняя WIFI - то на включение можно задействовать ее, запитав только ее от дежурки и запрограмировав ее вывод на включение, а удержание оставить выводу от мозгов). 

По подключению стола тоже есть нюансы. Само собой надо не забыть про внешний гальваноразвязанный ключ, но это не все. Хорошая активная нагрузка, но ооочень кушающая. В результате пульсации вырастают достаточно сильно (и не дай бог свалиться в зону с разрывами тока в дросселе). Это приводит к тому, что конденсаторы в БП испытывают очень сильную нагрузку (ESR там не просто так стоят). Желательно стол подключить через дроссели и после них тоже поставить емкость. Это позволит электрически 'удлинить' цепь и избежать сильного повышения уровня пульсаций. 

06.03.2018 в 18:44
0

не понимаю, зачем мудрить с АТХ питаловом, если питать нужно только хотенд и двигатели. Проще брать готовые 200 Вт БП. Их как грязи и цены соизмеримы,
Потому что
АТХ БП доступны (а в ряде случаев бесплатны).
И это именно мой случай. Зачем платить за то, что лежит горкой?  Да ещё ехать куда-то за этим, когда бесплатное лежит прямо вон в углу. :D
К тому же уже не так часто получается поваять и попаять. :(

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Печатаем гибкую, эластичную, мягкую деталь полимерником

О Плотности фотополимеров

КОМПАС-3D v18 Home. Основы 3D-проектирования. Часть 16.3. Создание игрушечного паровоза. Крыша и тележка паровоза

Boot or not to boot или ректальная реанимация MKS TFT32.

Контейнеры для филамента, которые я использую.

Спасение новогодней елки