Реализация 32 бит на RAMPS 1.5 и ARDUINO DUE при сборке ЗD-принтера.

Статья о переводе платы управления 3D-принтера на 32-битную электронику, реализованную на основе процессорной 32-битной платы управления ARDUINO DUE и шилда RAMPS 1.5. Под прошивку MK4due v4.3.2.RAMPS 1.5 – это немного улучшенная RAMPS 1.4 – заменен тип корпусов у силовых транзисторов и заменены предохранители на SMD. Данные переделки приблизили эти платы к промышленному стандарту. При том, в топологии платы изменения небольшие, что позволяет переделывать данную плату под 32 бита, основываясь на материалах переделки RAMPS 1.4., поэтому для лучшего понимания переделок желательно также почитать и статьи других авторов - о переделке RAMPS 1.4. под управление Ардуино DUE.

Вот так выглядит переделанная плата RAMPS 1.5, подключенная для тестирования.Вот фото со снятой периферией:Остановимся более подробно на перепайке RAMPS. Так как в сети я не нашёл печатной платы RAMPS 1.5, то при переделках основывался на плате RAMPS 1.4 – так как подсоединительные контакты совпадают, то измерив прибором нужные точки на плате стало понятно, как её изменять. Внизу схема как изменять плату, на основе картинки RAMPS 1.4.

Сперва выпаиваем штырьки и силовую колодку (на схеме обозначена MSTBA4):Затем паяем перемычки и в одном месте перерезаем дорожку:Вот так это выглядит на фото платы:На верхней стороне делать придётся чуть побольше:Дополнительно к перемычкам, надо выпаять силовые транзисторы B55NF и впаять L3803V (IRL3803). Предварительно, откусив и выгнув, как надо, ноги и откусив лишнюю часть монтажной площадки под винт.Также припаиваем стабилизатор на 9 вольт L7809:Припаиваем керамические конденсаторы 4,7 мкф и паяем на съемных колодках дополнительный электролит на линию 3,3 вольта.Или такой вариант -электролит ROE 1000мкф*6,3вольта с шунтирующим керамическим конденсатором 4,7 мкф*35 вольт:Линия на “+5” вольт нужна только для питания дисплея. Поэтому дополнительный конденсатор напаял прямо на дисплей. Дисплей подключен стандартно:Энкдер подключен по схеме, только без кнопки “СБРОС” – так как это не “резет” – а просто какая-то команда, которая с задержкой стопорит выполнение программы.На указанный разъём I2C можно подключить OLED дисплей - SSD1306 I2C. Поддерживает русский язык. Правда следует учитывать, что плата управления может управлять напрямую только одним дисплеем. Вот сравнение двух дисплеев - активен только один, а другой просто держит картинку, которую не скинул после перепрошивки платы на другой тип дисплея. Я использовал большой дисплей - с ним проще настраивать прошивку. А для Олед дисплея надо энкодер стандартно на другие пины подключать или переназначать их.Оптические концевики были спаяны по такой схеме и их работоспособность проверена на текущей переделанной плате (они работают):На плате DUE был выпаян разъём на 9 вольт и впаян винтовой разъём. Также было припаяно сопротивление 10 кОм . При установке в корпус выяснилось -неудобно впаял разъём -его бы надо было повернуть на 180 градусов. Удобнее было бы монтировать плату и вставлять провод.Сопротивление нужно для перезапуска платы при включении. Мне к сожалению попалась плата, с не модернизированной прошивкой загрузчика. После включения питания - для старта необходимо было нажать 'РЕЗЕТ'. Впайка сопротивления устраняет данную проблему.

Подключение SD карты выполнено по схеме. Если карта запускается со штатного питания с линии 3,3 вольта, то можно схему со стабилизатором и запиткой от 5 вольт не ставить. Карту лучше отформатировать FAT32 с кластером 64 кб.:Я прошил прошивкой MK4duo v 4.3.2. - это стабильная версия.

На момент написания статьи была уже и экспериментальная версия '4.3.29 dew', но я её не запускал.

О том, как прошить DUE прошивкой “MK4due” читайте статью:

http://3dtoday.ru/blogs/rus5/setting-mk4duo-with-pictures/Фото смонтированного отсека для электроники (до монтажа вентиляторов охлаждения):Если кратко импульсный блок питания , с дополнительной дроссельной секцией для фильтрации от игольчатых выбросов +- 10 вольт.

Так как применён силиконовый нагреватель 200 ватт на 240 вольт для стола, применено электронное реле:Смонтированная плата управления с проводами:Экран, энкодер и слот для карты памяти (припаянный на монтажной плате):Принтер собран на основе корпуса СПринтер 232 ПРО.Сперва поставил редукторный экструдер Титан, но при настройках очень неудобно с ним- снимать и снова ставить пруток. Поэтому поставил обычный экструдер с пластиковым фитингом. Надо более тщательно будет сравнить качество печати этих двух экструдеров, но позже:Обдув под 40мм вентиляторы с рефлекторами уже печатал на этом принтере . Бесцветный пластик лучше печатается. Серый (металлик) очень уж капризный. Нагревательный блок в силиконовом 'чулке' и утеплён асбестом. С наружи обмотан каптоновым скотчем.Концевые выключатели все оптического типа, на Z оси ШВП:Сделана панель с разъёмами для отсоединения Хот-енда и вентиляторов обдува:Для удобства сделана светодиодная подсветка зоны печати и выключатель подсветки:На не обкатанном принтере напечатал элементы для системы охлаждения платы управления . Вот переходник для вентилятора с размера 60мм на 50 мм. Печатал со скоростью 160 мм/сек - печаталось где то около 40 минут , не помню точно.Вторая деталь воздуховода печатал на 180 мм/сек - половину напечатал нормально, но так как обдув на двух вентиляторах ещё не был смонтирован и опасался за слишком громкий звук работы китайских подшипников снизил скорость до 100 мм/сек. Потом уже пришлось попортить при монтаже не учел отверстия для головок винтов и как их закручивать. Модель(не моя) воздуховода была разработана для завинчивания болтов шляпками с другой стороны.При оценке деталей следует учитывать - что это фактически первые напечатанные детали на этом принтере, который до конца недособран , не обкатан и прошивка настроена только в черне.

Всё уже печатает, но бьюсь над заморочками прошивки - не могу побороть 'зеркальную' печать. Приходится в слайсере ставить галочку 'зеркало оси У'.

Проблема в концевике У. Он установлен в максимальной позиции. И скомпилировать прошивку удается только, если его поставить как 'минимальный У'. А нормального инвертирования оси 'У', как в последних версиях Марлина, здесь нет, есть только инвертирование двигателей. Но в Н-бот инвертируешь один двигатель , а инвертируются обе оси. То есть У становится правильной, а Х наоборот начинает неправильно двигаться. То есть пока бьюсь над решением, но смотрю обновления -может в обновлениях прошивки искоренят эту проблему. Однако это не мешает печатать. Надо только при подготовке кодов в слайсере не забывать зеркалить модель - если модель не симметричная по ХУ. Тогда можно и не зеркалить.

Всем удачи и успехов.

Екатеринбург.

09 ноября 2017 г.