Дополнительная плата для усиления штатных мосфетов на Flying Bear Ghost 5

Для повышения безопасности принтера и снятия нагрузки со встроенных в материнскую плату мосфетов, владельцы принтеров часто устанавливают дополнительные платы с мосфетами большей мощности и подключают нагреватели хотендов и столов в ним.

Помимо предлагаемых китайскими производителями вариантами, например: https://aliexpress.ru/store/group/Heatbed/1047297_517227812.html, есть и разработанный в РФ. Продается здесь http://www.cheap3d.ru/shop/Zapchasti-dlya-printerov/Plata-kommutaoeii-Cheap3D-MOSFET-Switch-Board-55A-v20--1403.html

При покупке, обратите внимание на варианты исполнения. В моём случае, я планировал подключить к выходам штатных мосфетов, поэтому брал на 24В.

Меня подкупило описание. Плата имеет опторазвязку. Мосфеты не требуют ни радиаторов, ни активного охлаждения, если не превышать предельную нагрузку. В силовой части установлены встречные защитные диоды, защищающие транзисторы от пробоя при бросках напряжения, возникающих при работе с индуктивными нагрузками. Два канала - один можно подключить на стол, второй на хотенд. И цена отличная. Доп. выходы для подключения чего-нибудь еще, небольшого.

Некоторое время размышлял, куда установить эту плату. "Уголок технаря" предлагал свой вариант https://youtu.be/RegVBCkNDRE?t=803, который вдохновил меня на более глубокое проникновение в подвал принтера и изучение существующих отверстий.

Я примерял предложенный вариант крепления к плате Cheap3D, и понял, что его придется переделывать. И я даже начал, но потом присмотрелся к месту входа шлейфа стола.

В этом месте шлейф поджимается пластиковым мостиком на двух винтах.

Обмерив всё это хозяйство я набросал модель в Fusion360 и напечатал её из PLA для примерки.Примерка выявила ряд моментов, которые я устранил и напечатал уже из ABS финальный экземпляр.

В нём я предусмотрел карман-крышку, закрывающий окно входа шлейфа, чтобы ограничить попадание пыли в подвал, а также возможность случайного контакта с выводами клеммника на обратной стороне платы.

В конструкции также предусмотрел жабры для пассивной вентиляции и ребра жесткости.

Держатель устанавливается на штатное место вместо зажима кабеля стола и крепится теми же винтами.

К нему крепится плата 4-мя винтами M3 длиной до 10мм. Высота держателя 11 мм.

Желательно применить диэлектрические (не металлические) шайбы, чтобы не повредить плату. Хотя, в местах крепления и предусмотрен обход дорожками винтовых креплений, и диаметр обхода доходит до 9 мм.

Шлейф стола аккуратно выходит из под держателя, заворачивает и подключается к плате. Только нужно не забыть про полярность. Проще, если пометить полюса проводки до того, как открутите её от материнской платы. Иначе придётся лезть под стол и прозванивать пины.

Кроме винтов понадобятся разъемы KF2510 2-pin (мама, 2-4 шт.) и U-образные клеммы (8-10 шт.), характеристики которых хорошо описаны в даташите к плате http://www.cheap3d.ru/shop/cheap3d_mosfet_switch_board_datasheet_2.0_ru.pdf.

В принципе можно и KF2510 3-pin они держатся также хорошо, а еще их можно оторвать от старых кулеров из компьютера. Не ожидал, что пригодятся - "плюшкин" во мне ликовал.

После установки не забудьте про джамперы! Их функции описаны в даташите. Я их оба снял.

Клеммы обжимаются кримпером, без него плоскогубцами будет очень тяжко и будет повреждаться изоляция клемм. Почти вся коммутация обратно совместима. Единственное но - это необходимость надеть клеммы на провода питания стола. Необходимость - потому что без клемм, контакт в клеммнике будет не очень и соединение может греться. Вот пруф из даташита Cheap3D:

После коммутации, конечно всё включил и понаблюдал. В процессе нагрева стола до 100 китайских градусов, штатный мосфет на материнке нагрелся до 37 градусов. Мосфет на плате примерно до 40. Но т.к. плата расположена рядом с проходящими потоками воздуха от штатного кулера, то и эти показания лишь показывают, что плата с большим запасом и на стоке совсем не греется.

Записал об этом короткое видео на котором по светодиодам видно как синхронно отрабатывает PID на материнке и на плате: https://www.youtube.com/watch?v=imun2tuF3Nw Стол у меня на канале А, а хотенд на B. Так ближе клеммник к шлейфу стола.

PID-калибровка почти не изменилась, можно даже не калибровать заново - для принтера ничего не поменяется.

Доволен как слон. Теперь длительные печати на высоких температурах меня, как новичка, не страшат.

Вот такая получилась компоновка. Вполне прилично, как по мне, как поговаривает Соркин.

Модернизация малой кровью с минимальным вмешательством и обратной совместимостью, профит от которой - цена потенциально сгоревшей материнской платы (читай - продление срока её службы).

Модель держателя можно скачать здесь https://3dtoday.ru/3d-models/detali-dlya-3d-printerov/raznoe/derzatel-platy-cheap3d-mosfet-switch-board-55a-v20-na-statnoe-mesto-fbg5

Если у кого-то зачешутся руки модернизировать модель - добавьте в неё возможность установки кулера над платой.