Nieco o zasilaniu Prime’a

28 Kwi 2015

Niecałe 2 tygodnie temu uszkodziłem w swojej drukarce 2 gniazda – jedno do komunikacji USB z komputerem, drugie do zasilania. Naprawa pierwszego z nich poszła dość szybko – wyrwane gniazdo udało się na nowo przylutować do Rumby, czyli elektroniki sterującej Primem. Jeśli chodzi o gniazdo zasilające, to jego awaria była związana przegrzaniem i nadtopieniem jednego ze styków:

20150423_180502

Każdy kto składał Prime’a w wersji XT (z grzanym stołem) zauważył, że Rumba ma podwójne zasilanie – od gniazda zasilającego idą dwie pary przewodów. Jest to związane z tym, że jedna para kabli przewodzi prąd tylko i wyłącznie do grzania stołu, druga natomiast zasila samą elektronikę, silniki, wentylatory i grzałkę hotendu. Każda z par daje napięcie 24V. Dlaczego prąd musi być dostarczony do drukarki w ten sposób? Otóż najbardziej prądożernym elementem całego urządzenia jest płyta grzewcza stołu, która (zgodnie ze specyfikacją) ma moc ok. 180W. Sama grzałka służąca przetapianiu filamentu (rozgrzewająca się zresztą dużo mocniej niż sam stół) ma „raptem” 40W. Oczywiście podczas druku obydwie grzałki nie pracują non stop na pełnej mocy. Podłączone w odpowiednich miejscach termistory pozwalają przez czas kontrolować ich temperaturę, a moc grzałek jest ustawiana tak, żeby zadaną temperaturę utrzymać na w miarę stałym poziomie.

Jak to wygląda w praktyce można zobaczyć w programie Repetier-Host, który podczas druku wyświetla kilka ciekawych wykresów:

Repetier

Górny wykres na powyższym przykładzie pokazuje temperaturę ekstrudera (linia czerwona – ustabilizowana na poziomie 190ºC) oraz temperaturę stołu (linia niebieska – ok. 65ºC). Drugi wykres (Output Extruder) pokazuje moc grzania ekstrudera – na poziomie nieco ponad 50%. Na trzecim wykresie (Output bed) można zobaczyć, jak włączany i wyłączany jest stół grzewczy – każdy słupek to chwilowe jego włączenie w celu skompensowania samoistnego stygnięcia platformy. Z niewiadomych przyczyn obydwa dolne wykresy nie pokazują początkowego rozgrzewania drukarki (kiedy obydwie grzałki pracują pełną mocą). Informacja dla dociekliwych – od czasu 40:00 został włączony wentylator chłodzący wydruk, dlatego od tego momentu nieco zmieniły się charakterystyki wszystkich 3 wykresów.

Odkładając na bok kwestie temperatury wrócę do tematu przewodów zasilających. Prąd, jaki musi być w dostarczony do podgrzewanego stołu jest dość duży i może wynosić nawet do 8A. Wymaga to zapewnienia odpowiednio grubych połączeń elektrycznych – i twórcom Rumby jak widać łatwiej było wydzielić fragment elektroniki zasilającej stół, która musiała być dostosowana do takiego prądu. Na instrukcji do Prime’a można zobaczyć jak to dokładnie wygląda (prawy dolny róg na poniższej grafice):

Źródło: http://www.monkeyfab.com

Ponieważ w przypadku awarii mojego Prime’a stopieniu uległ jedynie fragment gniazdka odpowiedzialny za zasilanie stołu, przez jakiś tydzień drukowałem bez podgrzewanej platformy (jak to wyszło opowiem w kolejnym wpisie).

Wymiana uszkodzonego gniazda zajęła mi łącznie koło godziny czasu. Jak się okazało, kable ze starym gniazdkiem były dość solidnie zlutowane, dlatego po prostu je odciąłem, i po zdjęciu fragmentów izolacji odpowiednio przylutowałem na nowo:

Miejsca lutowania zabezpieczyłem za pomocą rurek termokurczliwych. Końcówki przewodów podłączyłem z powrotem do Rumby:

20150427_191804

Żeby uniknąć podobnej awarii gniazda zasilającego warto zadbać, aby wtyczka od zasilacza zawsze była dokładnie dociśnięta. Teoretycznie przy w miarę ostrożnym przesuwaniu drukarki przewód nie powinien się sam wypiąć z gniazda (wtyczka ma małe ząbki po bokach które ją blokują), niemniej dobrze jest zwrócić na to uwagę. Dobrze też pamiętać żeby przed „grzebaniem” przy elektronice całkowicie odłączyć od niej zasilanie – nie tylko przełącznikiem z tyłu drukarki, bo nie odcina on napięcia doprowadzanego do terminala HB-PWR znajdującego się w prawym dolnym rogu Rumby.

Na koniec, chcąc się upewnić co do „prądożerności” drukarki zrobiłem kilka testów z miernikiem wpiętym między przewody zasilające (mierząc prąd za zasilaczem, tam gdzie napięcie wynosi 24V):

  • Drukarka w trybie włączonym – 0.12A (elektronika i jej wentylator, oświetlenie, wentylator ekstrudera)
  • Poruszanie silnikami X i Y (100 mm/s) –  ok. 0.4A
  • Rozgrzewanie dyszy – 1.6A

20150428_214148

Ogólnie podczas druku z PLA prąd pobierany przez drukarkę (z wyłączeniem grzania stołu) nie przekroczył 2A, przez większość czasu oscylując wokół 1 – 1.5A. Prąd płynący przez płytę grzewczą stołu MK2b okazał się u mnie nieco niższy niż wynika z parametrów na reprap.org  – wyniósł 5.5A.


O autorze

ARTYKUŁY POWIĄZANE

Ostatnie komentarze