Zatsit - Discussion et conception du boîtier de commande

[PrBifidus]

Bonsoir à tous,

Comme beaucoup, j'imagine, j'ai profité des promos du 11/11 pour faire mes emplettes chez Aliexpress afin d'être prêt à monter la belle dès son arrivée. Il va falloir commencer à se pencher sur le boîtier de commande.

Je vous propose donc de partager  et discuter ici les idées de chacun à ce sujet.

@Tircown et moi avons commencé à effleurer le sujet sur un autre topic.

Position des différents éléments

@Tircown est partisan de mettre l'électronique en hauteur, et loin du réservoir d'eau

Citation

[...] n’oublions pas qu'on a de l'eau juste au dessus. Le minimum est de mettre à la terre toute la structure, en particulier le bed. Le HPL étant isolant ça nécessite de tirer des câbles supplémentaires à cet effet. Je mettrais aussi le réservoir à l'opposé de l'électronique, de l'alimentation et du SSR. Et ces trois éléments en hauteur. J'ai déjà eu une fuite de watercooling sur un PC en fonctionnement, ce n'est pas marrant du tout (erreur de noob: les vis du rad ont percé un faisceau, étant le point haut la fuite n'était visible que lorsque la pompe tournait). [...]

Pour ma part, je trouve qu'il serait beaucoup plus pratique de mettre le boîtier de commande en dessous de la machine et de tout y regrouper. C'est a priori sur cette idée-là que je vais partir.
Et pour éviter les problèmes en cas de fuite du circuit de refroidissement de la tête, je prendrai du liquide non conducteur à la place de l'eau :
https://www.amazon.fr/XSPC-Xs-ec6-blu-conducteur-Liquide-Refroidissement/dp/B008PA1G00

Sur les dessus, je mettrais la bobine de fil (à moins que je ne convertisse une partie du placard qui est à côté du futur emplacement de la Zatsit en support multi-bobines).

Cahier des charges

Voici une liste (provisoire) de points que je voudrais respecter lors de la conception du boîtier.

1. Câble d'alimentation à l'arrière, mais bouton on/off plus accessible (devant ou sur le côté, à voir)
2. Mise à la terre du châssis
3. Refroidissement efficace de la carte et de l'alim (passive dans mon cas), mais peu bruyant. Je pense donc m'appuyer sur un gros ventilo (>= 120mm) silencieux.
4. La carte que je vais utiliser est une Duet Maestro. Duet recommande de bien refroidir le dessous de la carte car elle est conçue pour évacuer la chaleur de ce côté. Le position de la carte et du ventilo devra en, tenir compte.
5. Accès facile en cas de maintenance.
   Plateau coulissant, peut-être, ou un système où il suffit de soulever la structure pour accéder au contenu du boîtier. Pas encore trop réfléchi au truc, mais les boîtiers type U20 ou CR10 ne me satisfont pas de ce point de vue.
6. câblage bien organisé et le plus aéré possible
7. si je mets un écran TFT (pas encore décidé), il devra être en position inclinée et positionné en façade
8. port pour carte SD facilement accessible

N'hésitez pas à donner votre avis là-dessus, et à indiquer vos propres critères.

Modifié (le) Novembre 12, 2018 par PrBifidus

[jmarie3D]

Je pense que je vais mettre l'électronique au-dessus parce que la plupart des équipements se trouvent en haut (pas-à-pas, fins de course) ou s'alimentent par le haut (extrudeur, tête).

Comme j'envisage de ne pas mettre la machine trop en hauteur, ce restera accessible.

Pour le reste, je crois que j'aviserai au fur et à mesure du montage.

[PrBifidus]

Ce qui nécessite le plus de courant, et donc le câble le plus gros, c'est le plateau. Et lui il est en bas. L'arrivée secteur aussi est en bas.
C'est pour ça que je préfère mettre le boîtier en bas.

Je sais que je vais devoir tirer plus de câbles, mais des petits câbles qui se dissimuleront très bien dans les rainures des profilés makerslide et arriveront juste à côté des moteurs et des capteurs de fin de course. Ca devrait être propre.
Pour la tête  et l'extrudeur, j'aviserai au montage

Par ailleurs, il faut aussi caser la bobine de fil. Tu la mettrais au-dessus de ton boîtier de commande ?

[jmarie3D]

il y a 2 minutes, PrBifidus a dit :

Par ailleurs, il faut aussi caser la bobine de fil. Tu la mettrais au-dessus de ton boîtier de commande ?

Ce ne sera pas le plus gros problème que je vais rencontrer, je crois

[Darkblur_seb]

il y a 4 minutes, PrBifidus a dit :

Je sais que je vais devoir tirer plus de câbles, mais des petits câbles qui se dissimuleront très bien dans les rainures des profilés makerslide

En plus, il me semble des couvre câble sont prévu dans le kit.

Et pour le boîtier, je pense aussi le mettre dessous, déjà parce que je n'ai pas la place à côté.

On pourra peut-être le fixé au profilé 2020 au fond, pour rendre le boîtier et le châssis solidaire..

[PrBifidus]

il y a 15 minutes, Darkblur_seb a dit :

On pourra peut-être le fixé au profilé 2020 au fond, pour rendre le boîtier et le châssis solidaire..

Je ne suis pas fan de cette idée. Le 2020 n'est pas fixé fermement aux makerslide (dans la vidéo de montage, Marc indique "serrer les 2 vis captives sans appliquer aucune force), et le risque de déformer la géométrie de l'ensemble me parait trop élevé.

Je réfléchis plutôt  à ajouter des pieds sous le HPL, et caser mon boîtier dans l'espace créé.

Modifié (le) Novembre 13, 2018 par PrBifidus

[Tircown]

il y a 37 minutes, PrBifidus a dit :

Ce qui nécessite le plus de courant, et donc le câble le plus gros, c'est le plateau. 

Pas forcément. Si c'est un plateau 230V 200W c 'est 0.86A et du 0.75mm² suffit largement. Une cartouche chauffante 24V 40W c'est 1.67A.

Il indique de ne pas appliquer de force, mais il ne parle pas du serrage des vis, il parle des bracons. Bref tu serres les vis mais sans déplacer le 2020.

Modifié (le) Novembre 13, 2018 par Tircown

[PrBifidus]

Tu as peut-être raison, en effet.

[Darkblur_seb]

Peut-être que des trous supplémentaire dans la périphérie du plateau hpl inférieur serait utile pour y fixer un caisson alors. ou utiliser les fixation des profilés makerslide comme fixation, en enlevant un peu de longueur aux vis desdites fixations.

[Zatsit]

Pour compléter vos échanges en cours:

Infos câblage:

La platine en anneau qui porte le Flystruder comporte aussi une plaque pliée à l'équerre, avec des trous en attente pour visser deux connecteurs MOLEX KK, l'un à 4 broches, pour le moteur pas-à-pas de l'extrudeur, l'autre à 6 broches (4 broches pour la Hot-End, 2 broches disponibles pour un circuit supplémentaire). Il y a aussi des trous permettant de soulager les tuyaux souples du refroidissement par eau.

On peut donc constituer un gros câble sous gaine (spiralée, ou tressée), qui regroupera le refroidissement par eau, et les câbles pour l'alimentation Hot-End, le thermistor, et le moteur d'extrudeur. Le poids de ce gros câble n'est pas un problème, puisqu'il est fixé sur la platine porte-flystruder, qui bouge peu.

Par ailleurs, chaque platine support de Hot-end peut recevoir facilement un petit circuit à pastille, et deux passages sont prévus pour des embases MOLEX KK 6 broches à souder. On a donc deux possibilités pour câbler les Hot-End interchangeables, soit directement depuis la carte contrôleur, soit via le connecteur "volant" de la platine Flystruder.

Selon mon expérience, il vaut mieux placer les connecteurs sur la platine Flystruder, et accepter que chaque Hot-End ait un câble à 4 fils de 20/25cm, inséparable. C'est plus léger, et plus souple. On peut gainer ces quatre fils, c'est plus joli et plus propre , mais c'est aussi inévitablement plus rigide et plus lourd...

Problème des masses, électronique, et sécurité:

Je conseille de faire confiance au concepteur de la carte contrôleur, qui a étudié son circuit de masse, et ne pas chercher à improviser autre chose. La masse "électronique" (GND) de chaque composant (endstop, ventilateur, pompe, etc...) devrait donc être ramené indépendamment, sur les différentes broches prévues à cet effet sur la carte, sans chercher à simplifier ou à regrouper, pour éviter de créer des boucles de masse vicieuses, qui peuvent ensuite occasionner des problèmes erratiques difficiles à déboguer.

Pour la mise à la terre de sécurité, en pratique, il ne devrait y avoir que le boîtier de l'alimentation DC à connecter à la broche de terre de la prise secteur, ainsi que le plateau chauffant métallique, s'il est chauffé directement par le secteur 220V avec un chauffage en silicone, via un relais statique. Si l'alimentation est fixée sur l'un des profilés Makerslide, veiller à ce qu'il y ait bien continuité électrique entre ce profilé, le boitier de l'alimentation, et la broche de terre.

Tenter de mettre à la terre les autres divers éléments métalliques n'a pas beaucoup de sens sur Zatsit, car les plaques HPL sont électriquement isolantes, et chaque section de Hylite est implicitement isolée par le système de charnières, et les glissières en Delrin.

[PrBifidus]

Merci beaucoup, Marc, pour ces précisions.

J'avais prévu de faire comme tu le suggères pour connecter la tête, le flystruder, la pompe et l'éventuel accessoire, mais en fixant les connecteurs sous le HPL du haut. Mais si tu as déjà tout prévu, c'est parfait !

[Zatsit]

Electronique en haut ou en bas :

Chaque option a ses avantages, et ses inconvénients. Le tout est de bien les prendre en compte, chacun, dans la conception.

Pour ma part, je pense développer l'implantation en haut, mais c'est aussi parce que je dois en faire quinze, et qu'il y a moins de questions pratiques posées avec l'électronique en haut.

Profilé 2020 support des bracons :

Pour éviter les malentendus, ma recommandation de "n'appliquer aucune force" ne concerne que la première installation, au moment du serrage des vis captives, pour éviter que les bracons ne soient l'un en tension, l'autre en compression, d'emblée, ce qui tendrait à déformer inutilement la structure. Mais une fois que tout ça est bien serré, le profilé 2020 fait partie de la structure du chassis, et on peut y accrocher ce qu'on voudra sans problème.

[Zatsit]

Position de la bobine de filament :

Autant d'utilisateurs, autant de solutions ! J'ai tout essayé. Ça dépend du contexte d'utilisation de la machine. Si l'on tire toujours sur la même bobine de PLA, autant la laisser à poste fixe en haut de la machine, sur un axe Ø8mm (le trou est prévu dans la plaque HPL). Mais cet axe peut géner l'implantation de l'électronique, ou de l'alimentation, le cas échéant. Si l'on change tout le temps, ou si l'on utilise plusieurs couleurs, un (multi)-dévidoir posé sur le plan de travail à côté de la machine est bien pratique, je trouve, à condition d'avoir la place. Si c'est un atelier, une barre accrochée au mur, au-dessus de la machine, avec la réserve de bobines enfilées dessus, c'est parfait. Et si on veut conserver ses filaments sensibles à l'humidité dans une étuve spéciale, c'est encore autre chose.

Modifié (le) Novembre 21, 2018 par Zatsit

[PrBifidus]

Voilà où j'en suis de la conception de mon boîtier :

• Je suis parti dans l'idée de placer l'électronique en bas, car ça me semble plus pratique à l'usage, et plus esthétique. De plus, ça libère la plaque HPL du haut pour y mettre une bobine.
• J'ai tenu compte des recommandations de Duet, qui précise que la Maestro est conçue pour évacuer la chaleur par le dessous et qu'il faut donc ventiler cette face-là
• J'ai opté pour un boîtier-socle ouvert sur le dessus qui permet un accès facile en enlevant la Zatsit qui sera simplement posée sur le socle (mais je retiens l'idée de fixation aimantée imaginée par @fruscus)
  Pour permettre de séparer facilement la Zatsit de son socle, je vais probablement prévoir un connecteur 40 broches pour centraliser tous les câbles (sauf le 220V du plateau chauffant).
• Je me suis finalement inspiré du boîtier sur lequel travaille @fruscus pour la structure car la direction dans laquelle j'étais parti initialement commençait à être un peu trop complexe. Mais je n'utilise que 4 profilés 2020.

Il me reste encore à finaliser le cache de l'écran, à intégrer l'interrupteur général, et à peaufiner les détails concernant la fixation des différents éléments, mais je vous mets quelques images.
N'hésitez pas à commenter.

 

Modifié (le) Décembre 3, 2018 par PrBifidus

[ezrec]

5 degree angle, for cooling of DuetWifi on top HPL plate via passive

Révélation

 

convection.

Uses Hylite for structure (side panels omitted to illustrate upside-down placement of DuetWifi)

[fruscus]

Le 03/12/2018 at 01:09, PrBifidus a dit :

Voilà où j'en suis de la conception de mon boîtier :

Bona nit:

Et bien, ça avance bon train...

Je pense que l'idée est très bien conçue mais je ne vois pas comment tu veux construire ça. S'agît-il d'une seule pièce en plastique? Dans ce cas je pense que les profilés 2020 ne seraient nécessaires que pour le soutien de l'électronique. En cas contraire, comment penses tu assembler les différents éléments? 

Mon idée à moi est d'utiliser les extrusions que je récupérerai de ma Sintron et d'imprimer les pièces en plastique le plus petites possible aussi que d'éviter tant que je puisse l'emploi de vis et d'écrous.

Je posterai mes progrès aussitôt qu'ils seront un peu plus mûrs, je travaille à l'instant encore sur la cloison des ventilateurs et la prise de courant ... 

Une petite avance:

[PrBifidus]

La structure est assez proche de la tienne. J'ai 3 coins sur lesquels reposera la Zatsit (c'est mon idée de départ depuis le tout premier projet), et la liaison entre les coins est assurée en bas par des profilés 2020 (qui ne sont pas centrés sur les coins, pour gagner un peu de place à l'intérieur).

En revanche, je n'ai pas de profilés en haut. Ce sont les flancs qui assurent la rigidité. Je n'ai pas encore modélisé la liaison, mais ça sera une sorte de queue d'aronde.

Du coup, je suis moins gêné par les profilés pour aménager l'intérieur.

J'ai modélisé le support de l'écran ce soir :

J'ai encore des ajustements à faire pour qu'il puisse s'imprimer correctement, si possible sans support

Modifié (le) Décembre 4, 2018 par PrBifidus

[Solex4ever]

Salut,

Je vois que ça travaille dur ici, bravo !!!

De mon côté, je n'ai pas pris le choix de faire une intégration du boitier de commande spécifique à ZATSIT afin de pouvoir être réutilisé plus facilement sur une autre imprimante.

J'intègre donc l'électronique dans un boitier prévu initialement pour de la HIFI car ils ont le mérite de ne pas être cher et facilement modifiables.

C'est loin d'être fini mais ça donne ça pour le moment

A+

[PrBifidus]

C'est une excellente solution également.

Je trouve 2 choses particulièrement intéressantes :

• utiliser un module D-Sub pour la connectique. Je veux moi aussi mettre un connecteur que je pourrais enlever facilement pour séparer la Zatsit du socle. Je suis parti suir un connecteur dupont 2x20 broches, mais ton idée est vraiment intéressante. Je crois que je vais l'adopter.
• utiliser un ventilo radiale cette manière. Faut voir ce que ça donne au niveau du bruit, mais en tous cas tu peux être sûr que ta carte sera correctement refroidie.

Tu comptes le fixer à la structure de la zatsit, ou le laisser à côté comme sur les CR10 et consoeurs ?

[Solex4ever]

Pour le ventilo, c’est un 12v d’un ancien Mac Pro que je prévois de faire tourner en 5v, c’est donc très silencieux. 

Pour l’emplacement, puisque je compte faire un caisson type vitrine, je prévois de mettre le boîtier derrière le fond.

[Tircown]

Excellente astuce avec ces boitiers. Aurais-tu un lien?

Le connecteur D-sub m'inspire aussi. Merci du partage. J'imagine bien 3x DB9 pour les axes et leur butée et un/des DB15 pour la hotend + 2x ventilateur + extrudeur en scindant les départs dans des câbles différents selon la destination.

[PrBifidus]

Moi je suis plutôt partisan de regrouper et de n'utiliser qu'un seul connecteur, ou 2 mais de taille différente. Si tu mets 3 connecteurs identiques,  il y a un risque de mauvais branchement.

Les modèles que j'ai trouvés et qui donnent les caractéristiques électriques sont prévus pour 500mA par broche, ce qui n'est pas vraiment adapté pour les steppers (sauf à brancher 4 broches par moteur). Ca semble être le cas pour les version HD (3 rangées de broches).
Pour les D-sub en densité normale (2 rangées), les contacts sont plus gros et, a priori, résistent mieux. Chez Harting, les connecteurs sont donnés pour 6.5A max, mùais chez les chinois, je n'ai pas trouvé d'info précise. J'en ai vu un donné pour 10A, mais je ne sais pas si c'est par broche (ça me parait beaucoup) ou au global.

Néanmoins, 2A ça devrait passer chez tout le monde pour les connecteurs 2 rangées.
Du coup, je verrais 1 D-sub 9 broches pour la tête (cartouche chauffante, thermistance, Z-probe) et un 37 broches pour le reste (moteurs, fin de course, extrudeur, ventilo, pompe...). Et pour le bed, un connecteur plus sécurisé car je serai en 220V.

[Solex4ever]

Voici le boîtier acheté.

https://www.audiophonics.fr/fr/boitiers-diy-boitiers-serie-eco/hifi-2000-boitier-eco-ep802825-280x250x80-p-3438.html

Il aurait été sans doute plus simple de prendre la taille au dessus 

[Tircown]

Merci @Solex4ever.

Ça ne me pose pas de problème d'interchanger les 3x DB-9. Je n'ai pas prévu de démonter le boitier de la Delta et les axes sont interchangeables puisque j'aurais la même disposition des broches. Sur les sites un peu plus pro, Digikey par exemple, les modèles à souder avec les fils directement ou traversant les CI (pas les SMD) sont tous donnés pour 5A par broche.

ex: https://www.digikey.fr/product-detail/fr/norcomp-inc/171-009-203L031/3209FE-ND/858111

Avant de commander je vais attendre d'avoir la Zatsit en main et la faire tourner en mode McGuyver/chatterton et vérifier que rien n'interfère. L'idée que j'ai en tête consiste à fixer un boîtier sur une plaque d'alu pliée qui va d'un montant à un autre et servira de contreventement. Esthétiquement j'aime bien les braquons de Marc mais il prennent de la place et le bois n'est pas forcément le meilleur choix pour des tir-pousses.

[PrBifidus]

Il y a 3 heures, Tircown a dit :

Ça ne me pose pas de problème d'interchanger les 3x DB-9. Je n'ai pas prévu de démonter le boitier de la Delta et les axes sont interchangeables puisque j'aurais la même disposition des broches.

Non, ils ne sont pas interchangeables. En tous cas pas n'importe comment.
Si tu effectues une rotation, oui, aucun problème. Mais si tu inverses 2 axes tes pièces seront imprimées en miroir. Tu vas obtenir _| au lieu de |_