Mon cube CoreXY avec portique mobile

[ZeblodS]

J'avance sur la solution : il s'agira bien d'un quatrième axe Z afin de verrouiller complètement le portique et corriger les torsions.

Niveau design je pousserai l'axe central arrière sur un des côtés, et rajouterai un axe identique de l'autre :

Pour ce faire, je ferai découper des attaches qui viendront se mettre par dessus au niveau des coins du portique, et également de nouvelles plaques de montages pour les axes. La liaison se fera comme pour les deux autres axes, via boulon/écrou et un couple de rondelles gardant ainsi une liaison ponctuelle pour pouvoir ajuster le plan du portique, mais sur 4 points ce coup-ci :

Et vue de plus près à l'arrière :

Je vais également reprendre la fixation du lit, sur quatre points également avec un capteur piezo par fixation. Pour ce faire il faudra simplement remplacer la plaque de fixation du lit, déplacer le support/capteur qui était derrière sur un côté et en remettre un autre identique de l'autre côté :

La plaque de support du lit sera renforcée via des profilés aluminiums 2020 en dessous afin de ne plus avoir de déformation (ce qui est légèrement le cas actuellement) :

Au final, ça sera donc 6 nouvelles pièces à faire découper en aluminium 4mm :

A part ces découpes, pour ajouter le quatrième point de montage du lit j'ai déjà tout ce qu'il faut, y compris le quatrième capteur piezo.
Mais pour le quatrième axe Z il va falloir que je fasse quelques commandes en ligne car j'ai déjà certaines pièces (vis mère avec son écrou, support du moteur...) mais il me manque les tiges/guides linéaires et leurs supports, le moteur et son coupleur.

Cependant, je devrais pouvoir faire toutes ces modifications en enlevant uniquement les montants inférieurs et supérieurs à l'arrière de l'imprimante, tout le reste pourra rester en place (surtout le portique qui est entièrement câblé avec les courroies en place), donc au final ça devrait être assez simple à faire.

 

Je vais également devoir ajouter un nouvel axe à ma Duet 6HC car ses 6 TMC5160 sont tous utilisés. Je pense me tourner vers la Duet 1LC qui sera la solution la plus compacte (et économique) : son TMC2209 suffira amplement pour l'extrudeur. Je devrais pouvoir la caser dans le boitier de commande sans avoir à réimprimer quoi que ce soit (probablement vissée sous le second étage, sur la partie qui est inutilisée).

Pour la liaison entre le boitier de commande et l'imprimante, afin de ne pas avoir à refaire la plaque de connexion je pense fusionner les deux GX16 4 pins utilisés pour les deux éléments chauffant et sondes de température, en un seul GX16 7 pins (le 24V est commun pour les deux éléments chauffants). Ce qui laissera le second GX16 4 pins libre pour relier le 7ème moteur. Je vais devoir faire un peu de découpe à l'arrière du boitier de commande pour caser un connecteur 7 pins à la place du 4 pins.

Donc a commander le GX16 7 pins avec son câble et le connecteur niveau boitier de commande, et la Duet 1LC.

[ZeblodS]

Après quelques recherche, j'ai décidé de mettre en œuvre une protection supplémentaire en cas de défaillance d'un MOSFET sur les éléments chauffant (tête d'impression et/ou lit), ou en cas de défaillance du SSR utilisé pour alimenter le lit en courant secteur.

https://docs.duet3d.com/en/User_manual/Overview/Fire_safety

Citation

 

The Duet firmware normally controls the power to its heaters with MOSFETs. These power components are quite reliable but can fail, and one of the ways they can fail is as a short. If this occurs, the Duet firmware may command the heater to shut down, but the failed MOSFET means that the heater is instead supplied at 100%. There may be other failure modes (for example a short of 12/24V to ground) that simply shutting down the affected heater will not solve. If your power supply supports the PS_ON pin, then the firmware can use it to shut down the whole 12/24V circuit, leaving only the low-power 5V circuit. If you have an ATX power supply, then this is simply a matter of connecting the appropriate pin.

A similar problem can arise with heated beds that are controlled through a solid-state relay (SSR). The manufacturers of these parts state that they can fail as a short (see this link), that is, supplying full power to the attached device regardless of the input signal, and they advise against building devices whose only off switch is an SSR in case this occurs. For a heated bed powered this way, it may be a good idea to add either an appropriate thermal cutoff to the bed (see below) or an electromechanical relay attached to PS_ON (so that the MCU can shut down the heater). Electromechanical relays can reliably fail open, and if they are used for switching power to the printer rather than temperature control they can last a very long time.

 

Le contrôle de ce PS_ON se fait de façon manuelle via les commandes M80 pour l'activation, et M81 pour la désactivation.
Mais la désactivation peut également se faire automatiquement en réglant le paramètre A3 lors de la configuration des éléments chauffant via M143 si la température dépasse la valeur maximum définie avec le paramètre S.

Je vais donc ajouter des relais contrôlés via le PS_ON de la Duet 6HC afin de couper à la fois le 24V utilisé pour les éléments chauffants (tête d'impression et commande du SSR pour le lit), mais également la phase et le neutre fourni au lit via le SSR.

https://www.techrepublic.com/article/troubleshooting-pc-power-supplies/

Citation

Normally, the PS_ON pin will be at a nominal +5V when the system is off. When you press the case switch to power on the system, the voltage at the PS_ON pin will drop to ground potential (0V), and the ATX supply will be powered on.

Donc le signal PS_ON généré par la Duet sera à 5V quand la commande est OFF, puis mis à la masse pour la commande ON.

 

J'utilise déjà un ensemble de modules relais du commerce pour allumer et éteindre toutes les tensions de l'imprimante en fonction du module d'alimentation du Raspberry Pi (Geekworm x735 v2.5) qui génère un 5V de commande, et cette commande est alors utilisée pour déclencher les relais fournissant les 5V, 12V, 24V et tension secteur pour l'imprimante. Je vais donc garder ce fonctionnement et ajouter d'autres relais pour le 24V et tension secteur en fonction du PS_ON, ce qui coupera uniquement les éléments chauffants en cas de problème, mais pas l'électronique de commande ni les ventilateurs.

Vu que c'est déjà un bordel sans nom dans le boitier de commande avec tous ces modules relais câblés séparément, ainsi qu'avec les modules voltmètre/ampèremètre et leurs shunt externes, je vais faire un circuit sur mesure pour remplacer tout ça.

Les trois alimentations :

Les modules relais actuels :

Les shunts actuel avec leur schéma de câblage :

 

J'arrive donc au schéma suivant pour circuit d'alimentation :

Et au PCB suivant sur 4 couches :

Quelques remarques :

• Après expérimentation, je ne dépasse pas les 4 à 5A maximum sur chacune des tensions, donc pour gagner en place je vais me contenter de relais SPST-NO donnés pour 277VAC/28VCC 10A max, commandés en 12V.
• Tous les connecteurs seront des JST-VH, utilisés notamment sur les Duet, qui sont donnés pour 250VAC/250VCC 7A max, donc normalement suffisant même pour la partie secteur. Je vais néanmoins prévoir de doubler les pins pour les prises en entrées pour pouvoir utiliser deux pins par câbles si besoin entre les alimentations et le circuit.
• Le circuit est prévu pour pouvoir visser les trois shunts des modules voltmètre/ampèremètre directement sur la face arrière, ça simplifiera grandement le câblage.
• Le PCB sera fait en 4 couches, avec les couches externes en 1oz et interne en 0.5oz qui est la version de base chez le fabricant pour limiter les couts.
• J'utiliserai au maximum possible des plans de tension afin de répartir le courant sur une grande surface et limiter la chauffe, vu la taille du circuit et des plans de tension on est large pour les 4 à 5A par tension. J'ai une isolation de 15mil (0.381mm) pour séparer les faibles tensions et de 30mil (0.762mm) pour séparer les tensions secteur.
• Un signal de commande venant du module d'alimentation du Raspberry Pi sera utilisé pour 5 relais et générer les tensions dite "AC" sur le schéma, et un signal PS_ON venant de la Duet 6HC sera utilisé pour 3 relais et générer les tensions dite "PS" sur le schéma. Ces deux signaux utiliseront le schéma de principe suivant pour commander les relais, un des signaux est à commande sur 5V et l'autre sur la masse via opto-coupleurs.
• Au niveau des connexions (prises CNx), il y aura donc :
  • 1 : Alimentation 5V en entrée
  • 2 : Module voltmètre/ampèremètre 5V
  • 3 : Raspberry Pi et son module d'alimentation (qui donne la commande) en 5V permanent
  • 4 : Télécommande pour les bandeaux LEDs de l'imprimante en 5V permanent
  • 5 : Câble PS_ON sur la Duet 6HC en 5V après commande
  • 6 : Borne positive pour les LEDs d'indication en façade du boitier en 5V après commande
  • 7 : Alimentation des capteurs de fin de course X/Y et de la sonde Z sur l'imprimante en 5V après commande
  • 8 : Alimentation 12V en entrée
  • 9 : Module voltmètre/ampèremètre 12V
  • 10 : Module ventilateur pour le boitier en 12V permanent
  • 11 : Module d'alimentation des bandeaux LEDs sur l'imprimante en 12V permanent
  • 12 : Borne positive pour les ventilateurs sur la tête d'impression en 12V après commande
  • 13 : Alimentation de la boite de séchage / balance de filament ESUN en 12V après commande
  • 14 : Alimentation 24V en entrée
  • 15 : Module voltmètre/ampèremètre 24V
  • 16 : Alimentation de la Duet 6HC en 24V après commande (utilisé quasi exclusivement pour alimenter les moteurs pas à pas)
  • 17 : Alimentation de la Duet 1LC en 24V après commande (utilisé quasi exclusivement pour alimenter les moteurs pas à pas)
  • 18 : Borne positive pour l'élément chauffant de la tête d'impression et pour la commande du SSR du lit chauffant en 24V PS_ON
  • 19 : Entrée du 230V secteur
  • 20 : Alimentation des 4 modules voltmètre/ampèremètre (5V, 12V, 24V et secteur) en 230V secteur après commande
  • 21 : Alimentation du lit chauffant via SSR 230V secteur PS_ON

 

Pour le reste des évolutions de l'imprimante, tout est commandé. Les pièces en alu à découper et les profilés de renfort pour le support du lit aussi. Donc la suite quand je commencerai à recevoir les pièces.

Modifié (le) Octobre 5, 2022 par ZeblodS
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[ZeblodS]

Petites améliorations sur la tête d'impression, en parallèle de l'ajout du 4ème axe Z.

Je me suis décidé à passer sur un vrai Mosquito de Slice Engineering, à la place du clone NF-Crazy.

Le kit Mosquito "classique", avec une chaussette silicone, deux buses 0.4mm (une Bridgemaster en cuivre avec revêtement renforcé, et une Vanadium en acier A2 trempé pour tout ce qui est abrasif), et la clé calibré pour changer la buse facilement. J'ai aussi un tube de Boron Nitride de la marque que j'avais déjà utilisé pour monter la cartouche chauffante et la sonde de température sur le clone. Je garde d'ailleurs ces deux éléments qui fonctionnement bien.

J'en profite pour faire également une évolution de l'extrudeuse OMGv2, en y installant les engrenages améliorés de la v2S qui sont en acier A2 à la place de ceux en laiton/aluminium de la v2. Ça devrait être plus résistant à l'usure.

Le remplacement est quasiment plug-and-play car les dimensions sont exactement les mêmes que celles du clone que j'avais précédemment.
J'ai seulement du refaire le morceaux de PTFE Capricorn situé entre l'extrudeuse et le hotend car la gorge au niveau radiateur du Mosquito est un peu plus profonde de ~1mm.

Une fois remonté avec la chaussette silicone, cartouche chauffante et sonde fixées au Boron Nitride et maintenu en place via les deux vis sur les côtés.

Le bloc de chauffe n'a pas la même forme que sur le clone, il est légèrement plus petit mais également légèrement plus éloigné du radiateur. La hauteur globale du hotend est cependant strictement identique. La chaussette silicone est par contre très épaisse, comparée à la chaussette du clone et à celle sur mon Ender-5. A voir à l'usage si cette sur-épaisseur ne sera pas trop gênante pour le refroidissement de la pièce qui du coup souffle en partie sur la chaussette...

Mon premier ressenti sur ce Mosquito sont très bon : tout respire la qualité, surtout comparé au clone. Même la chaussette silicone semble très résistante. J'ai hâte de terminer l'ajout du 4ème axe sur l'imprimante pour pouvoir enfin l'utiliser. Je vous tiendrai au jus quand ça sera terminé.

[ZeblodS]

J'ai terminé la "mise-à-jour" du boitier de commande pour gérer le 4ème axe Z.

J'en ai profité pour entièrement refaire toute la partie alimentation via un circuit custom (voir deux messages au dessus), et revoir une partie du câblage interne, car toute la gestion de l'alimentation était faite "en dur" avec des câbles serties/soudés et j'ai du tout couper quand j'ai voulu désassembler les différents éléments...

En partie débranché, les trois alimentations tout en bas :

J'ai refait la connexion avec les LEDs et l'interrupteur en façade en utilisant des JST-SM (un de 4 et un de 9 pins).
L'interrupteur comporte maintenant un cercle LED afin d'avoir le voyant lumineux correspondant à l'allumage du Raspberry Pi et de la Duet.
La LED précédemment utilisée comme voyant d'allumage sert maintenant de témoin pour le PS_ON généré par la Duet (via M80/M81 et automatiquement coupé en cas de soucis de température sur le hotend ou le lit) :

Les 4 voltmètres/ampèremètres sont toujours d'actualité.
Les trois shunts pour calcul de l'ampérage des tensions continus sont directement fixés sous le circuit d'alimentation custom :

Le premier étage comprenant l'ensemble Raspberry Pi et ses modules, ainsi que la Duet 6HC :

Et le second étage comprenant le circuit d'alimentation custom, ainsi que la Duet 1LC avec sont adaptateur CAN :

L'autre face du circuit d'alimentation custom, avec les trois shunts :

L'adaptateur CAN, très simple mais propre :

Vu de la tranche pour bien voir l'étagement de l'électronique dans le boitier :

Le premier étage avec le câblage.
J'ai pas mal raccourci tous les câbles que j'avais fait, car ils étaient vraiment trop long (donc j'ai re-serti toutes les prises...)
Et j'ai aussi mis de petites étiquettes qui faciliteront l'entretien si j'ai encore besoin de faire des modifications dans le futur :

Puis le second étage.
J'ai finalement regroupé ensemble plusieurs câbles ayant les mêmes tensions sur les même prises JST-VH quand c'était plus pratique.
Toutes les parties du boitier restent détachables sans avoir besoin de couper aucun câble, si besoin de pouvoir détacher j'ai mis une prise :

On voit qu'il reste pas mal d'espace pour le passage de l'air entre les deux étages.
C'est bien plus "propre" et "aéré" que sur la version précédente :

Et enfin avec l'écran et le haut remonté !
Ce coup ci j'ai mis du joint mousse fin aux jonctions haute et basse du support d'écran pour ne plus avoir l'écart que j'avais avant :

A l'arrière, le connecteur n°3 de 4 pins épais est remplacé par un connecteur 7 pins fin afin d'avoir les câbles pour un moteur pas à pas supplémentaire.
Plus d'informations à ce sujet sur le message qui traitera des évolutions sur l'imprimante en elle même qui arrivera quand ça sera terminé...

La communication entre le Raspberry Pi et la Duet 6HC est toujours fonctionnelle :

Et la communication CAN entre la Duet 6HC et la Duet 1LC également :

Donc niveau électronique de commande, on est bon pour passer à la suite !
J'essayerai de terminer avant fin de l'année, mais c'est pas encore gagné.

[Dgils]

heu, pour info toutes les photos de ton projet ont disparu