Zestaw wszystkich podstawowych elementów elektronicznych niezbędnych do zbudowania drukarki 3D RepRap: Arduino MEGA 2560 Rev3, Sterownik RAMPS 1.4 oraz 5 szt. Sterowników silników krokowych Stepstick A4988
Zestaw zawiera:
- Arduino MEGA 2560 Rev3 - 1szt.
- Reprap RAMPS 1.4 - sterownik drukarki 3D - 1 szt.
- Stepstick RAMPS A4988 RepRap - sterownik silnika krokowego - 5 szt.
Arduino MEGA 2560 Rev3
Specyfikacja
- Napięcie zasilania: 7V do 12V (zalecane), 6V-20V (maksymalne)
- Mikrokontroler: ATmega2560
- Maksymalna częstotliwość zegara: 16MHz
- Pamięć SRAM: 8 kB
- Pamięć Flash: 256 kB (8kB zarezerwowane dla bootloadera)
- Pamięć EEPROM: 4kB
- Piny I/O: 54
- Kanały PWM: 15
- Ilość wejść analogowych: 16 (kanały przetwornika A/C)
- Interfejsy szeregowe: 4xUART, SPI, I2C
- Zewnętrzne przerwania
- Podłączona dioda LED
Opis
Arduino Mega 2560 Rev3 jest wyposażony w mikrokonroler ATmega2560 oraz aż 54 cyfrowe wyjścia/wejścia z czego 15 może służyć jako kanały PWM, a 16 jako wejścia analogowe, 4 jako UART (hardware serial ports). Układ posiada także między innymi: ICSP header, złącze USB, gniazdo zasilające, przycisk RESET oraz wyprowadzenia służące dla programatora AVR. Mega 2560 jest kompatybilny z większością shieldów zaprojektowanych z myślą o Arduino Duemilanove lub Diecimila.
Dlaczego wersja Rev3?
- Układ Atmega8u2 zastąpiony został nowszą wersją ATmega16u2 z wbudowanym konwerterem USB-SERIAL
- Dodany został pin IOREF umożliwiający bezpośredni dostęp do napięcia z jakim pracują wyprowadzenia I/O
- Układ reset został zastąpiony solidniejszą wersją
Pierwsze uruchomienie
Pierwsze uruchomienie MEGA 2560 nie różni się znacząco od tego, jak postępujemy z innymi układami Arduino. Nasz poradnik omawia szczegółowo pierwsze kroki z Arduino.
Zasilanie
Moduł można naprzemiennie zasilać zarówno poprzez przewód USB oraz jak i inne źródła zewnętrzne (zasilacz, akumulator, batoterie). Zasilacz podłączamy jest do standardowego gniazda DC 5,5/2,1. Możliwe jest też bezpośrednie podpięci do pinów złącza POWER.
Napięcie zasilania powinno mieścić się w zakresie 6V-20V, przy czym zaleca się raczej przedział 7V-12V. Napięcie niższe może prowadzić do niestabilnej pracy układu, a wyższe do jego przegrzewania.
Wejścia/wyjścia
Arduino Mega posiada 54 cyfrowe wejścia/wyjścia (I/O). Każdy pin pozwala na pobór prądu o maksymalnym natężeniu 40mA, co umożliwia sterowanie innymi układami, modułami odczytywanie stanu czujników. Oprócz standardowego I/O niektóre wyprowadzenia posiadają także funkcje specjalne.
Programowanie
Producent dostarcza darmowe środowisko do tworzenia programów dla Arduino. Szczegóły w dokumentacji oraz tutorialu, a także naszym poradniku.
Reprap RAMPS 1.4 - sterownik drukarki 3D
Dla kompletnej elektroniki dla drukarek 3D potrzebujesz modułu RAMPS 1.4, Arduino MEGA 2560 oraz stepstickerów. RAMPS to specjalnie zaprojektowany moduł elektroniczny wykorzystywany do sterowania drukarkami 3D typu Reprap. Według oceny rynkowej jest to jedno z tańszych rozwiązań oferujący zarazem szereg funkcjonalności opisanych poniżej. Podstawą dla RAMPS jest elektronika Arduino z potężną platformą Arduino MEGA 2560, która posiada szeroki zakres rozbudowy. Opisywana osłona zawiera miejsce na pięć sterowników silników krokowych oraz dwie wytłaczarki plastiku (Extrudery). Znajdują się tam również dodatkowe wyjścia AUX umożliwiające rozszerzanie funkcjonalności o wyświetlacz LCD, czytnik kart SD, alarm o błędzie filamentu, bluetooth itp.
Większość komponentów RAMPS w wersji 1.4 (wszystkie oporniki, kondensatory, diody) to elementy typu SMD (Surface Mount Devices) przystosowane do montowania powierzchniowego. W przeciwieństwie do wersji 1.3 polepszyło to estetykę elektroniki i zwiększyło przejrzystość pomiędzy komponentami.
RAMPS to zespół elektroniczny cieszący się wielką popularnością w społeczności konstruktorów drukarek 3D. Za stosunkowo niewielką cenę możemy ożywić drukarkę którą budujemy. Dzięki pomysłowemu designowi i bazy w postaci Arduino Mega 2560 rozbudowa o dalsze segmenty nie stanowi żadnego problemu. Wersja 1.4 jest najwyższą dostępną na rynku wersją osłony.
| Nazwa |
Parametr |
| Możliwość dalszej rozbudowy |
Tak |
| Zastosowanie |
Shield dla Arduino Mega dla komponentów drukarki 3D Reprap |
| Ilość mosfetów grzewczych |
3 |
| Dodatkowe wejście na wentylator |
Tak, można podłączyć dodatkowy na 5V |
| Ilość wejść na termistory |
3 |
| Dodatkowy bezpiecznik |
Tak, 5A i 11A dla dodatkowej ochrony komponentów |
| Ilość wejść dla mikrokontrolerów silników |
5 |
| Ilość wejść dla silników krokowych |
5 (możliwość podpięcia dwóch silników dla osi Z) |
| Port rozszerzeń dla SERV (SERVOS) |
Tak |
| Wolne piny I2C |
Tak (możliwość dalszego rozszerzania modułów) |
| Wolne piny SPI |
Tak (możliwość dalszego rozszerzania modułów) |
| Rodzaj pinów |
Powlekane złotem o tolerancji 3A |
| Typ wejścia USB |
Typ B |
| Port dla modułu czytnika SD |
Tak |
| Notyfikacje dla użytkownika |
Tak, diody LED informujące o grzaniu się głowicy i stołu |
| Kolor |
Czerwony, czarny, żółty, zielony, niebieski |
| Wymiary |
Długość: 105 mm
Szerokość: 35 mm |
| Zawartość przesyłki |
RAMPS 1.4 Shield, zestaw zworek, instrukcja obsługi, opakowanie |
Stepstick RAMPS A4988 RepRap - sterownik silnika krokowego
Specyfikacja:
- Napięcie zasilania silnika: 8 V - 35 V
- Prąd: maks. 1A na cewkę
- Prosty interfejs sterowania
- Praca w 5 różnych trybach: pełny krok, 1/2, 1/4, 1/8 oraz 1/16 kroku
- Możliwość regulacji prądu pobieranego przez silnik za pomocą potencjometru
- Ochrona przed przegrzaniem układu
- Moduł jest w pełni kompatybilny ze poprzednikiem: A4983
Zestaw zawiera:
- Moduł ze sterownikiem silnika krokowego A4988 - 4 szt.
- Radiator - 4 szt.
Opis
Układ umożliwia sterowanie silnikiem krokowym przy pomocy urządzenia pozwalającego generować stany logiczne np. Arduino. Moduł charakteryzuje się bardzo prostą obsługą. Aby obrócić silnik o krok należy podać na wyprowadzenie STEP stan wysoki (logiczną jedynkę), kolejna sekwencja zera i jedynki przesunie silnik o kolejny krok itd. Wybór kierunku odbywa się poprzez podanie odpowiedniego stanu na wyprowadzenie DIR (np. stan niski - obroty zgodnie ze wskazówkami zegara, stan niski - przeciwnie). Sterownik posiada również możliwość wyboru rozdzielczości pracy silnika.
Podłączenie sterownika
Aby sterować silnikiem krokowym bipolarnym należy podłączyć układ zgodnie z poniższym rysunkiem. W przypadku sterowania silnikiem unipolarnym należy zapoznać się z instrukcją. Jeśli nominalne napięcie silnika jest niższe niż wymagane zasilanie sterownika (8V) należy ręcznie, za pomoca potencjometru ustawić limit prądu.
Rysunek przedstawia minimalne podłączenie sterownika. Pin RESET nie jest domyślnie podłączony, aby uruchomić układ należy na niego podać stan wysoki. Można tego dokonać łącząc go z sąsiadującym pinem SLEEP.
Zasilanie
Do zasilania części logicznej modułu wymagane jest napięcie z zakresu 3 V do 5,5 V, które należy doprowadzić do pinu VDD. Napięcie zasilania silnika z zakresu od 8 V do 35 V podawane jest na pin VMOT. Układem można sterować silnikami o nominalnym napięciu niższym niż wymagane 8 V. W tym celu należy ograniczyć maksymalny pobór prądu za pomocą potencjometru, tak aby nie przekroczyć dopuszczalnej mocy silnika.
Uwaga!
Podłączanie i odłączanie silnika, podczas gdy sterownik jest włączony może uszkodzić układ.
Rozdzielczość
Rozmiar kroku wybierany jest za pomocą wejść MS1, MS2, MS3. Możliwe ustawienia pokazane zostały w tabeli poniżej. Wejścia MS1, MS2 oraz MS3 mają wewnętrzny rezystor pull-down (100kOm).
| MS1 |
MS2 |
MS3 |
Rozdzielczość |
| niski |
niski |
niski |
Pełny krok |
| wysoki |
niski |
niski |
1/2 kroku |
| niski |
wysoki |
niski |
1/4 kroku |
| wysoki |
wysoki |
niski |
1/8 kroku |
| wysoki |
wysoki |
wysoki |
1/16 kroku |
Pozostałe wejścia
Jeden impuls podany na pin STEP powoduje jeden krok silnika w kierunku wybranym poprzez podanie odpowiedniego stanu logicznego na pin DIR. Wyprowadzenia STEP oraz DIR nie są wewnętrznie podciągnięte. Jeśli silnik ma się kręcić tylko w jednym kierunku pin DIR można na stałe podłączyć do VCC lub GND.
Układ posiada jeszcze trzy wejścia do kontrolowania poboru mocy: RESET SLP i EN ich opis znajduję sie w dokumentacji. Należy zwrócić uwagę, że pin RESET nie jest do niczego podciągnięty. Jeśli nie będzie używany można podpiąć go do sąsiadującego pinu SLEEP.
Ograniczenie prądu
Moduł A4988 pozwala na aktywne ograniczenie prądu przy pomocy potencjometru. Jednym ze sposobów wprowadzenia ograniczenia jest ustawienie sterownika w tryb pełnego kroku oraz pomiar prądu przepływającego przez jedną cewkę bez podawania sygnału na wejście STEP. Zmierzony prąd to 70% ustawionego limitu (obie cewki są zawsze włączone i ograniczone do 70% w trybie pełnego kroku). Innym sposobem jest pomiar napięcia na wyprowadzeniu REF (oznaczonego kółkiem na płytce drukowanej) oraz obliczenie aktualnego limitu (rezystory pomiarowe mają wartość 0.05Ω). Więcej szczegółów w dokumentacji układu A4988.
Odprowadzanie ciepła
Płytka została zaprojektowana tak, aby mogła odprowadzić ciepło przy poborze prądu około 1A na cewkę. Jeśli prąd będzie znacznie wyższy należy zastosować zewnętrzny radiator do którego montażu można użyć kleju termoprzewodzącego.
