Обявления

Для полноценной работы рекомендуется пройти регистрацию.

Рекламные сообщения будут удаляться вместе с пользователем. Что есть реклама - буду решать я.

Сушилка филамента для 3D печати (Sovol Filament Dryer Box)

Раздел посвящённый 3D печати и всему связанному с ней.

Сушилка филамента для 3D печати (Sovol Filament Dryer Box)

Сообщение hardlock » 02 окт 2021 21:53

В связи с появлением в хозяйстве 3D принтера появилась необходимость в сушке пластика (филамента) для печати. Зачем - это отдельная история, и я не мог себе представить, чтобы пластик был гигроскопичный, но что есть, то есть. Про это его свойство можно почитать более подробно, например тут. Наша же задача на сегодня - немного обозреть и, возможно, доработать приобретённую на Aliexpress сушилку на две катушки по 1кг - "Sovol Filament Dryer Box". Выбор пал именно на неё, а не на сушилку для овощей, т.к. это законченный продукт, достаточно компактный и удобный, чтобы им можно было пользоваться прямо из коробки, в отличии от DIY проектов переделки сушилок для овощей. Хотя не исключено, что вторая сушилка будет именно "овощесушилкой", но об этом чуть позже.

Подробности приобретения опущу, скажу лишь, что обошлась она в $70 USD, на сентябрь 2021 года.

Мини обзор.
О всех маркетинговых преимуществах этого аппарата можно прочитать на странице товара по ссылке выше, я же напишу, почему выбор пал именно на неё, а не на eSun или SUNLU.
1) 2 катушки пластика по 1кг устанавливаются одновременно.
2) размер чуть больше конкурентов (но у нас же 2 катушки), при этом она всё ещё компактная, для того, чтобы стоять рядом с принтером на столе.
3) цена как у однокатушечных вариантов.
4) настоятельные рекомендации Alex_S.
5) жажда допилинга.

[фото рядом с принтером]

Внутренний мир.
Перед тем, как приступить к допилингу, нужно показать внутренний мир сушилки.

Плата управления с двух сторон:

Комплектный блок питания:


Технические подробности:
Нагреватель - алюминиевый лист 135*120*2мм с нанесённым нагревательным элементом, сопротивлением 4 Ома. При напряжении 12В (от лабораторного БП) на открытом воздухе нагревается до +100°C (дальше отключал) за 5 минут. Сопротивление термодатчика (NTC) на нагревателе - на схеме, очень похож на NTC со следующими параметрами: R25:100 kOm, B 25/85: 4380 К (подобрано по экспериментальным данным). Вентилятор в задней части бокса - 4010 - Dong Hong DH4010, шумный - рекомендуется к замене.

Блок питания - 12В 4А (сомнительно, т.к. при номинальной нагрузке 3А греется до 70 градусов).

Плата управления. Построена на микроконтролере HC32F003C4PA (U5). Датчик температуры и влажности - цифровой AHT20, довольно интересный и точный, но установлен неудачно - по факту измеряет температуру платы. По быстрому набросал схему платы, для понимания возможности и направления допилинга:

На транзисторах Q4-Q7 реализовано.... хрен пойми что. Долго гадал и пытался понять как оно работает, но нужны спецы. Похоже на защиту от переполюсовки, но как-то сложновато. Да и зачем тогда диод D3 на входе? Может ещё есть защита от повышенного напряжения?... короче, узел для меня остался загадкой. Транзистор Q4 (AO3401) довольно горячий при работе, но это и не удивительно - через него идёт 3А, а он в корпусе sot-23. Хотя заявленный максимальный ток для него 4А.
Нагреватель управляется транзистором Q3 (AO3400) - он почти холоный, т.к. его максимальный ток аж 5,7А, и это в корпусе sot-23... Вентилятор управляется транзистором Q1 (AO3400). За вывод на индикатор отвечает отдельный контроллер-драйвер LCD - TM1621C. Три сенсорные кнопки реализованы на микросхеме Holtek BS813A-1. Питание микроконтроллера реализовано на линейных стабилизаторах 7805, а после него установлен AMS1117-3.3. От 5 Вольт так же питанются светодиоды подсветки кнопок и ЖКИ.

Доработка №1.
Т.к. блок питания выдаёт ровно 12В, а на входном каскаде D3-Q4 падает 1 вольт, то до нагревателя доходит только 11В. Это отрицательно сказывается на скорости нагрева. Поэтому я решил поднять напряжение БП до 13В ровно. Для этого в блоке питания параллельно резистору R13 подпаивается резистор 0603 39кОм.

Теперь на выходе имеем 12,99В ))) Проверю на прочность остальные компоненты схемы. Нагрев транзистора Q4 не стал больше, ИК термометр показывает те же цифры - около 55-60°C. А на нагревателе теперь почти ровно 12В.

Доработка №2. (устарела, но можно выполнять, если доработка №3 не выполнима)
Сушилку я всегда включаю на максимальной для неё температуре 50°C и сразу выставляю 12часов. Питанием сушилки управляет принтер - можно включить/выключить удалённо, а при завершении печати, питание автоматически выключается. Поэтому меня довольно сильно бесила необходимость включения, установки температуры и времени каждый раз при включении питания сушилки. Сразу родилась мысль нажимать кнопочки автоматически. Для этой цели подойдёт самый простой МК, типа ATTiny13(A). Подключаться будет он на выходы микросхемы сенсора BS813A-1 вот по такой схеме:

На плате это выглядит приблизительно так:

Код выполнен в виде моргалки, только светодиодов аж 3 штуки))).
При подаче питания пауза 1 сек. Потом серия "нажатий" кнопок: 50мс нажатие ("0"), 50 мс пауза ("1").
По окончанию выходы переводятся в режим входов без подтяжки, что позволяет не мешать работе родной схемы.
Код написан в среде Arduino IDE, но прошить ATtiny13 из этой среды оказалось нетривиальной задачей, поэтому исходники выкладывать не буду, только скопилированные прошивки - качайте в архиве во вложении, там же Burn-O-Mat. Прошивки под любые параметры (40-45-50°C, 6-9-12 часов). Фьюзы не трогал, поэтому МК работает на частоте 9,6 MHz / 8 = 1,2 MHz. При прошивке могут быть проблемы - нужно выбирать пониженную скорость в USBasp перемычкой.

Теперь при подаче питания устройство делает вот так:

После этого "старта" доработка никак не мешает штатной работе. Если сушилку выключить кнопкой, то при включении (кнопкой) автостарта происходить не будет и нужно выставить параметры вручную.

Доработка №3.
Пока в процессе, но уже очень скоро.
Вложения
firmware.rar
(2.61 МБ) Скачиваний: 86
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3932
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: Minsk - zp.ua

Re: Сушилка филамента для 3D печати (Sovol Filament Dryer Box)

Сообщение hardlock » 25 янв 2022 22:42

Доработка №3
Следующим этапом доработки этого аппарата стало желание поднять температуру сушки. В заводском варианте температура ограничена 50°C. Просто так обмануть цифровой датчик не получится, поэтому был выбран простой путь, как нам показалось вначале, - замена прошивки в контроллере на свою либо замена процессора на другой и написание своей прошивки. На этом пути было сломано много граблей. Описывать всё не вижу смысла, т.к. большинству интересен только результат. В итоге доработка выглядит следующим образом:
1) замена процессора на STM8S103F3 (именно S, т.к. он имеет точно такую же распиновку как и родной процессор, и именно F3 т.к. в нём 8кБ памяти).
2) прошивка этого процессора с помощью ST-Link v2 c Aliexpress.

ТЗ на прошивку:
1) Управление 3мя кнопками - не меняем. Логика остаётся такая же. Только добавляются длинные нажатия.
2) Установка температуры от 40°C до 70°C с шагом 5°C.
3) Установка времени работы от 3 до 12 часов с шагом 1 час.
4) Контроль температуры нагревателя. Не должна превышать Tуст + 40°C.
5) Контроль ошибок (неверные данные с датчика AHT20, обрыв термодатчика на нагревателе, выход за диапазон температур).
6) Сохранение установок в энергонезависимую память для включения на этих же значениях. Родная прошивка всегда запускается с минимальных значений.
7) Возможность автоматического включения при подаче питания на устройство. Включение должно происходить с настройками, сохранёнными в eeprom. ВКЛ/ВЫКЛ автовключения - долгое нажатие кнопки питания.
8) Отключение пищалки. ВКЛ/ВЫКЛ - долгое нажатие кнопки "^".

Новая схема выглядит почти так же, как старая, изменился только процессор. Есть ещё две доработки (отмечены серым и красным), но о них чуть позже.


Меняем процессор на плате, добавляем разъём для программирования, немного переделываем разъём для программирования, т.к. на плате он 5ти контактный, а с программатором идёт 4х контактный.


Правда я вначале попытался прошить STM8 на той плате, на которой он пришёл и наткнулся на очередные грабли - вывод GND разъёма программирования висит в воздухе (на фото перемычка). Если Вы приобрели новый контроллер, а не на плате, то вам проще и Вы не наступите ещё на одни грабли - у меня МК был с какой-то прошивкой, да ещё и залочен )))
В разъёме программирования надо перекинуть один контакт с 5В на 3,3В, чтобы запитывать программируемое устройство от 3,3В.


Прошивать будем ST Visual Programmer, скачанным с оффсайта st.com (архив en.stvp-stm8_v42.0.0.zip). При помощи китайского ST-Link v2 купленного на AliExpress за пару долларов. Очень подробная инструкция по прошивке нашлась на drive2.ru, как бы это странно не звучало. Если будет нужно - переложу её сюда, но не вижу смысла переписывать всё. Если, при подключении программатора к ПК драйвера автоматом не находятся, то их необходимо скачать с офсайта (архив en.stsw-link009_v2.0.2.zip), распаковать и скормить в "обновлении драйверов".

Либо можно воспользоваться более простой, консольной утилитой STM8FLASH. Но не бойтесь, для Вас это будет выглядеть просто - скачать архив, распаковать и запустить файл burn.cmd. Всё. Если хочется больше подробностей - работа с утилитой и программатором подробно описана на этом сайте: foxylab.com. Нас же интересует результат работы, если он выглядит вот так, то значить всё успешно прошилось.
win7_burn.png
win7_burn.png (8.85 КБ) Просмотров: 179

или так - тоже успешно.

Если не так, то нужно разбираться.

Качаем, распаковываем, запускаем burn.cmd. Готово!

Аппаратные доработки на плате.
Итак, теперь мы можем задавать температуру до 70 градусов, но наш нагреватель имеет давольно маленькую мощность, что в купе с большими теплопотерями корпуса не даёт возможности достичь максимальной температуры. Поэтому пойдём на хитрости.
1) Убираем защиту от переполюсовки и превышения тока на входе (на схеме отмечено серым). Убираем её, потому что на ней падает почти 1,5 Вольта. А теперь функцию защиты от переполюсовки возложим на дополнительно установленный диод D201 (красный на схеме) - любой кремниевый диод, который влезет туда по размеру. У меня был под рукой RB551V-30. Защита по току будет на совести блока питания.
2) устанавливаем дополнительный разъём для вентилятора.


Доработки в корпусе.
Необходимо приподнять нагреватель на несколько миллиметров, чтобы под него влезли вентиляторы-турбинки размера 4010. Я буду использовать стоковые от принтера Sapphire Plus v1.1 т.к. на их месте давно трудятся другие.

Поднимать буду вот такими стойками (печать только из ABS или чего-то более стойкого к температурам. Также придётся заменить родные саморезы, которыми крепится нагреватель - нужны подлиннее. STL модель стоек можно скачать во вложениях: стойка под нагреватель.rar

Вентиляторы скрепляю между собой стяжками и приклеиваю полоски двухстороннего скотча, чтобы они не убежали.

В собранном виде должно получиться приблизительно вот так:


Теперь о результатах.
После всех доработок я заменил блок питания на 14В, 5А. Это позволило получить максимальную отдачу от нагревателя сушилки. Теперь за 40 минут нагреватель разгонялся до 110° при установленных 70°. При этом температура основного датчика, который расположен на плате не превышала 65°. Корпус я не утеплял. После нескольких печатей я заметил, что одна из катушек, которая просто стояла в сушилке и сохла (новая полная), немного снизу припеклась - витки склеились, хоть и слегка, а корпус катушки немного деформировался. Поэтому я вернулся на блок питания на 13В 4А. Теперь у меня температура внутри не превышает 60-62 градусов, при 100-101 градусе на нагревателе. есть мысль поставить более мощные турбинки (не 24В, а 12В) и тогда может повторить эксперимент с большей мощностью.

Остаётся попросить Alex_S добить автосохранение настроек в память :oops: и можно выкладывать финальную прошивку.
Кстати, огромная благодарность Alex_S, за написание прошивки для этого аппарата. Именно он сломал бОльшую часть граблей на этом нелёгком пути. Я только сторонний наблюдатель и повторятель )))
Вложения
Sovol3D_burn_24.01.2022.rar
(150.74 КБ) Скачиваний: 24
стойка под нагреватель.rar
(7.37 КБ) Скачиваний: 19
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3932
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: Minsk - zp.ua


Вернуться в 3D печать



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1