Шаговый двигатель от принтера: Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера.

Не знаю на сколько данная таблица верная но у меня все сходиться и работает как надо.

Двигателя я выбираю чтобы рабочее напряжение было меньше или равно напряжению источника питания. Для двигателей рассчитанных на меньшее напряжения необходимо настроить ток ниже.

Настраивать СNC shield будем в следующей статье. Не

Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Спасибо за внимание!

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

характеристики, фото и отзывы покупателей

Шаговый двигатель Nema17 для 3D принтера, бесплатная доставка, 5 шт., 4-выводной 48 мм/78Oz-in 1,7a Nema 17, мотор 42bygh 1.7a (17HS8401S) Мотор

Фото от продавца

Реальные отзывы с фото (15)

5 09 июня 2020

Maxsulot yaxshi xolda kelgan. Menga maqul bo’ldi. Грейс!

5

дооооолгая доставка…

5 15 января 2020

Продавец отправил заказ очень быстро, шла она долго до Ташкента. Посылка пришла целой. Пока не проверял, но надеюсь все работает. Продавцу огромное спасибо!

4 16 июля 2020

продавец отправил вместо чёрных – серые, вернул несколько $

5 13 сентября 2019

Связь с продавцом была хорошей, и он быстро ответил. Упаковка была хорошей. Посылка прибыла слегка повреждена в одном уголке. Конечно, Продавец не несет ответственности за то, что его просто моя удача, только голова одного из кабелей была сломана. Я решила проблему с лентой. Я думаю, это сделает работу. Товар как в описании. Один из двигателей не двигается плавно, когда я повернул его рукой, таким образом, я немного отсоединил винты в нижней части мотора и немного отрегулировать основание, а затем повторно затянуть винты, движение вращения гораздо лучше, чем первое. Я еще не пробовал. Я могу оставить дополнительную обратную связь после сборки MPCNC, которую я хочу собрать, когда все товары, которые я хотел бы получить.

5 30 июня 2020

Доставка в Алматы 25 дней. Упаковка нормальная. Соответствует описанию. Продавца рекомендую.

5 31 августа 2019

Отправили и доставили очень быстро. Все моторы и кабели без повреждений.

5

Доставка в Алматы 25 дней. Упаковка нормальная. Соответствует описанию. Продавца рекомендую.

4

продавец отправил вместо чёрных – серые, вернул несколько $

5 04 июня 2020

дооооолгая доставка…

5 12 сентября 2019

на вид все хорошо.

5 26 декабря 2019

Товар пришёл точно в указанное продавцом время. Повреждений товара нет.5!!!

5 03 декабря 2019

На вид качественно и провода в комплекте

5 25 февраля 2020

моторы получил всё в точности как в описании правда посылку ждал очень долго

5

Maxsulot yaxshi xolda kelgan. Menga maqul bo’ldi. Грейс!

Быстрые движения под высоким напряжением, или почти вся правда об управлении шаговым мотором

Доброго вам времени суток, уважаемые гики и сочувствующие!

В этой публикации я хочу поделиться своим опытом управления. Точнее – управления шагами. А уж если быть совсем точным, речь пойдёт об управлении замечательным устройством – шаговым электродвигателем.

Что же такое этот самый шаговый электродвигатель? В принципе, в плане функциональности этот мотор можно представить как обычный электромотор, каждый оборот вала которого разбит на множество одинаковых, точно фиксированных шагов. Перемещением на определённое количество шагов мы можем позиционировать вал шагового мотора с высокой точностью и хорошей повторяемостью. Каждый шаг можно разбить на множество ступенек (так называемый микростеппинг), что увеличивает плавность хода мотора, способствует подавлению резонансов, а также увеличивает угловое разрешение. Различия между полношаговым режимом (слева), 1/2 микростеппингом (в центре) и 1/16 микростеппингом (справа) видны невооружённым глазом:

Основные характеристики данного мотора:
Рабочее напряжение 3,15 В
Рабочий ток 1,8 А
Активное сопротивление обмотки 1,75 Ом
Индуктивность обмотки 3,3 мГн

В данном случае самое главное — это правильная интерпретация данных. Применив закон Ома, выясняем, что производитель указал рабочий ток и напряжение для постоянного тока, протекающего через обмотки двигателя, без учёта индуктивности.
Проверка: I = U/R, или 1,8 А = 3,15 В/1,75 Ом. Всё сходится.
Какой же будет мощность рассеяния при питании обмоток постоянным током?
Всё просто: P=I x U, или 1,8 А х 3,15 В = 5,67 Вт. В полушаговом режиме возможна ситуация, когда ток течёт через обе обмотки мотора, соответственно рассеиваемую мощность нужно удвоить: 5,67 Вт х 2 = 11,34 Вт. Это достаточно много, и может привести к перегреву мотора. Эта же величина является минимальной мощностью блока питания для этого мотора. Обыкновенный 3D принтер имеет пять подобных моторов, соответственно для питания драйверов необходим источник питания с минимальной мощностью 11,34 Вт х 5 = 56,7 Вт. К этой цифре необходимо добавить электрическую мощность, превращённую мотором в кинетическую или потенциальную энергию при работе принтера. Точный расчёт этой мощности — дело достаточно сложное, на практике проще всего добавить 75% к рассчитанной тепловой мощности и на том завершить расчёты. Почему именно 75%? Дело в том, что обычный шаговый мотор способен совершить полезную работу на величину примерно 2/3 от максимальной тепловой мощности. В данном случае для создания какого-либо узла или устройства сначала подбирается подходящий мотор (например, по крутящему моменту), а после этого рассчитывается мощность блока питания.
Итоговая мощность блока питания для пяти шаговых моторов: 56,7 Вт х 1,75 = 99,225 Вт.
Конечно, на практике ни в одном любительском устройстве не используются моторы под максимальной нагрузкой, и реальная мощность потребления будет, скорее всего, намного ниже расчётной. Я же, как человек ленивый и скаредный, крайне не люблю делать одно и то же два раза, поэтому беру блок питания всегда с некоторым запасом (то есть, согласно вышеприведённым расчётам).
Теперь пришла пора приступить к определению минимально необходимого напряжения блока питания. К сожалению, этому параметру уделяется незаслуженно маленькое внимание в тематических публикациях. Почему этот параметр так важен? Дело в том, что при вращении ротора шагового мотора через катушки течёт переменный ток, ограниченный не только активным, но также и индуктивным сопротивлением обмоток.
Рассмотрим предоставленный производителем график зависимости крутящего момента нашего мотора от частоты вращения:

На графике присутствуют две линии, показывающие зависимость крутящего момента от частоты вращения для напряжения питания 24 В (красная линия) и 48 В (зелёная линия). Нетрудно заметить, что спад крутящего момента начинается примерно с 300 об/мин для 24 В и примерно с 600-700 об/мин для напряжения 48 В. При этом необходимо упомянуть, что производитель использует недоступные любителям дорогостоящие промышленные драйверы. Почему же так важно напряжение питания драйвера, если оно даже в случае питания от 12 В заведомо выше паспортной величины напряжения питания шагового мотора (3,15 В)? Дело в том, что шаговый мотор управляется током, а не напряжением, и именно источниками тока являются все современные драйверы. В идеальном случае драйвер обеспечивает заданный ток в обмотках двигателя вне зависимости от частоты вращения ротора, нагрузки, изменения температуры и других параметров. Это организовано за счёт работы ШИМ-регулятора, управляемого зачастую довольно сложными алгоритмами. Из технической документации нашего мотора видно, что для полного оборота ротору необходимо совершить 200 шагов, при 300 об/мин это составит 60 000 шагов в минуту, или 1000 шагов в секунду. Это, проще говоря, соответствует переменному току частотой 1 кГц. На этой частоте индуктивное сопротивление обмотки составит (R(L)=2π×F×L): 2π х 1 кГц х 3,3 мГн = 20,73 Ом. Какое же напряжение необходимо для обеспеченияя тока в 1,8 А при этом сопротивлении? Закон Ома не дремлет (U=IR): 1,8 А х 20,73 Ом = 37,31 В. Неудивительно, что выше частоты вращения 300 об/мин наблюдается спад крутящего момента: драйверу банально не хватает напряжения питания. Почему же при таком вопиющем недостатке питания (37 — 24 =13 В) спад не наступает при более низкой частоте вращения? Дело в том, что в современных драйверах используется мостовая схема выходных каскадов, что позволяет «удваивать» напряжение, прикладываемое к обмоткам мотора. То есть, теоретически драйвер способен приложить «виртуальные» 48 В к обмоткам при напряжении питания 24 В, что создаёт теоретический запас по напряжению 48 — 37 = 11 В. На практике же этот запас будет нивелирован потерями в драйвере, сопутствующих цепях и активным сопротивлением обмоток мотора (активное сопротивление обмоток присутствует постоянно, и даже несколько возрастает при нагреве мотора). При увеличении частоты вращения ротора свыше 300 об/мин пропорционально растёт частота импульсов и, соответственно, увеличивается индуктивное сопротивление обмотки. При питании от 24 В драйверу перестаёт хватать напряжения питания для поддержания тока в обмотках, и крутящий момент неуклонно снижается. То же самое происходит при питании драйвера от 48 В, но уже гораздо значительно позже, при частоте вращения 600-700 об/мин.
Итак, с мощностью и величиной напряжения блока питания всё ясно, теперь необходимо переходить к практической реализации универсального драйвера, способного как к филигранной работе при помощи крохотных NEMA 11, так и к сотрясению основ мира в паре с могучими NEMA 23. Какими же основными качествами должен иметь драйвер моей мечты?

1. Высокое напряжение питания. Поскольку в техдокументации к моторам крайне редко указано максимальное напряжение питания, лучше будет ограничиться напряжением 48 В.
2. Важнейший параметр: высокий выходной ток. NEMA 23 имеют рабочие токи вплоть до 3,5 А, драйвер должен обеспечивать этот ток с запасом 30%. Путём нехитрых расчётов получаем максимальный рабочий ток около 4,5 А.
3. Простая и оперативная подстройка силы выходного тока.
4. Наличие микростеппинга, как минимум 1/8 шага
5. Наличие защиты от КЗ, перегрева, и т.д.
6. Небольшой размер, возможность крепления произвольного радиатора.
7. Исполнeние в виде интегральной схемы. XXI век на дворе!
8. Простая схема включения с минимальным количеством дискретных компонентов.
9. Низкая цена.

После множества бессонных ночей пятиминутного копания в Google выяснилось, что единственной доступной микросхемой драйвера с подходящими параметрами является TB6600HG. Покупка готового китайского драйвера на eBay показала, что не всё ладно в датском королевстве, далеко не всё. В частности, китайский драйвер отказался напрямую работать с выходами Arduino Due, и «завёлся» только через буферный преобразователь уровней. При работе с трёхамперной нагрузкой драйвер грелся и терял шаги десятками. Вскрытие пациента показало, что в нём не только была установлена микросхема предыдущего поколения (TB6560), а даже и термопаста не смогла найти себе места в списке компонентов. К тому же размерами и весом китайский драйвер наводил меня на мысли о моей молодости… о прошлом веке, если быть совсем точным. Ну нафиг, сказал во мне интеллигент в третьем поколении, мы сделаем свой драйвер, с преферансом и поэтессами. Если бы разработчики KiCAD видели, как я обращаюсь с их детищем, я разорился бы на одних только адвокатах:


С целью минимизации размеров была спроектирована четырёхслойная печатная плата. Этот факт, к сожалению, исключает её изготовление в домашних условиях. Посему на берлинской фирме LeitOn были заказаны 36 таких плат, каждая из которых обошлась в итоге около пяти евро. Часть этих плат были впоследствии выкуплены у меня собратьями по увлечению, и в итоге изготовление плат вышло не слишком накладным предприятием. Микросхемы TBB6600HG были заказаны на Aliexpress по 4 евро за штуку, остальные компоненты были заказаны на eBay, в пересчёте на один драйвер цена дискретных компонентов составила 2 евро. В качестве радиаторов были взяты пятисантиметровые отрезки П-образного алюминиевого профиля, пластиковые каркасы были отпечатаны на 3D принтере. Итого цена одного драйвера составила около 12 евро. Это справедливая цена за драйвер со следующими характеристиками:

Напряжение питания от 8 до 42 Вольт
Максимальный долговременный рабочий ток 4,5 Ампер, устанавливается потенциометром
Микростеппинг вплоть до 1/16 шага
Защита: КЗ, перегрев, низкое напряжение питания
Компактные размеры и низкий вес
Работа с уровнями входных сигналов от 3,3 до 5,5 вольт
Простая установка микростеппинга с помошью микропереключателей — к чёрту перемычки!

Готовые печатные платы:

Собранные и недособранные драйверы.

Видео работы драйвера в моём старом 3D принтере. Здесь трёхамперный NEMA 17 бодро гоняет подогреваемую рабочую площадку принтера размером 45 х 25 см через шестнадцатимиллиметровый шпиндель длиной 60 см:

Финальное фото: самодельные драйвера на своём рабочем месте в моём новом 3D принтере.

Публикуется под лицензией WTFPL

Ну, и традиционное: Have fun!

Станок с ЧПУ / Хабр

Станок с ЧПУ (Числовым Программным Управлением) – станок, работа которого подчиняется заранее заданной программе. Благодаря этому для обработки детали не нужен человек. Нарисовал на компьютере детальку, установил в станок заготовку, нажал пуск и пошел пить чай. По возвращении достаешь готовую детальку из станка. Фантастика? Совсем нет, такой станочек можно сделать самостоятельно!

Оригинальная статья была опубликована на портале licrym.org Здесь публикуется с сокращениями. Как обычно — это единственный репост.

Текст приведенный ниже не будет содержать пошаговых инструкций – что как пилить и куда вставлять. Поняв концепцию и ориентируясь на те детали, что есть в наличии вы сможете собрать свой, уникальный вариант станка. Если есть возможность – можно купить готовый комплект для сборки, или заказать определенные узлы. Результат прямо зависит от аккуратности изготовления, количества промышленно изготовленных деталей и усидчивости.

Станок у нас будет с 3мя степенями свободы – поступательные движения по осям X, Y и Z. Рабочее поле прямо пропорционально длине направляющих, которые мы используем. Точность во многом будет зависеть от качества сборки.

Станок будет называться «Гефест».

Инструменты и материалы

При создании данного станка из инструмента использовались:

* Шуруповерт
* Лобзик
* Электроточило
* Резьбонарезной инструмент/напильники/надфили и прочая мелочь.

Материалы:

* Фанера
* алюминиевый уголок
* много всяких винтиков и гаечек
* Эпоксидный клей и эпоксилин

Детали:

* Два шаговых моторчика протяжки бумаги от лазерных принтеров,
* Шаговый двигатель привода головки из матричного принтера
* Направляющие с бронзовыми подшипниками скольжения из матричных принтеров
* Метровая шпилька М10

Материалы закупаются в любом строительном магазине, детали вытаскиваются из старой техники.

Механика

Есть отличная статья где всё по полочкам расписано как надо бы делать станки.

Конструктивно была выбрана конструкция с жестким порталом, перемещающимся по оси X столом. Строгих требований к станку не предъявлялось – было просто интересно попробовать и не было желания тратить на эксперимент больших сумм денег. В итоге практически полностью станок был собран из того, что было в моих закромах.

Направляющие были использованы из матричных принтеров, вместе с родными подшипниками скольжения. В качестве ходовых винтов – стальные строительные шпильки М10. Гайки на ходовых винтах – самые обыкновенные – шестигранные.

Если есть возможность – можно купить готовый координатный стол, например proxxon сразу исчезнет проблема с обеспечением точности.

По оси Z используется мебельная направляющая с шариками. В интернете видел станок полностью выполненный на таких мебельных направляющих.

Качество работы станка прямо зависит от точности изготовления. Шпильки, обточенные вручную на электроточиле дадут более худший результат, чем шпильки обточенные на токарном станке. В данном случае шпильки были обточены вручную, как выяснилось в итоге с небольшим нарушением соосности, что в конечном итоге привело к биениям.

Шпильки по оси X и Y упираются своими концами в шарикоподшипники, которые закреплены при помощи эпоксилина. Вторым своим концом шпильки через муфты соединены с двигателями. Муфты выполнены из отрезка стальной трубочки с отверстиями под зажимающие винты. В качестве муфты можно использовать несколько слоев термоусадочной трубочки, дополнительно скрепленных нейлоновыми стяжками. При отсутствии сильного нагрева они могут дать приемлемый результат.

В связи с невозможностью изготовить все детали станка точно (а делалось всё вручную фактически на коленке) многие соединения выполнены на винтах, с последующей регулировкой. На фото станина станка и предварительно установленные направляющие с ходовыми винтами:

Стол с прикрепленным к нему приводом оси X:

После установки направляющих было необходимо выставить опоры с подшипниками скольжения так, что бы они не были перекошены и стол двигался по направляющим легко. После достаточно длинных танцев с надфилем этого удалось добиться и винты были затянуты.

Привод оси Y был сделан аналогичным образом:

Привод оси Z не имеет шарикоподшипника на конце винта.

В собранном состоянии детали станка должны перемещаться при вращении винта пальцами без значительных усилий. В противном случае мощности двигателя может просто не хватить на преодоление сил трения и деформации вследствие неточности станка.

В качестве шпинделя использована бормашинка proxxon. Можно закрепить любой достаточно мощный двигатель.

В качестве фрез можно использовать стоматологические буры, насадки для дремелей.

Двигатели

В качестве двигателей вполне подойдут шаговые двигатели от принтеров. Чем двигатель крупнее – тем лучше – бОльшую мощность от него можно получить. По оси X и Y установлены двигатели из привода бумаги лазерных принтеров, имеют 48 шагов на один оборот вала. По оси Z используется двигатель от привода головки матричного принтера с 200 шагов на один оборот вала. К сожалению, полную документацию на двигатели найти не удалось.

Электроника

Механика станка собрана, двигатели установлены. Теперь нам нужно сделать две вещи – это контроллер, который будет принимать сигналы от компьютера, и включать соотвествующие обмотки двигателей, и блок питания, который будет прокармливать всё это хозяйство.

Контроллер собран на базе микросхем L297 и L298 по следующей схеме.

Фото платы в сборе:

Это так называемый step/dir контроллер. Название говорит о том, что на вход подается для каждой из осей 2 сигнала: шаг (step) и направление (direction). Направление указывает – по часовой стрелке вращается двигатель или против. Каждый импульс step будет поворачивать вал двигателя ровно на один шаг.

Блок питания – простой трансформаторный, со сглаживающим конденсатором. Можно использовать компьютерный блок питания.

Контроллер вместе с блоком питания:

Контроллер подключается к компьютеру через LPT порт.

Программное обеспечение

Без программы станок всего лишь груда железа. Станки с ЧПУ обычно управляются G кодом, который стандартизирован. Прежде всего нам необходима программа, которая бы принимала на входе некоторую последовательность G команд и выдавала необходимые импульсы в LPT порт, к которому у нас подключен драйвер.

Примеры таких программ:
TurboCNC (работает под ДОС)
Mach4
KCAM
LinuxCNC

Я использовал программу Mach4, скриншот работы которой ниже:

В комплекте с Mach4 есть программа LazyCAM в которую был загружен dxf файл с картинкой, которая была превращена в набор управляющих G-кодов. Эти коды были отправлены в mach4 и запущена обработка.

Испытания

Испытания фломастером:

Вот процесс гравировки станком логотипа кафедры:

Отгравированное лого:

Как видим станок работает. На выполнение гравировки ушло порядка 15 минут. Из-за неточности обработки хвостов шпилек и неточности изготовления деталей есть биения, например видно волнистость линии на вершине елочки, шаг волнистости 1,5 мм как раз соответствует шагу резьбы.

Фактическая точность станка выходит порядка 0,5 мм. Максимальная скорость перемещения – 200 мм/мин. Рабочее поле 230*230 мм.

Применение

Гравировки.

Автоматическое сверление печатных плат

Раскрой деталей из пластиков

Координатное выжигание (пример:

)

Резьба по дереву

и множество других применений.

Как работает шаговый двигатель

Добавлено 22 июля 2019 в 16:12

Сохранить или поделиться

Узнайте все преимущества шаговых двигателей, а также достоинства и недостатки выбора этого типа двигателей для вашего проекта.

Если вы работаете над проектом, в котором есть движущаяся часть, вы, вероятно, будете искать двигатель, чтобы сделать это движение возможным. В этой серии статей мы рассматриваем наиболее популярные типы двигателей, которые используют разработчики. Пока мы рассмотрели:

Чтобы узнать, для каких проектов лучше всего подходят шаговые двигатели, ознакомьтесь с обзором:

Обзор шаговых двигателей

В мире разработчиков шаговые двигатели широко распространены в технологии 3D печати. Все потребительские 3D принтеры оснащены ими. Шаговые двигатели также широко используются и в робототехнике.

Шаговые двигатели часто сравнивают с серводвигателями, поскольку эти оба типа двигателей используются в системах, требующих высокого уровня точности позиционирования.

Однако способы, которыми каждый тип двигателя отслеживает свое положение, сильно отличаются. Как обсуждалось в предыдущей статье, серводвигатель содержит в себе потенциометр, который измеряет абсолютное положение двигателя. Поэтому в любой момент времени сервопривод точно знает, как расположен вал двигателя. Шаговый двигатель не измеряет угол своего вала.

Как работает шаговый двигатель?

Конструкция шагового двигателя похожа на более сложную версию бесколлекторного двигателя. Вы заметите, что многие детали, по сути, одинаковы, но в шаговом двигателе их конструкция значительно сложнее.

В шаговом двигателе обмотки расположены вокруг внешней части кожуха. Постоянные магниты установлены на валу двигателя. Поскольку эти постоянные магниты достаточно тяжелые, шариковый подшипник с обеих сторон вала двигателя помогает стабилизировать двигатель.

Шаговые двигатели в теории работают аналогично бесколлекторным двигателям. Для создания магнитного поля обмотки возбуждаются и, воздействуя на постоянные магниты, заставляют вал двигателя двигаться.

Ребра на постоянных магнитах соответствуют похожим ребрам на обмотках на корпусе двигателя. Вместо непрерывного вращения шаговые двигатели перемещаются между этими ребрами дискретными шагами.

Различие с бесколлекторным двигателем заключается в том, что вместо того, чтобы каждый раз, когда обмотки переключают полярность, поворачиваться примерно на 30% от окружности, шаговый двигатель поворачивается очень немного, обычно всего на 1,8 градуса. Каждый из этих крошечных поворотов называется шагом. Контроллеры могут также управлять мощностью, подаваемой на обмотки, так, что шаговый двигатель может поворачиваться всего на 0,05625 градуса за шаг. Этот вид чрезвычайно точного управления движением позволяет шаговым двигателям достичь очень высокой точности позиционирования.

Достоинства шаговых двигателей

Высокая точность позиционирования

Основная причина существования шаговых двигателей заключается в том, что система управления движением обеспечивает высокую точность отслеживания положения.

Высокий крутящий момент на низких скоростях

Шаговые двигатели обеспечивают значительный крутящий момент на низких скоростях.

Недостатки шаговых двигателей

Низкая максимальная скорость

Поскольку шаговые двигатели перемещаются определенными шагами, у них низкая максимальная скорость вращения.

Низкий крутящий момент на высоких скоростях

На более высоких скоростях шаговые двигатели теряют значительный крутящий момент, обеспечивая лишь около 20% от своего крутящего момента на более низких скоростях.

Оригинал статьи:

Теги

Сохранить или поделиться

Управление шаговым двигателем, сохраненным со старого принтера

Мне нужно некоторое линейное движение для нового проекта, и я решил разобрать старый матричный принтер, чтобы повторно использовать его шаговый двигатель, управляя им через драйвер A4988.

Это проект, который я построил с этим двигателем:

Принтер имел маркировку Philips NIMS 1433 PLUS, но после некоторого обсуждения в FB выяснилось, что исходной моделью была Seikosha SP-1900 Plus или 2400.

Пользователь FB G Toscano предоставил картинку ниже и руководство по обслуживанию в разделе приложений.

Как только я снял крышку, была такая ситуация:

Имеются два шаговых двигателя: один для перемещения печатающей головки влево и вправо на линейном валу, а другой – для рулона бумаги.

Power

Из сервис-мануала вроде питаются от 24в. Это напряжение, которое я решил взять непосредственно с платы питания принтера, которая разделяет 220 В переменного тока на разные напряжения. Это часть схемы платы питания:

Отсюда мы можем сделать вывод, какое напряжение должно присутствовать в шести областях силовой платы:

Однако при тестировании мультиметром на выходах 1 и 2 не было напряжения, а на выходе 6 – 8.2 Вольта. Я недостаточно хорошо разбираюсь в схемах, чтобы понять, было ли это каким-то образом предусмотрено в схеме, или если плата сломана, в то время как другие предположили, что это может зависеть от того факта, что на плате питания нет фактической нагрузки.

Позже я решил использовать выход 8,2 В для питания Arduino.

Двигатели

Я нашел руководство на Instructables, чтобы понять, как идентифицировать провода, подключенные к двум двигателям, которые я нашел в принтере. У двигателей по шесть проводов, но нам нужно использовать только четыре из них.

Чтобы определить разные провода и те, которые мне пришлось использовать, мне пришлось проверить сопротивление между шестью проводами.

Мы знаем, что у двигателя две катушки; каждая катушка подключена к трем проводам. Из этих трех два находятся на концах катушки, а один – в середине. Это означает, что два соединенных на концах провода будут иметь большее сопротивление; это те, которые нам нужно использовать. Заполнив таблицу значениями сопротивления, легко определить, какие из них представляют собой две пары проводов, подключенных на концах двух катушек, и это те, которые нам нужно подключить к драйверу A4988.

Пример значений сопротивления (Ом) для шагового двигателя линейного перемещения и двигателя рулона бумаги.

Схема

После тестирования схемы (см. Прилагаемую схему) с Arduino UNO и макетной платой я выбрал Nano. Теперь все умещено на плате 3×7, которая питается от сравнительно огромного оригинального модуля питания принтера (с красивой большой кнопкой ввода-вывода).

Цепь, работа в процессе (отсутствует мост между спящим режимом и сбросом).

Это руководство по Howtomechatronics, а также эта страница POLULU, объясняющая использование A4988, были отправной точкой для моей последней схемы и кода.

Дальнейшие разработки

Схема очень проста. Что я хотел бы добавить в следующие шаги, так это контроль сна, который позволит мне сэкономить электроэнергию, уменьшить нагрев и разблокировать двигатель. Различные кнопочные входы могут быть добавлены через аналоговые контакты Nano с соответствующими резисторами, чтобы вручную привести голову в желаемое положение (левое и правое управление), запустить процедуру движения, включить спящий режим и так далее. Обратная связь с пользователем будет осуществляться через светодиоды.

Для этого я бы использовал готовую панель управления принтера, которую вы можете увидеть на следующих рисунках:

Панель управления со светодиодами и кнопками, лицевая.

Панель управления со светодиодами и кнопками, задняя.

В сервисном руководстве мы видим, какой провод разъема идет к какой лампе или кнопке:

Схема подключения панели управления принтера.

Вдобавок к этому я, вероятно, попробую прикрепить сервопривод на головку и дополнительный шаговый двигатель (от того же принтера) или двигатель постоянного тока для вращательного движения.

Я добавлю всю документацию, как только проект будет закончен.

ОБНОВЛЕНИЕ / январь 2019: готовый проект задокументирован здесь.

давайте исправим! – 3D Solved

Хотя я думаю, что разбираюсь в 3D-принтере, меня всегда пугает, когда машина выходит из строя из-за потенциальной проблемы с оборудованием. В отличие от изменения какой-то непонятной настройки в слайсере, мое сердце имеет тенденцию заскакивать, когда я имею дело с механическими и электрическими частями.

Рано или поздно вам придется столкнуться с некорректной работой шагового двигателя. Если вы похожи на меня, вы, безусловно, предпочитаете провести небольшое исследование, прежде чем пробовать потенциально необратимые вещи.Хотя мы собираемся углубиться в каждую причину, это наиболее распространенные причины, по которым шаговый двигатель не работает должным образом.

Шаговый двигатель 3D-принтера может не работать из-за недостаточного электрического тока, нарушения целостности цепи вместе с проводкой или разъемом, или неисправного драйвера шагового двигателя или платы управления.

Конечно, это краткое резюме не очень полезно, когда дело доходит до решения вашей проблемы, так что приступим!

Как исправить неподвижный шаговый двигатель

Когда дело доходит до проблем, связанных с нефункционирующим оборудованием, рекомендуемый путь их решения всегда идет от простейшего к наиболее сложному из возможных.Бесполезно проверять настройки прошивки или изменять расширенные конфигурации нашего принтера, если мы сначала не проверим, что устройство включено. Хотя это звучит глупо, большинство проблем обычно решаются с помощью почти тривиальных и очень простых проверок. при работе с шаговыми двигателями это не исключение из правил.

Прежде чем мы начнем отслеживать проблему, которая не позволяет двигателю двигаться, я задам вам вопрос: проблема вызвана самим шаговым двигателем?

Многие пользователи этого не знают (и почему они должны это знать?), Но встроенное ПО 3D-принтера настроено таким образом, чтобы двигатель экструдера не двигался, когда хотенд холодный.Это означает, что, прежде чем пытаться переместить, вы должны предварительно нагреть хотенд до температуры выше минимальной (я рекомендую 200 градусов, на всякий случай).

Теперь, когда мы знаем об этом, давайте попробуем исправить этот надоедливый мотор!

Шаговый двигатель не получает электрический ток

Прежде всего, вы должны убедиться, что двигатель получает электрический ток. Для этого вам не понадобится мультиметр или какой-либо конкретный инструмент, просто включите принтер и попробуйте переместить моторы из меню.

На принтерах типа Marlin выберите « Подготовить » -> « Переместить ось » и выберите ось двигателя, который не работает. Закажите достаточно длинное перемещение, например, 150 мм по осям X / Y или 100 мм по оси Z. Если во время движения вы можете двигать мотор рукой, это означает, что внутри мотора не создается магнитное поле, необходимое для его работы. Поскольку поле создается электрическим током, это, скорее всего, проблема с питанием.

Проверьте напряжение, подаваемое на источник, с помощью мультиметра. Некоторые принтеры работают от 12 В, а другие – от 24 В. Показания должны быть всегда стабильными. Если клеммы источника питания не подают необходимое напряжение, компоненты принтера начнут выходить из строя. При необходимости замените блок питания.

После этого убедитесь, что соединительные штекеры двигателя правильно подсоединены, и убедитесь в отсутствии погнутых контактов. Попробуйте проверить целостность каждого провода с помощью мультиметра (видео ниже показывает, как это сделать).Отказ любого провода приведет к неправильной работе двигателя. Если вы обнаружите провод, не прошедший проверку целостности, замените разъем.

Проверьте плату драйвера шагового двигателя

Следующим шагом в поиске причины неисправности является проверка драйвера. Обычно используется Pololu A4988 . Эта небольшая плата регулирует мощность шагового двигателя и служит связующим звеном между платой управления и шаговым двигателем.

Попробуйте переместить драйвер на другую вилку и посмотрите, передается ли проблема на двигатель, к которому вы подключили этот драйвер. Будьте очень осторожны при подключении драйвера, так как его контакты должны быть правильно ориентированы (ищите « Enable» pin на драйвере и на плате и сопоставьте их). Если перевернуть его, драйвер или плата управления перегорят.

Если вы обнаружите, что проблема была в драйвере, замените его таким же или аналогичным.Есть более тихие и долговечные модели, но они намного дороже драйвера A4988 .

Теперь пора проверить плату управления. 3D-принтеры RepRap часто используют комбинацию Arduino Mega + Ramps , поскольку они являются самой дешевой и самой надежной версией, которую вы можете получить. Вам нужно будет получить другую плату, чтобы проверить, сохраняется ли проблема.

Как исправить шумный / щелкающий шаговый двигатель

Увеличьте напряжение драйвера двигателя для достижения необходимого крутящего момента

Сообщите об этом объявлении Когда шаговый двигатель должен генерировать действительно большой крутящий момент (выше, чем он может обеспечить), он перестанет двигаться , но магнитное поле продолжает заставлять вал двигателя вращаться.Это можно услышать как один или несколько «щелчков» внутри двигателя.

Так как плата управления не имеет обратной связи относительно положения экструдера, печать продолжается, как будто ничего не произошло, и шаг «потерян». Это вызывает смещение слоев в объекте или секторов без отложенной нити, когда двигатель, который теряет шаги, является двигателем экструдера.

Наиболее частой причиной потери шагов по осям движения является низкое напряжение, установленное в драйвере двигателя. Для увеличения напряжения на драйверах сверху есть небольшой потенциометр.С помощью отвертки с керамическим наконечником поверните потенциометр по часовой стрелке. При этом необходимо измерить подаваемое напряжение с помощью мультиметра.

Необходимое напряжение зависит от принтера, типа шагового двигателя и нагрузки, необходимой для двигателя. Двигатели оси Z и экструдера часто требуют большего напряжения, чем другие. Некоторые люди проводят расчеты для определения напряжения в соответствии с используемым двигателем, но, по моему опыту, это нужно делать эмпирически, увеличивая значение напряжения до тех пор, пока не будет достигнута надежная работа.

Другие распространенные причины

• Отсутствие смазки в направляющих : это заставляет движение требовать большего крутящего момента.
• Чрезмерное натяжение ремней : ремень сильно натягивает вал двигателя, что делает его ненужным. Ремешки должны быть относительно тугими, но не преувеличивайте их.
• Низкая температура экструзии : если нить недостаточно горячая, она не будет плавно течь через хотенд, что приведет к увеличению давления, необходимого для экструзии.Температурная башня – лучший тест для определения оптимальной температуры печати.
• Сбой охлаждения ствола : если тепло « поднимается на » вдоль ствола, это приводит к размягчению нити. Верхняя часть нити должна действовать как поршень, поэтому она должна быть как можно более холодной. Когда это не удается, двигатель нагружается сильнее, что приводит к потере ступеней и возникновению заклинивания в сопле. Добавление радиатора и / или охлаждающего вентилятора может помочь в решении этой проблемы.
• Установленная скорость слишком велика. : ускорение, требуемое от двигателя, должно быть в пределах его возможностей.Когда двигатель не может удовлетворить потребность в движении, он теряет шаги. Оси X / Y больше всего страдают от этой проблемы.
• Люфт на валу : если ремень слишком ослаблен или система направляющих допускает небольшой люфт, первые шаги изменения направления будут потеряны, что приведет к деформации объекта.
• Перегрузка драйвера : Поскольку драйверы работают с очень большими токами, им необходимо рассеивать большое количество тепла. Для этого на основную микросхему драйвера обычно крепят алюминиевые радиаторы.При чрезмерном нагреве драйвер начинает работать со сбоями, и одним из наиболее частых симптомов является потеря ступеней в двигателе. Чтобы этого не произошло, я рекомендую поставить охлаждающий вентилятор прямо на драйверы.

Другие часто задаваемые вопросы

Может ли шаговый двигатель стать слишком горячим?

Если вы коснетесь двигателей во время очень длинной печати, вы заметите, что они могут сильно нагреться. Это происходит потому, что часть энергии, вырабатываемой двигателями, преобразуется в механическую энергию, а другая часть теряется в виде тепла.

Корпус двигателя и его внутренние компоненты спроектированы так, чтобы выдерживать большое количество тепла, но при превышении максимальной температуры они могут быть повреждены.

Максимальная рабочая температура шагового двигателя всегда указывается в техническом описании конкретной модели. Хотя конкретные значения сильно различаются, обычно они находятся в диапазоне от 70 ° C до 100 ° C.

На практике мы можем сказать, что если вы не можете дотронуться до шагового двигателя, это потому, что он явно слишком горячий.Хотя это относительно, но это хорошая отправная точка. Отрегулируйте напряжение в драйверах в средней точке, в которой работа соответствует ожидаемой, но без чрезмерного повышения температуры.

Когда у вас будет хорошая конфигурация, я рекомендую вам записать значения для каждого шагового двигателя. Если вам нужно заменить драйвер, вам не придется повторять этот тест.

Требуется ли обслуживание шаговых двигателей?

Шаговые двигатели не требуют обслуживания. Нет необходимости вдаваться в подробности, но, в отличие от обычных двигателей постоянного тока, они не имеют щеток или соприкасающихся деталей, которые могут изнашиваться.Просто убедитесь, что на нем нет пыли и грязи. Если вы используете лак для волос для улучшения адгезии к постели, не забудьте покрыть все электронные части перед распылением.

Как заменить шаговый двигатель

Если вы пришли сюда, не обнаружив проблемы, скорее всего, шаговый двигатель вышел из строя и вам необходимо его заменить. Для этого важно знать, что обозначение NEMA 17 (наиболее часто используемое в 3D-печати) относится только к распределению монтажных резьбовых отверстий. В этом диапазоне двигателей существует бесчисленное множество вариантов, которые могут соответствовать или не соответствовать нужным вам техническим характеристикам.

Перед покупкой нового двигателя уточните у производителя принтера следующие характеристики:

• Рабочее напряжение
• Крутящий момент
• Градусы вращения для каждого шага (количество шагов на оборот)
• Высота двигателя (чтобы сделать убедитесь, что он помещается в то же место, что и предыдущий)

Шаговый двигатель для 3D-принтера | Полное руководство и как выбрать

Помимо множества тестовых устройств, у Мартина сейчас работает свой четвертый собственный 3D-принтер, и он печатает в качестве хобби для друзей, семьи и себя.Он с удовольствием делится своим опытом с каждой новой статьей.

Раскрытие информации: ссылки, отмеченные *, являются партнерскими ссылками. Я зарабатываю на соответствующих покупках, если вы решите совершить покупку по этим ссылкам – без дополнительных затрат для вас!

Чтобы заготовка была успешной, все элементы 3D-принтера должны оптимально работать вместе. В дополнение к экструдеру, который подает нить на печатную платформу, он также включает в себя двигатели, которые обеспечивают движение по осям.

Благодаря модульной конструкции многих 3D-принтеров в устройство можно установить широкий спектр двигателей, но рынок велик, и, в частности, новички могут быть ошеломлены выбором.

В следующей статье мы сначала рассмотрим наиболее важные различия между шаговыми двигателями и выясним, какие параметры важны для выбора. Мы подробно объясняем спецификации, чтобы каждый мог принять собственное решение и дать обзор текущей рыночной ситуации с возможными альтернативами, чтобы в конечном итоге было создано полное руководство, которое разъясняет наиболее важные вопросы и гарантирует, что каждый может сделать подходящий выбор.

Это основные типы шаговых двигателей 3D-принтеров * :

• 20-25 Нсм: Малый крутящий момент для легких конструкций
• 40-45 Нсм: Стандартный размер
• 50-56 Нсм: Мощные шаговые двигатели для тяжелых печатных платформ и т.п.

Вот лучшие шаговые двигатели для 3D-принтеров:

Различные типы двигателей

В общем, 3D-принтеры могут использовать несколько типов двигателей: двигатели постоянного тока, шаговые двигатели и серводвигатели.Все они работают по-разному.

Двигатели постоянного тока