Ramps 1.4 управление дополнительными устройствами. Подключение шаговых двигателей

В свое время именно на этой управляющей плате мы сделали свой первый принтер и были довольны.

Почему именно она?

Во-первых, это самое недорогое и простое решение, которое позволит осуществить вашу задумку!

Во-вторых, в интернете Вы найдете очень много информации о том, как и куда подключать эту электронику, как прошивать и т.д и т.п.

В-третьих, Ramps 1.4 поддерживает два экструдера (можно печатать, как одним цветом, так и двумя), к ней можно подключить нагревательный стол (для возможности печати ABS пластиком), есть дополнительные свободные пины, к которым впоследствии Вы сможете подключить дополнительные прибамбасы для принтера.

В-четвертых, модульная конструкция позволяет легко заменять испорченные детали, что позволит сэкономить немного денег.

Шаговые двигатели

В 3D-принтерах движение кареток происходит с помощью биполярных шаговых двигателей . Они, как правило, имеют четыре вывода (с двумя обмотками), последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. Поэтому вращение шагового двигателя (ШД) дискретно, то есть вал поворачивается на заданный угол. В 3D принтерах обычно используют двигатели, которые за один полный оборот совершают 200 шагов, а именно, один шаг равен 1.8 градусам.

Количество шаговых двигателей зависит от конкретной модели принтера. В проектах RepRap Prusa i2, i3, i3 Steel и подобных используются пять шаговых двигателей. Четыре двигателя позиционируют каретку по осям X, Y и Z (один двигатель на ось X, один двигатель на ось Y и два двигателя на ось Z) и пятый двигатель необходим для экструдера (для подачи пластика).

Из большого разнообразия шаговых двигателей необходимо выбрать самые оптимальные. Двигатели бывают разных типоразмеров, так называемый форм-фактор. Для 3D принтеров RepRap, да и для большинства других принтеров, используют Nema 17.

При выборе шаговых двигателей также стоит обратить внимание на следующие два параметра: момент удержания и ток, который потребляет двигатель. Для двигателей, которые перемещают каретку, достаточно 1.4 кг*см (но лучше больше), а для экструдера минимум 4 кг*см. Для управления ШД используют драйвера A4988, которые имеют ограничение в токе до 2 А, поэтому двигатели нужно подобрать такие, чтобы потребляемый ток был меньше 2 А, в противном случае двигатель просто не будет работать на полную мощность.

Мы используем следующие шаговые двигатели: 17HS8401 или 17HS4401 током 1.7 А и моментом удержания 4 кг x см, их вполне хватает на подачу пластика и для позиционирования кареток.

Драйвера шаговых двигателей

Для управления ШД Вам понадобится специальный драйвер. Чаще всего для 3D принтеров используют драйвера A4988 или Drv8825 . Драйвер A4988 поддерживает ток до 2 А и 1/16 шага, а драйвер Drv8825 поддерживает ток до 2.2 А и 1/32 шага. Если шаговый двигатель имеет шаг 1.8 градусов и за полный оборот совершает 200 шагов, то при использовании драйвера A4988 шаг станет 0,1125 градусов (0,05625 градусов для Drv8825) и за полный оборот он совершит 3200 шагов (для Drv8825 6400 шагов), что в свою очередь увеличит точность позиционирования.

Для каждого ШД необходим один драйвер, либо один драйвер на два шаговых двигателя, подключенных последовательно или параллельно (как для оси Z Prusa i3 Steel). Во время работы двигателей драйвера сильно нагреваются, поэтому обязательно установите на них радиаторы и, по возможности, обеспечьте постоянный обдув вентилятором.

Нагревательный стол

Если Вы хотите, чтобы Ваш 3D принтер печатал ABS пластиком или другими видами пластика, для которых требуется подогрев рабочей поверхности, то Вам необходимо приобрести нагревательный стол . Один из самых распространенных столов - MK2b , размеры рабочей зоны составляют 200 мм на 200 мм, а максимальная температура 120 градусов. Такой стол имеет четыре крепежных отверстия, с помощью которых его можно зафиксировать на платформе. Нагревательный стол MK2B можно подключить как к 12 вольтовому источнику, так и к 24 вольтовому, достаточно лишь припаять провода питания к соответствующим контактам.

Чаще всего столы делаются из текстолита, поэтому необходимо использовать дополнительно стекло (зеркало), так как при нагреве текстолит деформируется и поверхность будет неровная. Стекло фиксируется сверху с помощью канцелярских прищепок или другими приспособлениями. Текстолитовый нагревательный стол MK2b+стекло можно заменить одним алюминиевым столом MK2b , он немного дороже, но в этом случае Вам не потребуется фиксировать дополнительно стекло. Алюминиевый стол греется дольше, но лучше держит температуру.

Термисторы

В 3D принтерах присутствуют нагревательные элементы (нагревательный стол и экструдер), температуру которых нужно контролировать. Для этих целей используется обычный терморезистор (термистор) или термопара.

Самый простой способ измерения температуры в 3D принтерах - это использование термистора. Список термисторов, которые можно использовать приведен . Мы остановились на термисторе, который имеет большой диапазон рабочих температур, а именно NTC термистор 100 кОм 3950 . Такой термистор можно приобрести в двух вариантах: с припаянным проводом и без, рекомендуем приобрести сразу с припаянным.

Если Вы хотите использовать термопару, то вам понадобится дополнительная плата, например ExtThermoCouple 1.0, или какая-нибудь другая плата на основе микросхемы AD597.

Концевые выключатели (endstop)

Для того, чтобы каретка принтера могла "найти" свое крайнее положение, то есть точку отсчета (с координатами (0,0,0)) необходимо использовать endstop или, как их называют в России, концевые выключатели (концевики). Концевые выключатели бывают разных типов, но в основном используют следующие: механические, оптические и крайне редко магнитные.

Механические концевики представляют по сути просто кнопку, которая включается при достижении кареткой самого концевика. Они недорогие и поэтому самые распространенные. Механические концевики бывают в разных исполнениях, на некоторых присутствует светодиод, который загорается красным цветом при нажатии кнопки, на других светодиодов нет, и стоят они гораздо дешевле.

Оптические концевики срабатывают, когда специальная "преграда" попадает в зазор между светодиодом и фоторезистором. Они более точные и надежнее, чем механические, но немного дороже, поэтому по возможности лучше поставить их.

Обычно на каждую ось ставится по одному концевому выключателю, который определяет минимальное положение. Максимальное положение задается программным путем (меняется в прошивке). Можно поставить на одну ось и два концевика, тогда они будут определять минимальное и максимальное положение, но особого смысла в этом нет. В итоге, всего Вам понадобится только 3 концевых выключателя (ось X, ось Y и ось Z).

Экструдер

Печатающая головка 3D-принтера называется экструдером (от англ. extrude – выдавливать). Название отражает принцип действия: печатающая головка выдавливает пластик через специальное сопло. В настоящие время появилось большое количество различных экструдеров , у всех свои плюсы и минусы. Исходя из нашего опыта, можем посоветовать хотэнд E3D. Оригинальные хотэнды e3D можно купить на сайте производителя. Мы используем не оригинальные, а клоны от китайских производителей, которые по качеству печати не уступают оригинальным, и стоят намного дешевле. Но следует помнить, что не все китайские хотэнды качественные, нужно будет поискать хорошего производителя. Также, e3D хотэнды при правильной эксплуатации очень редко забиваются и могут печатать практически всеми видами пластиков. При необходимости можно менять сопла разных диаметров, начиная от 0.2 мм и заканчивая 1.2 мм (Volcano).

LCD дисплей

Если Вы хотите автономно управлять Вашим 3D принтером, без компьютера, то вам понадобится дисплей. Самые распространенные и недорогие модели это:

Все они имеют встроенный разъем под SD карту, тем самым вы без проблем сможете запускать печать прямо с дисплея. RepRapDiscount Smart Controller самый простой и недорогой 4х строчный LCD дисплей с SD card reader и с встроенным поворотным энкодером. В отличии от дисплея Smart Controller, Full Graphic Smart Controller имеет лучшее разрешение и отображает больше данных о процессе печати, но стоит немного дороже.

Блок питания

Обычно для питания принтера используют 12 В. Для этого понадобится источник питания напряжением 12 В способный выдавать ток не менее 20 Ампер. С этим помогут справиться следующие блоки питания:

1. Обычный компьютерный блок питания. Самый недорогой и простой способ, но потребуются дополнительные манипуляции. Блок питания стандарта ATX напрямую не подключить. Как включить компьютерный блок питания без материнской платы, можно почитать здесь или в других источниках.
2. Самый предпочтительный для нас вариант - использовать блок питания для светодиодных систем. Он немного дороже, но с ним работать куда приятней. Все, что вам надо будет сделать - это прикрутить провода во встроенные колодки и все. Мы используем блок питания мощностью 350 Вт 12 В. При необходимости без проблем подойдет и блок питания на 24 В 350 Вт.

Подключение

После того, как все необходимые комплектующие выбраны и закуплены, можно приступать к подключению всех частей к Ramps 1.4. Для начала соедините плату расширения Ramps и Arduino Mega 2560. Тут ошибиться достаточно сложно. Необходимо все штырьки Ramps аккуратно вставить в соответствующие разъемы Arduino.

Обратите внимание! При установке платы RAMPS на Arduino возможно замыкание проводников нижней стороны платы Ramps на разъем USB arduino. Рекомендуется изолировать их друг от друга (например двусторонним скотчем), также можно "откусить" лишний припой с нижней стороны платы Ramps.

После того, как мы это сделали, получаем аккуратный "бутерброд", к которому можно начать подключать остальную электронику.

Прежде чем приступить к подключению электроники к управляющей плате, необходимо посмотреть на схему. Можно зайти на сайт Reprap и в статье о ramps 1.4 , посмотреть как все подключается. В интернете присутствует большое количество различных схем, вы можете выбрать подходящую вам.

Данная схема по сути ничем не отличается от других, поэтому вы можете пользоваться и другими источниками, результат будет один и тот же. Теперь давайте пройдемся более подробно по каждому пункту.

Подключение шаговых двигателей

На плате Ramps есть 5 разъемов для подключения шаговых двигателей и соответственно 5 разъемов для драйверов. Каждая ось подписана, что позволяет безошибочно подключить в соответствующий разъем. Пины для подключения шаговых двигателей на RAMPS обозначены так - 2B, 2A, 1A, 1B. Пины 2B, 2A - одна обмотка двигателя, а 1A, 1B - другая.

Так как мы используем шаговые двигатели Nema 17 (биполярные), то они имеют, как правило, четыре вывода (две обмотки). Чтобы определить какие провода соответствуют одной обмотке, необходимо их прозвонить (мультиметром), та пара проводов, которая будет звониться, соответствует одной обмотке, и эту пару необходимо подключить в пины 2B,2A, а другую пару - в пины 1A,1B. Также можно посмотреть datasheet вашего двигателя, там указаны какие провода относятся к одной обмотке. Дополнительную информацию о двигателях можно посмотреть на сайте reprap .

Стоит помнить, что иногда цветовые схемы проводов могут отличаться, поэтому самый проверенный и надежный способ для определения проводов одной обмотки - использовать мультиметр. Если вы неправильно подключите двигатель, то ничего страшного не случится, при подаче сигнала, двигатель просто не будет вращаться, или будет вибрировать (издавать характерные звуки).

Также стоит обратить внимание на подключение двигателей оси Z. Так как на ось Z необходимо два шаговых двигателя, то их можно подключить двумя разными способами:

1. Параллельно - каждый штекер в своё гнездо, на плате ramps для оси Z предусмотрено два гнезда, поэтому проблем не возникнут. Это стандартное подключение к RAMPS, но могут быть проблемы с рассинхронизацией двигателей, если есть разница в сопротивлении обмоток двигателя.
2. Последовательно, как показано на схеме. Последовательное подключение предпочтительнее, рекомендуем именно его.

Для данного двигателя красный и серый провода – это одна обмотка, а желтый и зеленый – другая. Помните, что цвета могут отличаться, но суть одна и та же.

Подключение драйверов шаговых двигателей

Чтобы шаговыми двигателями можно было управлять, нужно поставить по одному драйверу на каждую ось и один драйвер на экструдер. Для этих целей на плате Ramps 1.4 существует пять разъемов, куда без проблем можно вставить драйвера.

Прежде чем установить драйвера шд, необходимо выставить микрошаг драйвера. Для установки микрошага драйвера пользуйтесь джамперами (перемычками), которые обычно идут в комплекте вместе с ramps.

Перемычки установки микрошага на RAMPS 1.4 находятся под драйверами шаговых двигателей. Всего под каждый драйвер можно установить максимум три перемычки. В зависимости от того, сколько и в каком порядке вы их поставили, будет определяться, какой шаг выставлен.

Если вы используете драйвер шагового двигателя A4988 с минимальным микрошагом 1/16, то расположение перемычки берем исходя из таблицы:

Перемычка (Да/Нет) размер шага 1 2 3 нет нет нет полный шаг да нет нет полушаг нет да нет 1/4 шага да да нет 1/8 шага да да да 1/16 шага

Большинство использует микрошаг 1/16 (все перемычки установлены), поэтому прежде чем устанавливать драйвера, устанавливаем все перемычки под все драйвера!

Если вы используете драйвер шагового двигателя Drv8825 с минимальным микрошагом 1/32, то расположение перемычек берем исходя из таблицы:

Перемычка (Да/Нет) размер шага 1 2 3 нет нет нет полный шаг да нет нет полушаг нет да нет 1/4 шага да да нет 1/8 шага нет нет да 1/16 шага да нет да 1/32 шага нет да да 1/32 шага да да да 1/32 шага

Обратите внимание! На драйвере шагового двигателя DRV8825 подстроечный резистор располагается на другой стороне платы, по сравнению с A4988, поэтому обратите внимание на правильную ориентацию драйвера при установке их в разъемы плат управления.

После того, как все перемычки поставлены, можно приступать к установке драйверов, в нашем случае драйвера будут A4988. Так же сразу следует на каждый драйвер прикрепить радиатор (на фото не показано), это можно сделать либо с помощью термоклея или простым двухсторонним скотчем.

Обратите внимание! При неправильной установке драйвера, возможно его повреждение. Подстроечный резистор "смотрит" в сторону гнезда дисплея. Так же на самом драйвере и на разъемах ramps, все ножки подписаны, поэтому лишний раз перепроверьте.

Концевые выключатели

На плате ramps предусмотрено шесть разъемов для подключения концевых выключателей, их порядок следующий: X min, X max, Y min, Y max, Z min, Z max. Подключать концевики нужно соблюдая полярность. Если смотреть на разъемы концевиков со стороны разъемов питания RAMPS, то порядок пинов будет следующий: Signal, GND, +5 В.

Всего нужно подключить три концевика, min X, min Y и min Z. Остальные пины оставить свободными.

Обратите внимание! При подключении концевых выключаталей, самое главное не перепутать пины, то есть необходимо на концевом выключателе определить, какой из трех проводов отвечает за "Signal", "-" и за "+" и подключить в соответствующие пины на плате ramps. Если вы перепутаете, то велика вероятность, что при срабатывании концевика, Arduino выйдет из строя. Обычно на концевых выключателях идет следующая маркировка:

зеленый цвет - "Signal"

черный цвет - "-"

красный цвет - "+"

Также широко распространены 2-х проводные механические концевики, в данном случае "+" на плате ramps не используем и подключаем слудующим образом:

1. Соедините контакт помеченный на плате"S" с контактом "NC" микропереключателя.
2. Соедините контакт помеченный на плате "GND" или "-" с контактом "C" микропереключателя.

Подключение термисторов

RAMPS поддерживает три датчика температуры, разъемы для них подписаны - T0, T1, T2. В T0 подключают термистор хотэнда, а в T1 термистор нагревательного стола. Полярность у термисторов отсутствует, поэтому подключаем как хотим. T2 служит для термистора второго хотэнда, если у вас один хотэнд, тогда его не трогаем.

Подключение нагревательного стола и нагрева хотэнда

Разъемы для подключения нагревательных элементов обозначены D8, D9, D10. В D8 подключают нагревательный стол, а в D10 подключается нагрев хотэнда. В D9 подключают вентилятор для программной регулировки обдува печатающихся деталей, либо нагрев второго хотэнда (в зависимости от того, что укажете в прошивке).

Обратите внимание, что провода, по которым идет ток для подогрева стола должны быть рассчитаны на ток минимум в 10А. Мы используем провод сечением не менее 1,5 квадрата.

MK2B можно подключить как к 12 В так и к 24 В. На нагревательном столе есть 3 контакта помеченные цифрами 1, 2 и 3. В зависимости от того, какой источник питания вы хотите использовать (12 или 24 В) подключение осуществляется по-разному. Для 12 В: контакт 1 припаиваем к «+» и контакты 2 и 3 к «-». Для 24 В: контакт 1 не используем, контакт 2 припаиваем к «+»и контакт 3 к «-». В зависимости от того какой у вас источник напряжения, необходимо припаять провода к соответствующим контактам.

Подключение LCD дисплея

На плате Ramps есть специальный разъем для подключения дисплея, поэтому подключить любой LCD дисплей не составит труда.

Для этого необходимо взять переходник, идущий в комплекте с дисплеями, и вставить в разъем платы ramps, как показано на картинке.После чего взять два шлейфа и ими соединить между собой дисплей и ramps в соответствующие разъемы (на дисплее и на плате они подписаны как EXP1 и EXP2). Дисплей готов к работе.

Обратите внимание! Зачастую при дальнейшем использовании вашего дисплея, на экране будут появляться "иероглифы", непонятные символы и тому подобное, для предотвращения этого можно сделать следующее:

• дисплей крепить к корпусу не на металлические стойки, а нейлоновые (или на другие виды, кроме металла);
• заземлить все платы;
• перевернуть сетевую вилку;
• подключиться к другой розетке;
• и самое главное, каждый провод, идущий от дисплея к плате ramps, обернуть алюминиевой фольгой (фольги не жалеть!).

Подключение питания

Для подачи питания в RAMPS предусмотрено два разъема: 12 В 5 А и 12 В 11 А.

Нижняя пара, отмеченная "12 В 5 A" для питания шаговых двигателей и нагревателя экструдера (D9, D10). Источник питания должен обеспечивать не менее 5A.

Пара коннекторов, отмеченных "12 В 11 A" обеспечивает питания нагревательного стола и второго выхода (D8), например для второго экструдера. Данный источник питания должен обеспечивать не менее 11A (Если оба входа питаются от одного источника, то он должен обеспечивать не менее 16A).

Если смотреть на разъемы питания (при отсутствии маркировки), то положительный контакт находится слева, а отрицательный справа.

Разъем питания в 5А не обеспечивает питание Arduino, питание будет обеспечено только при наличии напряжения в разъеме 11А.

Обратите внимание! При подключение питания, не перепутайте "+" с "-", лишний раз перепроверьте!

Заключение

Когда все подключили и еще раз перепроверили, то можно подать питание на плату Ramps. Если ничего не дымит и не искрит, то можно приступать к записи прошивки на Arduino. Именно этим мы и займемся в следующей статье.

Один из главных вопрос при постройке 3D принтера — какую электронику использовать? В сети есть несколько вариантов под разным названием и с разными возможностями: GEN, Sanguinololu, RAMPS и др. Но все они устроены практически одинаково: к процессору Atmel к выводам подключены драйверы управления шаговыми двигателями, несколько транзисторов для управления нагревательными элементами и кулером, и несколько перемычек для задания шага двигателя. Чем круче процессор, тем больше к нему может быть подключено плюшек в виде экранчика, кардридера и т.д. Подробно описывать не буду, но все, что необходимо для работы принтера — это управление 4 (5) драйверами шаговых двигателей, 1 транзистор на нагрев hot end-а (печатающей головки) и вход датчика температуры. Все, этого достаточно.

Присмотревшись к схемам плат, я выбрал наиболее простой вариант — плата RAMPS. Основное её отличие от других в том, что она построена на основе платы Arduino Mega, т.е. схема очень простая, паять надо по-минимуму, настраивать ничего не надо- просто вставляется в Arduino и включается. Выглядит все следующим образом:

плата RAMPS+Arduino

Изначально я выбрал вариант RAMPS 1.4, закупил деталей и приступил к изготовлению платы. Именно в этом месте меня ждал гигантский конфуз — у этой версии платы оказалось очень много тонких дорожек, переходов с одной стороны платы на другую и т.д.

Методом ЛУТ я владею на уровне начинающего, но мне хватило и пары пробных переносов изображения с бумаги на текстолит, чтобы понять бессмысленность моей затей. Решил выбрать более раннюю версию платы RAMPS 1.25 — она проста в изготовлении, используется односторонний текстолит. Есть правда и минус — вместо 5 драйверов шаговых двигателей, в ней используется всего 4, один драйвер управляет сразу двумя двигателями перемещения по оси Z. Ничего страшного в этом нет, только один минус — часто после печати при возврате в координату (0,0,0) двигатели оси Z стопорит, программа считает, что вы вернулись в 0-ую точку, а на самом деле экструдер висит в воздухе. Обходится этот глюк очень просто — по оси Z надо разгоняться постепенно, тогда движки не заклинит: сначала делаем три шага по 0,1 мм, затем еще пара шагов по 1 мм, а потом разгоняем до 10 мм за шаг (это все можно задать в программе в программе Slicer, про настройку программы я напишу немного позднее).

Для сравнения приведу схему обеих плат:

схема подключения RAMPS 1.4

схема подключения RAMPS 1.25

Второй экструдер мне пока не нужен, да и поле печати и так очень маленькое — всего 10х17 см.

В конце статьи выложу все файлы PDF для ЛУТ-а.

Покажу процесс изготовления платы и расскажу некоторые тонкости сборки,может быть кому-то это будет интересно.
Как обычно, напечатал зеркальное изображение платы на глянцевой журнальной бумаге:

распечатываем на журнальной бумаге

Красный цвет — это маркер. Я дорисовал несколько площадок. Далее протравил в хлорном железе (водный раствор):

Через 15 минут потряхиваний платы, она была готова. Я давно не травил платы и для меня было сюрпризом, что водное хлорное железо не такое ядреное, как обычное — безводное хлорное железо. Этот раствор так медленно работает, что я устал ждать. В следующий раз буду покупать безводный FeCl3.
Плата готова:

Плата в сборе:

От чего я отказался:
1. от 1шт предохранителя, т.к. не нашел у нас в магазинах такой (поставил перемычку)
2. от кулера (во всем городе не нашлось необходимых полевых транзисторов, а подбирать и искать аналоги было лень)

Тонкости:

Припаивать штырьки к плате надо с той же стороны, где и находятся дорожки платы — крайне неудобно и некрасиво, но никуда не деться.

Как видно — пришлось паяльником плавить пластик, чтобы добраться до дорожек.

Еще одна тонкость — сначала вставьте штырьки в плату Arduino, затем сверху наденьте Ramps и только потом припаивайте, иначе после сборки будет очень трудно вставить Ramps в Arduino — штырьки будут смотреть в разные стороны и придется пинцетом каждый из них направлять в нужное отверстие, а их более 40 шт

Аналогично поступайте с драйверами двигателей.

После сборки сразу заметил — корпус USB-разъема Arduino замечательно замыкает на дорожку с +12 В. Вот это сюрприз Хорошо, что я сначала проверил весь монтаж. Установил на корпусе USB пластиковую пленку из ЭПРА светильника (она там выполняет роль изолятора), но можно использовать обычную изоленту:

1.После сборки Ramps отключите её от Arduino, уберите драйвера двигателей и подайте на неё питание 12 В. Проверьте все ноги, где должны быть 12 В, а где их не должно быть.
2.Следующий шаг — отключить питание от Ramps и установить плату в Arduino. Подключите Arduino к компу через USB и проверьте наличие 5 В на плате Ramps.
3. Все можно собрать воедино и подать 12 В.

(PDF масштаб 1:1)- готовый файл для печати методом ЛУТ

— инструкция по сборке, список деталей, схема размещения элементов.

удачи в сборке

Самое интересное начнется после сборки принтера и подключения его к компу.

Во первых, необходимо будет выбрать в прошивке тип вашей платы, выставить шаг для каждого двигателя, т.к. почти все прошивки заточены под дюймовую систему, а не метрическую. У меня заняла довольно много времени, т.к. информация в инете в основном на английском языке.

Все эти шаги более подробно я опишу в . Подписывайтесь на рассылку, что бы не пропустить новую статью.

Шилд RAMPS 1.4 подключение.

Рассмотрим подключение платы Shield-RAMPS-1.4 на примере 3D принтера Mendel90.

RAMPS 1.4 это шилд (надстройка) для Arduino Mega 2560. Ардуино преобразует G-коды в сигналы и управляет 3D принтером посредством силовой части - RAMPS 1.4.
Плата RAMPS 1.4 одевается поверх Arduino и все подключения, кроме USB, осуществляются через неё. Питание 12В на Arduino подаётся через RAMPS 1.4.

Двухэкструдерная схема подключения

Схема подключения с одним экструдером

Обычно используют билинейные (четыре провода) шаговые двигатели на 1,7 А типоразмера Nema 17. Провода желательно свить в косички для защиты от наводок.

Шаговые двигатели для оси Z можно подключать двумя способами:

• Первый способ.
  Параллельное подключение пары шаговых двигателей на одну ось Z - это когда штекер каждого шагового двигателя подключается к своему индивидуальному разъему на плате RAMPS 1.4.
  Такой способ подключения шаговых двигателей для оси Z является стандартным подключением к плате RAMPS 1.4.
  Следует заметить, что при параллельном (стандартном) подключении могут возникать проблемы с рассинхронизацией шаговых двигателей, если будет иметь место разница в сопротивлении обмоток у подключаемой пары шаговых двигателей.
• Второй способ.
  Второй способ это подключить шаговые двигатели последовательно одним штекером по схеме показанной ниже.
  При таком последовательном подключении двух шаговых двигателей по оси Z проблем с рассогласованием пары движков уже не будет наблюдаться.

Питание на RAMPS 1.4 подаётся от блока питания 12В 30А.

Подключение концевых выключателей

Шилд Shield-RAMPS-1.4 - одна из самых распространённых плат для сборки 3D принтеров.

Одевается поверх Arduino MEGA 2560 и все подключения, кроме USB, осуществляются через неё. Питание 12В на Arduino MEGA 2560 подаётся через RAMPS 1.4.

Типовая схема подключения.

Подключение питания

Можно подключать два блока питания:

11А - на стол,
5А - на всё остальное Плюсы, через предохранители идут на клеммы вентилятора (D9 5A), нагревателя хотэнда (D10 5A) и стола (D8 11A). Управление осуществляется через минус (GND).

Чтобы подключить один БП, нужно соединить плюсы. Минусы уже общие.
Питание Arduino MEGA 2560 идёт от RAMPS. Чтобы Arduino MEGA 2560 питать от своего источника, нужно выпаять на RAMPS диод D1, который находится под драйверами шаговых двигателей X и Y, по середине.

На плату могут быть установлены драйверы шаговых двигателей типа A4988 с минимальным микрошагом 1/16 или Drv8825 с минимальным микрошагом 1/32
Прежде чем установить драйвера шд, необходимо выставить микрошаг драйвера, установив необходимуюкомбинацию джамперов, на разъеме, который находится под соответвующем драйвером.

Если используется драйвер A4988

Если используется драйвер Drv8825 , то расположение перемычки будет таким:

Концевые выключатели

На плате ramps предусмотрено шесть разъемов для подключения концевых выключателей, их порядок следующий: X min, X max, Y min, Y max, Z min, Z max. Подключать концевики нужно соблюдая полярность. Если смотреть на разъемы концевиков со стороны разъемов питания RAMPS, то порядок пинов будет следующий: Signal, GND, +5 В.

Подключение термисторов RAMPS поддерживает три датчика температуры, разъемы для них подписаны - T0, T1, T2. В T0 подключают термистор хотэнда, а в T1 термистор нагревательного стола. Полярность у термисторов отсутствует. T2 служит для термистора второго хотэнда.

Подключение нагревательного стола и нагрева хотэнда

Разъемы для подключения нагревательных элементов обозначены D8, D9, D10. В D8 подключают нагревательный стол, а в D10 подключается нагрев хотэнда. В D9 подключают вентилятор для программной регулировки обдува печатающихся деталей, либо нагрев второго хотэнда (в зависимости от того, что указать в прошивке).

Подключение LCD дисплея

На плате Ramps есть специальный разъем для подключения дисплея, поэтому подключить любой LCD дисплей не составит труда.

Неожиданность с изменением микрошага RAMPS 1.4 и решение проблемы под свои задачи.

Совсем недавно очень загорелся идеей обзавестись для себя новой игрушкой в виде 3D-принтера. Впрочем много времени не прошло, как стал собирать нужные запчасти для самостоятельной сборки. Весь процесс описывать не буду, практически все комплектующие покупал через интернет, но вкратце остановлюсь на одном забавном моменте.

В одном из крупных интернет магазинов (местных) была куплена сразу вся электроника с платой RAMPS 1.4 и драйверами DRV8825. Выбор именно данных драйверов ШД, был обусловлен тем что ток может держать больше, чем A4988, а значит с запасом, с разницей по цене соизмеримой с упаковку спичек (10 коробочек). После того, как была собрана механика, приступил к подключению и настройке.

Так как данный драйвер ШД имеет возможность работать в режиме 1/32 микрошага, то на оси X и Y оставил как есть, а вот на оси Z и на экструдер, в связи с большей скоростью и длительностью вращения захотел понизить до 16 микрошагов, дабы не перегружать драйвера лишними токами в ШИМ и Arduino не нужными подсчётами. На плате расширения под драйверами все перемычки были установлены изначально и в следствии описаний подключений на многочисленных ресурсах. Я снял джампера по линиям М0 и М1. После прошивки контроллера и первых проб, обнаружил что попросту расстояние перемещения уменьшилось вдвое. Пробовал ставить на 1/8 и даже 1/4 и никакой реакции не было кроме того что двигатель выходил из адекватного режима работы. Потратил целый вечер на серфинг в сети с поиском подобной проблемы, но к результатам это не привело.

Не будь Я радиолюбителем, скачал схему платы расширения, достал тестер и начал изучать проблему на схематическом уровне.
Сразу первое что было обнаружено - это то, что все контакты для установки джамперов просто накоротко звонились между собой. В следствие такой результат будет означать что независимо от того, как будут стоять и будут ли вообще стоять джампера, драйвер будет работать в режиме только 1/32 шага.

Для первого эксперимента, взяв скальпель попросту обрезал на плате дорожки по линиям М0 и М1, подключение одного двигателя уже дало результат, было видно что драйвер перешел в режим 1/16 шага.

Так как мне нужно было сразу три драйвера запустить в 1/16 шага (два по оси Z подключены на разные драйвера + экструдер), а дорожки оказались со стороны разъемов и добраться к ним не легко, достал паяльную станцию и за 15 секунд вытащил разъем для джамперов. Конечно для меня не сильно удивительно, видел и не такое, но реально китайцы очередной раз жгут - гнёзда просто соединены между собой проводниками.

После того, как скальпелем перерезал ненужные линии и подключения, все двигатели стали работать как мне того нужно. Очень надеюсь, что мне не понадобится в будущем менять драйвера на другие или выставлять другой микрошаг, хотя пару капель припоя положить не составит архипроблемы.

Вот такая небольшая история с заводским браком платы расширения RAMPS 1.4.

Вероятно, если кто когда столкнётся с подобной платой из той же производственной партии, поможет найти ответ на вопрос о невозможности изменить микрошаги для любых драйверов которые на неё можно установить.