Самые дешевые 32 бита для 3D принтера. Схема и печатная плата.

Для самодельного 3D принтера мне понадобилась плата управления. Покупать готовую — неспортивно что ли. И я решил сделать свою. Совершенно определенно это должна была быть 32 битная плата. С 8 битной я наигрался, и хотелось что то поинтереснее. Думал разработать свою — по сути любая плата 3D это микроконтроллер с распаяными разьемами. Да, да — просто микроконтроллер и набор разьемов и схема питания.

Самая большая проблема это прошивка. Писать прошивку для 3Д принтера задача сложная, и для меня пока не выполнимая. Ничего нереального в этом нет, и я думаю, что осилю написать прошивку, но уйдет на это года 2, пока будут выловлены все глюки и баги. Такая плата ненужна ни мне, ни кому еще либо.

Самая понятная мне открытая прошивка это marlin, она же стояла на моем первом принтере, и ее я исследовал вдоль и поперек, и я решил погуглить — нет ли разработок под марлин? и оказалось, то есть! Это проект Morpheus-STM32! При этом этот проект решал одну из проблем — упрощал печатную плату! Не нужно разводить всю обвязку микроконтроллера, ведь проект подразумевает использовать микроконтроллер STM32F103CBT6, а именно такой стоит в самой дешевой отладочной плате bluepill.

blue pill

Если стм32 еще не шили, можно взять сразу программатор, например как по этой ссылке: http://ali.pub/5g5b1c

Как прошивать STM32 я освещал здесь: GRBL на STM32 STM32F103C8T6 Blue pill и здесь Как и чем прошить STM32 STM32F103C8T6.

Впаять пару гребенок под готовую плату проше, чем распаивать микроконтроллер и обвязку на плату, а значит вместо материнской платы достаточно изготовить шилд под готовое. При этом микроконтроллер на алиэкспресе стоит дороже этой отладочной платы! если брать партию микроконтролеров — только тогда выходит дешевле!

Но есть и трудность, на этой плате могут быть 2 камня, это stm32F103C8T6 и STM32F103CBT6, отличаются они количеством памяти, в первой 64 а во второй 128. Чаще всего на голубых таблетках стоят STM32F103CBT6, но перемаркированые под stm32F103C8T6! Да, именно так! китайцы более дорогой микроконтроллер перемаркировали под более дешевый. Тут главное не ошибиться и не взять плату с китайским клоном. Китайцы стали клонировать микроконтроллеры, и на простых задачах разницы нет, а вот на сложных вылезают всякие косяки. Например этим грешит wavgat.

Голубые таблетки у меня были, и первым делом, я скомпиллировал прошивку, и залил ее в пустую отладочную плату, подключил дисплей и экнодер, и запустил. Проверив, что на первый взгляд все работает, я приступил к печатной плате.

Плату я делать сам не хотел. (на самом деле вначале планировал, потому на второй стороне почти нет дорожек, хотел односторонней отделаться) Ну надоело мне это занятие, и решил заказывать ее изготовление в китае, поэтому размер шилда не должен превышать 100х100мм. Плюс ко всему я давно уже заказал нагревательный стол и он был на 24 вольта. А значит проектировать шилд надо исходя из того, что питание 24 вольта. Проблема в том, что в основном используются линейные стабилизаторы напряжения (это такая деталь, которая лишнее напряжение переводит в тепло, на входе у нее одно напряжение а на выходе другое, а разница, помноженная на протекающий ток выводится в тепло). Очевидно, что в моем случае этого тепла «многовато» Да и распространенные линейные стабилизаторы работают от 15 вольт (реже от 18). У меня же 24.

Для решения этой проблемы я решил использовать импульсный понижающий стабилизатор.

Стабилизатор на LM2596

Например вот такие: http://ali.pub/5g4si0, http://ali.pub/5g4sws

Еще для платы нужны были разьемы, много разьемов. Во первых это разьемы для подключения шаговых двигателей, концевых выключателей, дисплея, проводов питания и энкодера.

Покупать разьемы по одному дело неблагодарное, поэтому я прикупил хороший набор, еще где то год назад, и вот до него дошли руки.

Набор разьемов на плату

Тут и 2х пиновые для кулеров, и 3х пиновые для концевых выкючателей и 4х пиновые для шаговых двигателей. Плюс коробочка, плюс контакты для обжимки и за 180р.

Ссылка на набор: http://ali.pub/5g4yyd

Ссылки даю на те лоты которые покупал сам, на момент покупки цена была минимальная или обна из самой низкой в хорошем магазине, но aliexpress непредсказуем, и цены могут как падать, так и взлетать до небес, либо может появляться доставка с негуманной ценой. Поэтому смотрите сами. Я даю только ссылки, думать вам, где покупать, возможно найдете дешевле, или лучше.

Для подключения голубой таблетки и драйверов шаговых двигателей нужны гребенки «мама»

гребенки

Мне они время от времени нужны, поэтому я брал сразу 10 штук. http://ali.pub/5g4zv1

Еще понадобятся штыревые гребенки, можно взять 1 рядные, и сьэкономить. Вообще эти гребенки и в России достать легко, а не тянуть из китая.

Штыревые гребенки

Например вот такие http://ali.pub/5g50rw

Ну и зажимы для подключения проводов питания, питания стола, проводов эекструдера и нагревателя стола.

Клемные зажимы

На старой плате я их отпаивал и припаивал провода напрямую, так как колодки установленные китайцами грелись, и воняли пластиком. Но тут и разьемы качественнее и напряжение 24 вольта, а значит ток будет в два раза ниже. И как показала практика, работают они хорошо и проблем за 2 месяца не возникло. http://ali.pub/5g51l9

Для получения 3,3 вольт я применил линейный стабилизатор, понижать придется всего с 5 вольт, и греться он не будет вообще.

стабилизатор на 3,3 вольта

Это стабилизатор на фиксированое напряжение 3,3 вольта. Я брал 100 штук, да и вообще детали я запасаю заранее, и их хватает на долгие годы. Заказывать набор из китая из за 1-2 деталей нет смысла, это все легко достать в обычном радиомагазине. http://ali.pub/5g5280

Ссылки на СМД конденсаторы, резиторы и светодиоды давать не буду, они под размер 0603. Светодиоды можно и не ставить, как и токоограничительные резисторы для них. Керамический конденсаторы лучше всего поставить все на 4,7 mkf , электролиты лучше подобрать в местном магазине радиодеталей, под нужный размер на максимальное напряжение и максимальную емкость. Их я брал в ЧИП-ДИП е, так как нужного размера у меня не оказалось, а там было все, что мне нужно.

Когда я уже заканчивал разводить печатную плату, я решил поискать цоколевку стандартных разьемов применяемых в 3Д принтерах. Я изначально разводил плату под MKS TFT 32, и думал установить 2 экструдера, выводов хватало, но такая система узкоспециализированая, и подписчикам многим не подошла бы, да и MKS TFT стоит негуманно, мне его китайцы задарили, так я его покупать не стал бы, но вообще вещь хорошая, с сенсорным дисплеем, можно свои шкурки на нее натягивать и менять дизайн.

И вот я наткнулся на статью 32-bit своими руками, шилд RABPS, https://3dtoday.ru/blogs/3dmaniack/32bit-with-your-hands-shield-rabps и я прямо таки начал кусать локти — было готовое решение, не нужно было бы самому изобретать велосипед и все разьемы есть, плюс автор дал все настройки под свою плату и были приложены исходники! Красота! Оставалось только переделать это решение под мои 24 вольта. Но все не так радостно. Часть ссылок устарело, и некоторые конфигурацилнные файлы оказались недоступны. Что то случилось с яндекс диском у автора, плюс мне не понравилась разводка платы автора. И я взялся за работу снова.

Первым делом я изучил, что куда и как подключено у автора, я решил сделать полностью совместимую плату! Совместимую в том числе и по размерам. Это была самая большая проблема, так как пришлось втискиваться в его размер платы, это заставило меня перейти на СМД исполнение, и отказаться от обычных выводных резисторов и светодиодов. Я делал свой шилд под свои задачи. Если вы собирали RABPS, но хотите перейти на 24 вольта, то можете просто собрать мой шилд, а голубую таблетку переставить без перепрошивки, я сделал это специально, для совместимости, хоть мне было удобнее развести по другому, особенно разьемы EXT1 и EXT2. Но раз решил — сделал, плюс я расчитывал на то, что есть готовые исходники, уже настроенные под плату — но оказалось, что нет, и марлин пришлось конфигурировать почти с нуля, хотя подсказок в статье было много, за это 3dmaniack спасибо, иначе например с шим регулировкой обдува и парочкой настроек в самом platformio повозился бы.

В итоге получилась такая вот плата

Печатная плата принтера cuboid вид сверху
Печатная плата принтера cuboid вид снизу

Собрать ее можно и без схемы, все везде подписано. Конденсаторы только все же рекомендую ставить все на 4,7 mkf, а не покупать отдельно на 1 и на 4,7. Как подключить ее к принтеру я описал здесь Как подключить принтер к плате QUBOID SHIELD.

Конфигурирование Marlin под эту плату, а так же исходники смотрите здесь Установка marlin на blue pill stm32f103cbt6

Сам архив с исходниками, гербер файллами и т.д. в архиве. В архиве схема, ее рисовал не я, на эту схему я опирался, разрабатывая свою плату. Надеюсь уважаемый 3dmaniack простит мне, что я использовал его схему в своей разработке. И надеюсь, что не полетят в мою сторону лучи поноса и обвинения в плагиате.

Ссылка на архив: СКАЧАТЬ

Обсудить на форуме Плата расширения QUBOID SHIELD на STM32f103cbt6

В архиве только то, что касается «железной части» Программную часть я рассмотрю в отдельной статье.

Автор: Ryazanec13

7 комментариев для “Самые дешевые 32 бита для 3D принтера. Схема и печатная плата.

    1. Смягчил настройки антиспама, должно заработать. Видимо ip адрес ваш в подозрительный попал.

  1. Интересный проект, но как и многие почему то оброс тайной, дальше нет информации на канале на ютуб не чего нет нового был разговор про обновленный корпус для печатающей головки, но не нашёл ни чего.
    Очень плохо когда люди рассказывают о своих проектах и бросают на середине, и нет подробного описания для новичков, все рассказывают об каркасах но молчат про электронику, что используют и как, мне как начинающему не понятно какую головку печатающею заказывать и тд, и тп.
    если не трудно сделайте ролик или напишите статью здесь.
    Жду с нетерпением.

  2. Возникает вопрос: чем лучше эти 32 бита обычной 8-битной AVR-ки? Тут кварц на 8МГц. То есть 8 млн. операций в секунду у STM и 16 млн. у AVR…

    1. Начнем с того, что кварц задает опорную частоту, под которую подстраивается внутренний генератор, который работает на частоте 72 мегагерца, внутренний генератор не точный, и каждый такт подстраивается под внешний кварц, грубо говоря в контроллере стоит умножитель частоты (умножает в 9 раз). Второе отличие это увеличенное количество оперативки (не флеша, его на самом деле тут не так много, лучше смотреть на черную таблетку на стм32F401 серии). Третье отличие это работа с 32 битными числами, АВР переваривает только 8 битные за такт, хотя если честно в данном случае это преимуществом особым не является, так как прошивка портирована с 8 битной системы и большинство вычислений идут с 8 битными числами. так, голубая таблетка по частоте в 72/16= 4,5 раза шустрее а не в 2 раза медленнее.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *