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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *