4 StepStick Stepper Treiber für 32 Euro

Auf Dealextreme gibt es vier StepStick A4988 Stepper Treiber für 32,05 Euro. Versand ist inklusive aber man muss mit einer Versanddauer von bis zu fünf Wochen rechnen (China!).

4 Stepper Driver

Vier StepStick Motor Treiber

Mehr Informationen zum StepStick Schrittmotor Treiber gibt es im RepRap Wiki.

Schrittmotoren Vergleich

Auf my3dprinter.wordpress.com werden gerade Schrittmotoren verglichen und Lösungswege aufgezeigt für gängige Probleme mit den Steppern. Alles hoch interessant, erfordert jedoch ein paar Elektronik Grundkenntnisse.

Bild von my3dprinter.wordpress.com

Untersucht wurden folgende Schrittmotoren:

Untersucht wurden neben der Erwärmung auch

  • Effizienz
  • Unterschiede zueinander
  • maximaler Motorstrom
  • Fehler-Anfälligkeit
  • maximale Geschwindigkeit
  • und natürlich das Verhalten im Drucker

Interessant liest sich jeweils auch das persönliche Fazit des versierten Testers zu den einzelnen Treibern und natürlich auch die Zusammenfassung.

* Der Gewinner?!

Neue kartesische Bewegung


Über die Featureliste der Marlin Firmware bin ich auf das CoreXY Projekt gestoßen. Es beschreibt eine X-, Y-Bewegung mit zwei Motoren.

Neue kartesische BewegungGrafik und Dokumentation von Ilan E. Moyer.

Schritt Motor reparieren

Seit dem Einbau einer neuen Gewindestange auf der Z-Achse läuft die Z-Achse nicht mehr zuverlässig. WD40 hat keine Lösung erbracht. Schon einmal habe ich den Schrittmotor aufgeschraubt, bin aber am Gehäuse nicht weiter gekommen.Schrittmotor auseinandergebaut
Erst mit Hilfe des Videos habe ich herausgefunden dass man mit etwas klopfen und sanfter Gewalt die Gehäuseteile auseinander bekommt.

Als alles offen war, habe ich das Problem auch schon gesehen: die Magnetscheiben auf der Achse waren zu stark nach unten gerutscht und streiften am Gehäuse.
Vermutlich ist dies damals passiert als ich die Kupplung für die Gewindestange mit roher Gewalt auf den Stepper geklopft hatte. Nachdem ich die Metallscheiben (im Foto türkis) wieder zurück geklopft hatte, funktioniert der Motor (bis jetzt) wieder Einwand frei.

Unser aktuelles ABS Slic3r Profil

Es ist ein Slic3r Profil für ABS und den GRRF PRotos Drucker. Wir verwenden die Slic3r Version 0.9.3:

# generated by Slic3r 0.9.3 on Wed Oct 31 17:14:28 2012
acceleration = 0
bed_size = 200,200
bed_temperature = 110
bridge_fan_speed = 100
bridge_flow_ratio = 1
bridge_speed = 70
brim_width = 0
complete_objects = 0
cooling = 1
disable_fan_first_layers = 1
duplicate = 1
duplicate_distance = 6
duplicate_grid = 1,1
end_gcode = M107\n; M104 S0 ; turn off extruder temperature\n; M140 S0 ; turn off plate\nM104 S255 ; turn off extruder temperature\nM140 S110 ; turn off plate\nG28 X0 ; home X axis\nG28 Y0 ; home Y axis\n;G1 Y+100\nM84 ; disable motors\n; M240
external_perimeter_speed = 100%
extra_perimeters = 1
extruder_clearance_height = 20
extruder_clearance_radius = 20
extruder_offset = 0x0
extrusion_axis = E
extrusion_multiplier = 3.9
extrusion_width = 0
fan_always_on = 1
fan_below_layer_time = 60
filament_diameter = 2.9
fill_angle = 90
fill_density = 0.6
fill_pattern = rectilinear
first_layer_bed_temperature = 110
first_layer_extrusion_width = 0
first_layer_height = 85%
first_layer_speed = 80%
first_layer_temperature = 255
g0 = 0
gcode_arcs = 0
gcode_comments =
gcode_flavor = reprap
infill_acceleration = 50
infill_every_layers = 1
infill_extruder = 1
infill_extrusion_width = 0
infill_speed = 70
layer_gcode = ; M240
layer_height = 0.4
max_fan_speed = 100
min_fan_speed = 100
min_print_speed = 10
notes =
nozzle_diameter = 0.45
only_retract_when_crossing_perimeters = 0
output_filename_format = [input_filename_base]_PRotos.gcode
perimeter_acceleration = 25
perimeter_extruder = 1
perimeter_extrusion_width = 0
perimeter_speed = 40
perimeters = 2
post_process =
print_center = 100,100
randomize_start = 1
retract_before_travel = 4
retract_length = 4
retract_length_toolchange = 3
retract_lift = 0.1
retract_restart_extra = 0
retract_restart_extra_toolchange = 0
retract_speed = 200
rotate = 0
scale = 1
skirt_distance = 5
skirt_height = 1
skirts = 3
slowdown_below_layer_time = 15
small_perimeter_speed = 40
solid_fill_pattern = rectilinear
solid_infill_below_area = 70
solid_infill_every_layers = 0
solid_infill_speed = 70
solid_layers = 2
start_gcode = ;PRotos Profile\nG28 ; home all axis\n;M301 P13.82 I0.84 D56.60 ;2PrintBeta Heater\nM301 P26.89 I1.42 D127.33 ;GRRF Heater\n;M301 P50.76 I4.08 D158.02
support_material =
support_material_angle = 0
support_material_extruder = 1
support_material_extrusion_width = 0
support_material_pattern = honeycomb
support_material_spacing = 2.5
support_material_threshold = 45
temperature = 255
threads = 10
top_solid_infill_speed = 50
travel_speed = 150
use_relative_e_distances = 0
z_offset = 0

Unser Profil ist eine angepasste Kopie von Thomas’s Slic3r Profil.

Verbesserungen

Neben dem Einbau der Teile von der Wunschliste, könnte noch folgendes (an Weihnachten) verbessert werden:

  • Heizbett Netzteil fest befestigen
  • Y-Achsenverkabelung verlängern
  • Z-Achsen Opto Stop mit Schraube höhenverstellbar machen
  • Die senkrechten Stangen vorne isolieren, damit beim herausnehmen des Bleches kein Kurzschluss entstehen kann.
  • Kühlkanal für den aktiven Lüfter auf der Elektronik
    • größerer/stärkerer Lüfter
  • Kühlkörper für die Mosfets
  • Kühlkörper für die F1 Sicherung
  • Halterung für Pinzette u.ä
  • Box für die Blech Klammern festschrauben
  • Filament Umleitung zur Rolle sichern
  • Heizbett Kabel sauberer verlegen (ggf. kleine Klammern drucken die die Kabel halten)
  • Box verkleinern(?)
  • X-Achse kaputt? Austauschen? Kunststofflager?
  • Kabelkanal für Heizbett Kabel
  • LED Leiste besser befestigen, mit gedrucktem Clip? Clip mit Stromisolierschutz auf Heizbett Höhe.
  • LED Leiste Leiungen besser legen
  • Wade Extruder neu, verbessert drucken
  • Pulley für X-Achse auf dem Kugellager, als bessere Umleitung für Zahnriemen

Weiteres

  • Die komplette X-Achse etwas nach rechts verschieben, damit der Druckkopf das gesammte Bett ausnutzen kann. Im Moment stößt ist der Druckkopf ca. 2 cm im Druckbett wenn der Nema Motor am rechten Rand an die Z-Achse stößt. Es dürfte genügen den Druckkopf zu drehen! Wenn der Motor nach hinten zeigt ist rechts genügend Platz!
  • Hintere linke Ecke des Druckbetts etwas anheben, scheint niedriger zu sein als die anderen.
  • Kabel des Thermistors am Extruder neu anschließen und Kabelende mit Lötspitze versehen.

Neue Spur beim „Mosfet“ Problem? (Ramps Sicherung F1 wird heiß)

Der Drucker stürzt regelrecht ab wenn größere filigrane Modelle gedruckt werden. Die Motoren fangen dann an zu brummen und ruckeln ein bisschen auf der Stelle hin und her, im Pronterface geht alles weiter als wäre nichts gewesen.

Nachdem ich versucht habe das Problem zu reproduzieren um während dessen mit dem Finger die Temperatur der Pololu Treiber zu „messen“ stellte ich fest, dass die Treiber und auch die Mosfets nicht besonders heiß waren. Aber bei der Sicherung F1 (gelbes Bauteil) habe ich mir fast die Finger verbrannt. Eine Google Suche nach Ramps F1 und hot brachten mich zum diesem Foreneintrag bei GRRF: Elektronik zerschossen? von Host Weidle und dieser exzellenten Antwort die das Problem sehr genau (u.a. mit Wärmebildkamera) untersuchte! Fazit: Diese Sicherung ist für die Absicherung des Heizstromes da. Sie wird schnell überlastet wenn die Treiber nicht gut eingestellt sind. Aber eigentlich sollte sie ausreichend dimensioniert sein. Als Lösung wird u.a. empfohlen einen aktiven Kühler daran zu machen… Ich werde wohl erst einmal die Treiber wieder einmal neu einstellen und evtl einen Kühlkanal um die Boards bauen, damit alle Bauteile besser gekühlt werden und mich nach einem passivem Kühlkörpervergrößerer umsehen.

Update
Auf my3dprinter.wordpress.com wird beschrieben wie man statt der F1 und F2 andere Sicherungen verwenden kann.

Wünsche

  • 1en neuen Schrittmotor 20 Euro (ist gekauft)
  • Neue Stepper Treiber 50 Euroggf. reicht ein Pololu Black Edition für die Z-Achse
  • J-Head Hotend 60 Euro (ist bestellt)
  • Kühlkörper für die drei Mosfets 5 Euro
  • Kühlkörper für die F1 Sicherung
  • LE Display 50 Euro (ist gekauft)
  • LED Netzteil, für stabilere Leistung und mit Anschraubmöglichkeit. 20-50 Euro
  • Extra Blechplatte für Heizbett um schneller tauschen zu können.
  • Aceton (ist gekauft)
  • Stabiler Teflon Bouwden Schlauch als Zuleitung zur Filamentbox (4 Euro bei GRRF)
  • Wellenkupplungen für Z-Achse 6$ bei eBay (ist bestellt)
  • Rauchmelder

Summe ohne Versand: 205-235 Euro ohne Versand. Da muss ich wohl erst meine Frau fragen :-/

Potentiometer von Schrittmotor Treibern einstellen

Den mit einem kleinen Schraubendreher zuerst gegen den Uhrzeigersinn aufs Minimum drehen. Dann langsam im Uhrzeigersinn drehen bis der Motor keine Schrittverluste mehr produziert.

Siehe auch entsprechende Anleitung im Artikel auf RepRap.org.

Mosfet Kühler

Probleme mit der Steuerung des Heizbettes können mit überhitzen Mosfets zu tun haben.

Lösung: ein Kühler für den Mosfet der für das Heizbett zuständig ist.

Ich glaube das ist das auf der linken Seite mit Q3 markierte Bauteil mit den drei Anschlüssen auf diesem Schaltplan des RAMPS 1.4:

Die verwendeten Mosfets sind in der TO-220 Bauform. Folgende Kühler habe ich gefunden (Suchparameter mosfet heatsink/kühlkörper 220):

Update: siehe auch F1 Sicherung springt schnell an.

Stepper Treiber

(Pololu) Stepper Treiber (auch Schrittmotor Treiber genannt) sind kleine Hardwarechips a4988 die die Steuerung der Schrittmotoren übernehmen. Sie sind die Ursache für viele Probleme mit Prusa/PRotos/Mendel Druckern.

Wenn der Strom nicht korrekt auf dem Mini-Potentiometer eingestellt wurde können folgende Fehler auftreten: zu wenig Strom: Motoren brummen nicht, Schritte werden ausgelassen. Zu viel Strom Motoren brummen stärker, die Stepper Treiber erhitzen wesentlich schneller und wenn sie zu heiß werden werden Schritte falsch (meist gar nicht) ausgeführt.

Wegen der Überhitzungsgefahr gibt es kleine Kühlkörper auf den Chips sowie die aktive Kühlung via Ventilator auf dem RAMPS Board.

Überhitzung der Stepper Treiber vermeiden:

  • Lüfter korrekt einstellen, Luftzug muss gut auf die Treiber treffen.
  • Lüfter muss einen starken Luftstrom erzeugen können.
  • Luftstrom mit einer Hülle direkt an den Treibern vorbei leiten.
  • Statt Pololu Treibern StepSticks Treiber verwenden.
  • Kühler mit Wärmeleitpaste ankleben, statt das beiliegende Klebeband zu verwenden(?)

Was sind Schrittverluste?

Schrittverluste sind Aussetzer der Schrittmotoren. Sie wirken sich wie folgt aus: wenn z.B. der Druckkopf im Modell herum streift obwohl die Schichthöhe korrekt eingestellt ist oder wenn Modelle plötzlich doppelt so hoch werden, da das herunterfahren nachdem der äußere Rand gedruckt wurde nicht mehr funktioniert. Schrittverluste auf der X- und Y-Achse können eine „Verschiebung“ auf einer Schicht des Modells zur Folge haben.

Gründe für Schrittverluste auf Z-Achse

Schrittverluste können viele Ursachen haben:

  • Schwergänige Muttern auf der Gewindestange bzw. Zahnriemen zu locker gespannt
  • Schrittmotor defekt
  • Stepper Treiber überhitzt (insbesondere beim drucken von kleinen Flächen)
  • Stepper Treiber ist defekt

Update:
Noch mehr Tipps und Meinungen im RepRap Forum.

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Kalibrierung, wieder einmal…

Bin wieder am Z-Achse einbauen und Stepper Kalibrierung. Weiter startet das Heizbett nicht automatisch. Bin daran das zu untersuchen. Es scheint das das Bett nur automatisch beim Modelle drucken regelt wenn es zuvor schon manuell gestartet wurde.

Stepper Motor Debugging

20120629-204132.jpg Nachdem ich eine Achse der Z-Achse ausgetauscht habe, weil die alte einen Schlag hatte will der Stepper Motor nicht mehr…

Coworking Jelly

Hatte den Drucker gestern beim Jelly Coworking in Heidelberg dabei, da hat Michael, ein Elektriker dann gleich entdeckt dass die Stepper Treiber nicht gut gelötet waren! Neu gelötet, jetzt geht’s. Aber das ist alles noch sehr instabil: Bett regelt nicht immer korrekt. Und das Filament (ABS) bleibt deshalb nicht kleben. ist schon ärgerlich immer wieder ein neues Problem. Michael hat mir auch beim Debuggen geholfen und auf die Idee gebracht, nur die Stepper Treiber zu tauschen und dann die Anschlüsse, statt die gleich die Motoren auszubauen und auszutauschen…

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X-Achsen Zahnscheibe dreht durch

Fehlerbild: X-Achse bewegte sich nur manchmal, der Steppermotor machte komische Geräusche. Bei Änderungen am Poti des entsprechenden Stepper Treiber war keine entsprechende Änderung der Bewegung bzw. Bewegungsgeschwindigkeit feststellbar. Manchmal gab es einfach Aussetzer, Motor klang unterschiedlich.

Lösung: Die Zahnscheibe (auch Timing Pulley genannt) sitzt nicht mehr fest auf der Achse des Stepper Motors.

X-Achsen Zahnscheibe dreht durch

Jetzt muss ich erst einmal im Baumarkt einen 1,5 mm Inbusschlüssel (1,5 mm ist der kürzeste Durchmesser) für die 3M Madenschraube, oder auch 3M Gewindestift mit Innensechskant genannt, besorgen, da ich hier keinen entsprechenden Schlüssel habe.

RAMPS 1.4 mit SD

RAMPS 1.4 mit SD Karte versucht zum laufen zu bringen. Leider erfolglos. Aktuelle Firmware von GRRF eingespielt aber Motoren reagieren nicht.

20120504-003715.jpg

Einen Flipper mit 3D Drucker erstellen

Mir ist gerade eine Idee gekommen: einen Flipper aus gedruckten Teilen sowie Stepper Motoren erstellen.

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Heizbett funktioniert – es regelt jetzt korrekt

Nach einigen Stunden Fehlersuche, bis hin zum debuggen der Firmware, habe ich endlich den Grund gefunden weshalb das Heizbett nicht regelte: eine fehlerhafte Lötstelle auf dem Ramps Board. Ein Mosfett wurde komplett durchgeschaltet. Dies kann auch der Grund für die geringe Spannung auf dem Board und damit auch für das langsame aufheizen des Hot-Ends sein.

Update: Manuel stellt Überlegungen zum Heizbett und den Auswirkungen auf das Modell an.

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