ヒートベッド、ノズルヒーターの制御用のMOS-FETモジュールつけます。
ABSプリントでの火災防止です。
この時、ABSプリントを一度だけやりましたが、
ヒートベッド：100℃で制御用のPower MOS-FETは、60～70% ON程
赤枠部のMOS-FETの黒いモールド本体は、48.4℃！ にもなっていました。
これ以上、ベッドの温度を上げると危ない感じだったのです
セラーに連絡すると即返金してくれて、
その後、AliExpressで注文して昨年末には届いて追ったのですが...(-_-;)
まだリンクありますが、送料無料じゃなくなってるし値上げしてますね～
リード線は、制御用のコードだけ付属しています。
大電流が流れるラインは、両面にしっかりとあり、スルーホールも沢山、
ハンダ付けもキレイです。
表の端子も金メッキだし、安心して使えそうなモジュールであります。
RDS(on)：3.2mΩ type
とてもいいやつです！
ボードGT2560に付いているPower MOS-FETは、STP55NF06
これでも、RDS(ON)：15mΩ（@VGS=10V、ID=27.5A）ですが、
これより格段にいいですね～
ヒートベッド 12V 10Aだとすると
ON抵抗での損失、1.5W ⇒ 0.32W だ！ 効果が期待できそうです！
これより格段にいいですね～
ヒートベッド 12V 10Aだとすると
ON抵抗での損失、1.5W ⇒ 0.32W だ！ 効果が期待できそうです！
ちょっと高めの30A品ってのもありましたが、
Datasheetは、ここかな。
表も
ダイオードブリッジのお陰で極性を気にしなくて接続できるというわけです。
上の「Control In」を絶縁するためです。
左下の赤LEDが、Power ON LED
青LEDは、Control Inに12V印加（右の白・緑ケーブル）すると点灯します。
２個ともOKでした。
ここまでは、昨年末の届いた時にやってたのです。
取付作業にいきます^^;
3Dプリンタでマウントを作ろうかと思いましたが
電源ユニットの横にスペース（赤丸部）があるし
配線も短くなるので、ここに決めます。
ここに取付穴を開けてM3タップを建てればいいなと思ったわけで
プリンタを分解してCNCで穴開けすればキレイに開けれるのですが
そんなことはしたくないし、
まずは、穴開けガイド治具を作ることにします。
このスリーブを木に埋め込んで垂直穴開けガイドにしようと思います。
FETモジュールを２個つける配置です。
この時のマーティーの自己満足の設定を使います。
8000rpm、510mm/min、深さ0.6mm/回でいきます。
設定表：＜木材・ＭＤＦ＞ n=8000rpm（GCode：S800）
| D[mm] | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.175 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 切削送り速度 Vf[mm/min] | 木材 | 220 | 290 | 340 | 390 | 450 | 510 | 530 | 530 |
| ＭＤＦ | 260 | 350 | 410 | 470 | 540 | 610 | 640 | 640 | |
| 深さ[mm] | 木材 | 0.3 | 0.4 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.7 | 0.7 |
| ＭＤＦ | 0.4 | 0.5 | 0.7 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
久々のCNCの出番です！
余り切れのフルカタ集成材を使いました、かなり柔らかいです。
MDFの設定でも行けそうなくらい柔らかく、切り屑はスルメのようです。
ドリルが通るように丸ヤスリで穴を広げます。
小さなモーターの先に丸棒ヤスリを取り付けて、回転ブレを利用して削ります。
1個5分位だったか？ 9個もあるので地道な作業です。
Φ2.4のドリル買ってきた方が早かったかも？
穴径のクリアランスなしにしていたのでかなりキチキチで丁度いいです。
穴開けガイド治具ができました！
FETモジュールが２個付けれるガイド穴にしています。
上の穴開けガイド治具の穴を使って慎重に開けます。
回転が見える位に遅くしないとアクリルが溶着します。
治具のおかげで、かなり楽にキレイに開けれました。
いい感じに垂直に開けれたようです。
M3タップを使って
アクリルに延焼しないように防火壁として
t1.2のアルミ板を間に挟むことにします。
アルミ板を金切りバサミできれいに切るのは難しいです。
アルミ板に貼り付けて、センターポンチ打ちます。
面倒臭がらずにボール盤でΦ3.5の穴開けました
「みら太な日々」さんご推薦の
アイロンビーズ 高さ5mmで丁度いい、何と言っても安い！
百均で300個入ってます。
500個入りのもあったけど色が派手すぎたので(-_-;)
これは、ちょっと穴がギチギチでしたが、これはGOODです！
アイロンビーズがキチキチなのでポロッと落ちなくて取付し易い！
穴位置、ピッタシです！
これなら火災が起きてもアクリル板は大丈夫でしょう！
AWG12 2.052mm 3.309mm2
US$ 2.99／m（28% OFF）
電流容量：88.4A、4本束ねで低減率80%としても70A！
16AWG：35A や 18AWG：22A でもよかったのでしょうが
まあ、ちょっと太過ぎだけど...手持ちがなくて、安心だし！
パッケージの裏書き、より線：2.63～4.6mm2
銅の錫メッキです。
真鍮か金メッキが欲しい所ですが、仕方ない(T_T)
ターミナルは、＋－各3個ずつは、欲しいですね～
ノズルヒータ：12V 40W 3.3A
とありますが、
電源ユニットの１端子から12Aも流したくないので
２端子（＋－で４端子）組からヒートベッドへ２本組で配線して
電流の少ないノズルへは、そこから分岐させることにしました。
１端子に３つ丸型端子が入るのも、ちと嫌ですが
ノズルヒータとヒートベッドの２ペアです。
2ペア線といえば、マウスのケーブルですね！
4線でシールド付きだし、何かと重宝します。
たっぷり入って US$ 2.54（-11%）！
SN-01BM: Crimping Range: 0.08-0.5mm2 AWG28-20
上側の「SN-01C」は、前述のコネクタピンに合いません。
US$ 10.64（32% OFF）
赤黒、白緑のペアでコネクタを付け終わりました。
ノズルヒータとヒートベッドのリード線は、直付けしました(-_-;)
ここは、極性は関係ありません。
今までノズルヒータとヒートベッドのリード線がついていた端子に配線します。
ここも極性なしです。
FETモジュールを右側面に付け、メインボードは左側面なので、
ヒーター線とセンサー線が左右に別れちゃってしまい
配線がやり難いのです(-_-;)
取付の条件を優先したのですが、配線の見栄えが...(´-﹏-`；)
なので全景写真はありません(-_-;)
US$ 0.96（37% OFF）
ストレートタイプのUSBケーブルは、
ボードに挿すとケーブルが大きく曲がってしまい断線しそうなので
これだと横にでて安心です。
前回、ヒートベッド下にコルク張ったので
ベッド温度の下がり具合を見ておきます。
これは、2018年8月初旬の組立時のコルク貼る前
設定 ５５℃、２００℃、室温２８℃です。
2分間ON、その後OFFして5分間経過後のグラフです。
今回、6月初旬、同じく、設定 ５５℃、２００℃
室温27℃、6月にしては暑いのかな？
水色の線がベッド温度ですが、下がり具合は、上と変わってなさそう？
よくわからんので拡大！
上：コルク張り前、下：コルク張り後
はっきり言って変化なしだな～(T_T)
まあ、幾ら何でもコルク張った分、冬場には違いが出ると思いたいです！
温度上げた時にも効果出るでしょう！
やはり100℃以上ベッド温度を上げるのは、危ない所でした。
室温27℃、6月にしては暑いのかな？
水色の線がベッド温度ですが、下がり具合は、上と変わってなさそう？
上：コルク張り前、下：コルク張り後
はっきり言って変化なしだな～(T_T)
まあ、幾ら何でもコルク張った分、冬場には違いが出ると思いたいです！
温度上げた時にも効果出るでしょう！
ヒートベッド用のPWM制御Power MOS-FETのフィン
最初の加熱、2分間の100%ON状態時では、max３１℃まで上昇
開始前27.4℃だったので、2.6℃のUP。
改造前は、38℃位（10℃のUP）になってたので、かなり改善です！
ちょっとフィンの熱抵抗を調べてみます。
昔とてもお世話になった水谷電機工業さんのサイトのピン付放熱器PDFと
現物と見比べると、同じものはないですが、この辺りです。
改造前：10 x 15 x h20 --- 上のに近くて低いので25℃/W位かな？
改造後：15 x 23 x h25 --- 下のより少し大きいので15℃/W位かな？
 |
| 出所：水谷電気工業 |
ヒーターをずっと100% ONにした最悪の場合、
改造後：15℃/W x 0.32W = 4.8℃の温度上昇
改造前：25℃/W x 1.5W = 37.5℃の温度上昇
改造前は、この時、ベッド温度100℃でABSプリントやって
FET 60～70% ON状態でFETの黒いモールド本体が、48.4℃を記録、
室温 28℃として20.4℃の温度上昇でしたので、
上の式で試算でいくと
37.5℃ x 60% = 22.5℃の温度上昇で大凡合います。やはり100℃以上ベッド温度を上げるのは、危ない所でした。
もう一方のノズルヒーター用のPower MOS-FET：２８.４℃
開始前27.4℃だったので、1℃しか上がっていません。
改造前は、32～33℃位で5℃位UPだったので、これも改善です！
燃えたという報告が多いのは、コントロールボードのコネクタです。
この接触抵抗が大きくなり発熱して燃えているのです。
ヒーター制御用のFETを外部に付けたので、
ここには、大きなヒーター電流を流さなくてよくなり、
４つのステッピングモータ電流が主になり、もう燃える心配はないでしょう。
丸型端子の接触抵抗が気になるのと、
追加したFETモジュールの前にヒューズを入れたい気もしますが
追加したFETモジュールの前にヒューズを入れたい気もしますが
ヒューズホルダーの接触抵抗での発熱の方が気になるので
つけずに電源ユニットの電流制限回路に委ねます(-_-;)
ヒーター制御用のPower MOS-FETの温度上昇が大幅改善できたし
一応、ベッドの冬対策もしたので、
これでABSも安心して使えそうです＼(^o^)／
＊＊＊2019.6.9追加＊＊＊
YY氏より質問をいただき、どうも気になりだしたGate電圧の確認です。
FETモジュールは、12～24V仕様になっています。
GateにVccがそのまま掛かっているとすると、24Vは高いな～
一方、Power MOS-FETは、HA210N06のDatasheetをみると
VGSS：±25V ・・・これは、厳しい～
回路図を探してみますが、見つかりませんね～
ボードには、この10KΩが3個あるだけで、他には、LED関係の抵抗だけなのです。
Gateは、10KΩ 2個で1/2に分圧されていると推測します。
マーティーのGeeetech I3 Pro Bは、12V仕様です。
Gateにテストクリップつけるの大変でしたが、実測してみると
予想的中でほぼ６V！
24V動作だとGate電圧12Vで安心ということになりましたが
逆に12V動作での6Vは、ちょっと低いかも？と心配が出てきます。
再度、FETのDatasheetを見直します。
10Aクラスでは、6Vで大丈夫ですね！
TTLダイレクトドライブでも大丈夫そうで、なかなかの石です。
こっちを見ても大丈夫です。
ということで、Gate電圧についても安堵しました。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
＊＊＊2019.6.9追加＊＊＊
YY氏より質問をいただき、どうも気になりだしたGate電圧の確認です。
FETモジュールは、12～24V仕様になっています。
GateにVccがそのまま掛かっているとすると、24Vは高いな～
一方、Power MOS-FETは、HA210N06のDatasheetをみると
VGSS：±25V ・・・これは、厳しい～
回路図を探してみますが、見つかりませんね～
ボードには、この10KΩが3個あるだけで、他には、LED関係の抵抗だけなのです。
Gateは、10KΩ 2個で1/2に分圧されていると推測します。
Gateにテストクリップつけるの大変でしたが、実測してみると
予想的中でほぼ６V！
逆に12V動作での6Vは、ちょっと低いかも？と心配が出てきます。
再度、FETのDatasheetを見直します。
10Aクラスでは、6Vで大丈夫ですね！
TTLダイレクトドライブでも大丈夫そうで、なかなかの石です。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
2 件のコメント:
CNC2418同様に、３Dプリンターも重装備になってきてますね！
フィラメントにTPUとかカーボン入りとかあるようですが、特に気にせず、使えるようですね。
昔青年さん、こんにちは～
気にしなくて使えるのは、PLAだけだったのです。
これでやっとABSが使えるようになったかな？という感じ
TPUは、弾力があり面白そうなので買ってるのですが
とても詰まりやすいらしく条件が難しいので
まだ手をつける勇気が出ません(-_-;)
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