MODIFICARE UNA RAMPS-FD V. 1.X

Prima di spiegare come MODIFICARE UNA RAMPS-FD V. 1.X facciamo una piccola premessa…

Nel mondo delle stampanti 3D (e non solo) l’innovazione è ovviamente un argomento quotidiano che nello specifico si concretizza con lo sviluppo di nuove schede elettroniche sempre più performanti, si è quindi nella fase di transizione dalle comuni schede a 16Mhz basate sull’architettura AVR ad 8 bit (tutte di derivazione Genuino) a nuove elettroniche basate su architettura ARM a 32BIT di potenza variabile in base alla tecnologia del processore ARM installato.

Come sempre le prime nate sono quelle di derivazione Genuino, derivanti non più dalla Genuino MEGA ma dalla Genuino DUE, che nello specifico monta appunto in ARM della Famiglia Cortex M3 da ben 84Mhz (AT91SAM3X8E prodotto da Atmel), questo ha fatto si che il porting dei principali firmware (che muovono le nostre macchine) sia stato un po più semplice, dato che il grosso di questi firmware, come ad esempio i comunissimi Marlin Firmware ed il Repetier, sono stati sviluppati sull’ambiente Arduino IDE.

Fatta questa piccola prefazione iniziamo con il dire che le elettroniche più recenti (ma anche le più care) sono strutturate in un unica board che viene equipaggiata direttamente con il processore ARM (che nella maggior parte dei casi è sempre un SAM3X di Atmel) e tutta la componentistica che serve per fare andare la stampante.

Dato il costo sono però meno diffuse, on-line si trova quindi una shield per la DUE a basso costo derivante da un progetto OSHW (open source hardware) che potete trovare su github a questo link, purtroppo le versioni che si trovano acquistabili on-line presentano tutte molteplici bug di logica e di funzionamento, perchè precedenti alla versione 2 che purtroppo non si trova ancora sul mercato, questa guida si propone di spiegare come modificare una RAMPS-FD buggata per renderla funzionante ed abbastanza sicura.

Utilizzando una RAMPS-FD V1.x senza risolverne i problemi correte il rischio di bruciare la DUE e di fondere la stampante.

Bugfix della RAMPS-FD V.1.x

I principali problemi riscontrati in queste schede sono:

Logica inversa dei Mosfet ed errato dimensionamento degli stessi

Questa scelta porta ad un problema di surriscaldamento incontrollato della stampante durante le fasi di reset, di uploading del firmware ed eventuali anomalie di funzionamento della DUE, come è facile immaginare questo caso non deve verificarsi perchè può risultare abbastanza pericoloso, inoltre i Mosfet che vengono installati sono sotto dimensionati (o dimensionati al limite) questo li fa surriscaldare tantissimo con il rischio di ulteriori malfunzionamenti.

Soluzione:

• Rimuovere i Mosfet dalle posizioni Q201, Q202, Q203, Q206

• Rimuovere i Transistor SMD Q501, Q502, Q204, Q205

• Rimuovere le resistenze R510, R511, R214, R218, RP1 (NON PERDETE QUESTE RESISTENZE DA 10K!)

• Tagliare le piste dei pin 3 e 4 che vanno al componente RP3

• Inserire tra Drain (D) e Source (S) nei pad dei transistor Q501, Q502, Q204, Q205 le resistenze da 10k precedentemente recueprate.

• Installare i nuovi Mosfet IRLB8743 nelle piazzole Q201, Q202, Q203, Q206

• Realizzare i seguenti collegamenti:

Il pin Gate del Q201 va collegato al U2-Pin 15

Il pin Gate del Q203 va collegato al U2-Pin 17

Il pin Gate del Q202 va collegato al U1-Pin 5

Il pin Gate del Q206 va collegato al U1-Pin 9

Stabilizzare la lettura dei termistori

La lettura dei termistori risulta molto oscillante a causa dell’errato dimensionamento del circuito di GND

Soluzione:

• Migliorare il collegamento a GND saldando un filo elettrico da almeno alla massa dei termistori e poi collegandolo ad una massa vicina al pin GND della DUE.

Alimentazione 5V proveniente dalla DUE insufficiente

Di default la RAMPS-FD prende alimentazione 5V dalla DUE, che però ha un alimentatore di appena 150mA, che risulta insufficiente ad alimentare tutta l’elettronica.

Soluzione

• Tagliare tutte le alimentazioni dal +5V proveniente dalla DUE ed aggiungere un alimentatore esterno per alimentare la RAMPS-FD

Schema piste da tagliare

Bisogna quindi rimuovere i due pin cerchiati nella schermata sottostante ed aggiungere un alimentatore DC/DC tarato a 5V tipo questo collegandolo all’ingresso sui pad della morsettiera a 12 volt ed in uscita sui due pin rimossi (ovviamente rispettando la polarità) ed il +5V in uscita va anche collegato al Pin1 del connettore P215 visibile nell’immagine qui sopra (così da avere l’alimentazione per alimentare l’eventuale display della stampante.)

Ed ecco il risultato finale!

NOTA BENE: Il trasformatore aggiunto va incollato con del nastro biadesivo al di sotto della ramps-fd in un punto in cui non sono presenti saldature e successivamente va ricoperto di nastro isolante così da scongiurare corto circuiti.

INFO: le modifiche elencate in questo articolo sono state realizzare partialmente seguendo alcune discussioni sul forum reprap.org ed in parte a migliorie inserite dal sottoscritto.