RAMPS 1.4

RepRap Arduino Mega Pololu Shield, или сокращенно RAMPS - это плата со всей необходимой электроникой для работы 3D-принтера RepRap, предназначенная для подключения к Arduino Mega

Основное отличие от предыдущих версий

В RAMPS 1.4 конденсаторы и резисторы размещены в SMD варианте, что позволило разместить больше пассивных компонентов. Но мы остановились на больших размерах, что бы упростить монтаж

• 
• 
• 
• 

Безопасность

Перед подключением электричества, даже 12 Вольт, Вы должны принять все меры для предотвращения пожаров. Если все же вероятность пожара существует, то проверьте работоспособность своего детектора дыма smoke detector. Нет детекторов? Купите :)!

Сборка и монтаж

Требуемые инструменты

Вы должны иметь: Паяльник или паяльную станцию, хороший пинцет, припой

Желательно иметь: Хорошую лупу

Монтаж Платы

Пайка RAMPS 1.4 включает в себя как пайку элементов поверхностного монтажа(SMD), так и пайку элементов сквозного монтажа( разъемы, транзисторы и предохранители).

Пайку можно осуществить несколькими способами. Используйте самый удобный для Вас. Все SMD элементы на данной плате двухконтакные, так что, при наличии нормального паяльника (все же лучше паяльной станции), пайка не представляет труда. Нанесите немного припоя на контактные площадки. Установите пинцетом элемент и вновь разогрейте припой на площадке -после чего элемент встанет на место. Так же можно паять при помощи паяльной пасты, разогревая плату в духовке, плите или специальных печах HotplateReflowTechnique

Сначала припаяйте SMD компоненты, затем предохранители, резисторы и разъемы на верхней части платы, ни и закончите пайкой контактов с обратной стороны

Конденсатор C2 - 100nF

Можно припаять в любой ориентации. Полярность не имеет значения.

Зеленый светодиод LED1

Контакт светодиода НЕ маркированный зеленой точкой к контактной площадке маркированной значком "+" на печатной плате.

Красные светодиоды LED2, LED3, LED4

Контакт светодиода НЕ маркированный зеленой точкой к контактной площадке маркированной значком "+" на печатной плате.

Резисторы R13, R14, R15 - 10 Ohm

Можно припаять в любой ориентации. Полярность не имеет значения.

Резистор R12 - 1K

Можно припаять в любой ориентации. Полярность не имеет значения.

Резисторы R23, R24, R25 - 1.8K

На печатной плате они помечены как 1К, но мы используем резисторы с более высоким сопротивлением для увеличения предельного напряжения. Можно припаять в любой ориентации. Полярность не имеет значения.

Резисторы R1, R7, R11, R21, R22 - 4.7K

Можно припаять в любой ориентации. Полярность не имеет значения.

Резисторы R16, R17, R18, R19, R20 - 10K

Можно припаять в любой ориентации. Полярность не имеет значения.

Резисторы R2, R3, R4, R5, R6, R8, R9, R10 - 100K

Можно припаять в любой ориентации. Полярность не имеет значения.

Конденсаторы C1, C5, C8 - 10uF

Эти конденсаторы должны быть правильно ориентированны.Совместите закругления базы конденсатора с рисунком на плате и припаяйте.

Конденсаторы C3, C4, C6, C7, C9, C10 - 100uF

Эти конденсаторы должны быть правильно ориентированны.Совместите закругления базы конденсатора с рисунком на плате и припаяйте.

Окончание пайки SMD элементов

Если вы используете для пайки печь или духовку, то пора отправить плату на нагревание. Если Вы паяли паяльником или паяльной станцией, то пайка окончена

На данном этапе проверьте еще раз качество пайки SMD элементов, потом переделать будет гораздо труднее

Пины джамперов

Припаяйте 1 разъем 1x6, 6-1x4, и 7 - 2x3.

Разъемы драйверов двигателей

Припаяйте разъемы мама для установки драйверов шаговых двигателей

Диоды D1, D2

Where to find the D1 and D2 diodes

Детали должны быть правильно ориентированны в соответствии с рисунком на плате. Однако, в связи с имеющимися случаями неправильной маркировки диодов в Китае - проверьте полярность тестером, не доверяйте полностью полоске на диоде.

Диод D1 устанавливается в случае если Ардуино будет питаться от общего питания, данный элемент передает общее питание на шину Ардуино. Если планируется Ардуино питать отдельно, то D1 устанавливать не нужно. Кроме того, если питание платы осуществляется более чем от 12 Вольт, то Ардуино Мега должна питаться отдельно и диод D1 устанавливать не нужно( Спецификация Ардуино 2360 допускает напряжение входного питания до 20 Вольт, но это нежелательно, кроме того, в этом случае необходимо позаботится о дополнительном охлаждении микросхемы стабилизатора питания на Ардуино)

Предохранитель F1 - MFR500

Это маленький желтый предохранитель. Устанавливать можно в любой полярности. Так как это одна из наиболее высоких деталей, то лучше паять в самом конце.

Предохранитель F2 - MFR1100

Это большой желтый предохранитель. Устанавливать можно в любой полярности. Так как это одна из наиболее высоких деталей, то лучше паять в самом конце.

Полевые транзисторы - Q1, Q2, Q3

Ориентировать согласно картинке на плате.

Разъем для подключения нагреваемого стола и экструдеров

Устанавливается, так чтобы провода из разъема выходили на край платы

Разъем питания

Ориентируйте разъемом к краю платы

Разъемы для Arduino MEGA

С нижней части припаяйте разъемы для подключения Arduino MEGA. Чтобы правильно установить их, вставьте их в Arduino MEGA и в плату. Проявите аккуратность и не перегрейте при пайке иначе можно перегреть Arduino MEGA, не пропаивайте сразу соседние пины, паяйте в разных местах.

Кнопка сброса

Установите кнопку согласно рисунку на плате, кнопкой в краю платы.

Проверка

Проверьте качество пайки, контакт, наличие замыканий соседних дорожек, очистите плату от лишнего флюса.

Плата драйверов шагового двигателя

1. В каждом из пяти драйверов должны быть установлены перемычки, регулирующие размер шага :

 jumper (Yes/No)         размер шага
 1       2       3
 no      no      no      полный шаг
 yes     no      no      полушаг
 no      yes     no      1/4 шага
 yes     yes     no      1/8 шага
 yes     yes     yes     1/16 шага
 
 Большинство использует микрошаг 1/16 (все перемычки установлены)
 

1. Вставьте 2 восьмипиновых разъема в платы драйверов.
2. Вставьте платы драйверов с разъемами в основную плату
3. Быстро пропаяйте, чтоб не перегреть разъемы и платы. Не паяйте сразу соседние пины, имейте терпение чтобы дать остыть плате
4. К микросхемам драйверов приклейте на термоклей радиаторы.

Оптические концевики

Инструкции по изготовлению оптических концевиков версии 2.1 можно найти здесь here on the reprap opto page, а так же here.

1. • Пока строите принтер, в зависимости от размещения электроники и станка определитесь с необходимой длинной кабеля.
     
   • Отрежьте кабель необходимой длинны
     
   • Обожмите и пропаяйте разъемы на конце каждого провода. (Если нормально обжать, нормальным инструментом, то паять и не надо)
   • Провод не менее чем 2,54 х3( рекомендации разработчика, хотя мне кажется, что 0,5 будет вполне достаточно).
   • подключите хотя бы один концевик.

 Разъем платы
 Сигнал (S)      Белый
 GND (-)         Черный
 VCC (+)         Красный

 Разъем концевика
 VCC (+)         Красный
 Сигнал (S)      Белый
 GND (-)         Черный

Механические концевики

Рекомендуемые прошивки используют 2-х проводные механические концевики.

Найдите на плате область помеченную "endstops" соответственно для каждой из осей X, Y, и Z pairs of pins и выполните следующие действия:

1. Соедините контакт помеченный на плате"S" с контактом "NC" микропереключателя.
2. Соедините контакт помеченный на плате "GND" с контактом "C" микропереключателя.

Примечание: Новейшие прошивки, например Marlin, как правило, по умолчанию используют NO (normally-open, нормально разомкнутые) контакты микропереключателя. Вы можете использовать этот контакт концевика или включить его инверсию в прошивке. Кроме того, Вы можете использовать команду консоли M119 для проверки состояния концевиков.

Установка разъемов на кабели двигателей

1. • припаяйте разъемы на конец каждого провода.
   • Дополнительную информацию смотрите Stepper Motors.

Установка и проводка хотэнда

Для подключения термистора используйте 2-х пиновый коннектор с шагом 2,54 мм.

• подключите к разъему 2 провода необходимой длинны и подключите к коннектору обозначенному T0

Подключите провода нагревателя экструдера к D10 (E0H на старых платах).

• Внимание - особенно на непроверенных прошивках, проверяйте все тестером, что бы не расплавить экструдер.

Плата Pololu драйверов

Здесь предполагается что Вы используете Pololu, но возможны и иные варианты драйверов. Вставьте 8-пиновые разъемы "папа" с каждой стороны драйвера. Вставлять короткой стороной в плату. Вставьте в основную плату и припаяйте короткими касаниями - НЕ ПЕРЕГРЕЙТЕ. Приклейте радиаторы к микросхемам на термоклей.

Окончательная настройка

Предварительная проверка

Если Вы считаете, что у Вас могут быть ошибки (а они скорее всего будут), то установите только один драйвер, так ущерб от риска сжечь драйвера снизится на 3/4

Настройте ограничения тока на драйвере шагового двигателя. Подстроечный резистор на драйвере выкрутите до конца вниз(против часовой стрелки) и поверните на четверть оборота по часовой. Точная настройка в зависимости от используемого двигателя будет произведена позже. Обратите внимание -двигатель потребляет энергию даже когда не движется, а находится в режиме удержания. Если двигатель сильно греется уменьшите силу тока, повернув резистор против часовой стрелки.

Подключите концевики для осей X,Y, и Z как указано здесь Connect the minimum endstops

Подключите двигатели. Никогда не подключайте и не отключайте двигатели при включенном питании - риск сжечь драйверы при этом сильно увеличивается

Вы можете использоватьcode для проверки электроники перед установкой прошивки.

Установите прошивку (подробности ниже). Прошивка может быть произведена без подключения питания на плату.

Схема подключения

Все относительно просто, но будте повнимательнее при подключении, постарайтесь использовать маркировки проводов

Обратите внимание, что прошивки tesla и tonok используют d9, а sprinter и johnny/tonok используют d10 для подключения нагревателя экструдера!

Предупреждение!!!

Не перепутайте + и -.

Все переподключения производите при отключенном питании. Старайтесь использовать разъемы исключающие неправильное подключение.

При установке платы RAMPS на Ардуино возможно замыкание проводников нижней стороны печатной платы на разъем USB Ардуино. Рекомендуется заизолировать их друг от друга (двусторонним скотчем например).

Подключение питания

Подключите питание 12V power к Вашей плате. Внимательно соблюдайте полярность подключения. Неправильное подключение может привести к выходу электроники из строя и пожару .

Нижней парой отмеченной "5A" питание для шаговых двигателей и нагревателя экструдера (D9, D10). Источник питания должен обеспечивать не менее 5A.

Пара коннекторов отмеченных "11A" обеспечивает питания стола с подогревом и второго выхода (D8), например для второго экструдера. Данный источник питания должен обеспечивать не менее 11A (Если оба входа питаются от одного источника, то он должен обеспечивать не менее 16A).

Если смотреть на разъемы питания (при отсутствии маркировки), то положительный контакт находится слева, а отрицательный справа.

Разъем питания в 5А не обеспечивает питание Ардуино, питание Ардуино будет обеспечено только при наличии напряжения в разъеме 11А

Источник питания

Where to find the D1 diode (note that D2 is shown at the left, not D1)

Для питания RAMPS достаточно блока питания на 12 Вольт, например ATX. Или можно использовать любые другие источники питания, дающие 12 Вольт, например блоки питания ноутбуков, источники для светодиодной подстветки, самодельные блоки питания. Убедитесь, что блок питания обеспечивате ток 5 А или больше. Дополнительные 11 А понадобятся если вы используете стол с подогревом

Подключите источник питания как описано выше.

Трехпиновый коннектор, рядом с кнопкой Reset, предназначен для дополнительного (опционально) подключения к Вашему источнику питания.

VCC

Если вы хотите, чтобы ваша плата питаналась без подключения по USB, то нужно припаять диод D1, или подключить VCC от вашего блока питания.

VCC пин можно подключить к ATX 5Vsb постоянно питать Arduino от вашего ATX блока питания.

Arduino не расчитана на одновременную работу и от VCC, и от 12 Вольт, по этому убедитесь, что диод D1 не установлен, или выпаян.

PS_ON

PS_ON предназначен для включения и выключения блока питания. Многие прошивки устанавливают на этом пине низкий уровень сигнала чтобы включить питание (M80) и высоки чтобы выключить (M81). Такая схема управления характерна, например, для компьютерного блока питания ATX и может быть изменена, с учетом особенностей Вашего блока питания, путем изменения прошивки

Если вы хотите использовать PS_ON, чтобы управлять блоком питания, отпаяйте диод D1. Вам нужно будет запитать Arduino от +5Vsb (фиолетовый провод в ATX) иначе, когда USB не будет подключен PS_ON будет "плавать" (импульсный блок питания будет постоянно включается и выключается).

5V

Пин 5V на плате нужен для, опционального, подключения 5 Вольт питания сервоприводов. Он устроен так, что вы можете полдключить джампером к пину VCC и использовать питания Arduino для подачи 5V к сервоприводам, если вы подключены только от USB или 5В. Так как мощности питания Arduino может не хватить вы можете подключить его непосредственно к 5V питания. Вы можете не подключать этот пин, если не планируете подключать сервоприводы.

Максимальное входное напряжение

Питание без диода D1

Диод D1 1N4004 соединяет разъем питания платы RAMPS с питанием Ardurino MEGA. Если Вы не устанавливали этот диод, то можете безопасно подавать напряжение до 35V. (Максимальное напряжение для драйверов двигателей 35V)

Питание с диодом D1

Если на плате установлен диод D1 1N4004 , то Вы должны использовать питание не выше 12 V. Arduino Mega рассчитана на питание в 12 V, более высокое напряжение может её сжечь.

Arduino Mega 2560 может питаться напряжением до 20 V, но это не рекомендуется, кроме того необходимо принять меры для дополнительного охлаждения микросхемы регулятора.

Прошивки и разводка контактов

RAMPS 1.4 использует те же пины , что и версия 1.3. - аппаратно они полностью совместимы

Вам нужно программное обеспечение Arduino software at http://www.arduino.cc/en/Main/Software для загрузки прошивки Arduino Mega. Arduino MEGA 2560 Rev3 требует программное обеспечение версии Arduino 0023.

Sprinter и Marlin/ru самые популярные и стабильные прошивки для RAMPS по состоянию на 3/28/2012.

Pronterface кроссплатформенная программа для управления принтером, подходит для тестирования и печати.

Рабочую версию прошивки sprinter firmware можно скачать тут http://ultimachine.com/sites/default/files/UltiMachineRAMPS1-4Sprinter.zip . Версия для механических концевиков в папке ME, оптических в папке OE.

Прошивку Marlin/ru можно скачать на github https://github.com/MarlinFirmware/Marlin/releases

Другие прошивки(необходимо дополнение):

• механические концевики требуют добавления #define OPTO_PULLUPS_INTERNAL 1 в файл configuration.h если там не установлены по умолчанию.

Распиновка по умолчанию для этой платы.

// For RAMPS 1.4
#define X_STEP_PIN         54
#define X_DIR_PIN          55
#define X_ENABLE_PIN       38
#define X_MIN_PIN           3
#define X_MAX_PIN           2

#define Y_STEP_PIN         60
#define Y_DIR_PIN          61
#define Y_ENABLE_PIN       56
#define Y_MIN_PIN          14
#define Y_MAX_PIN          15

#define Z_STEP_PIN         46
#define Z_DIR_PIN          48
#define Z_ENABLE_PIN       62
#define Z_MIN_PIN          18
#define Z_MAX_PIN          19

#define E_STEP_PIN         26
#define E_DIR_PIN          28
#define E_ENABLE_PIN       24

#define SDPOWER            -1
#define SDSS               53
#define LED_PIN            13

#define FAN_PIN            9

#define PS_ON_PIN          12
#define KILL_PIN           -1

#define HEATER_0_PIN       10
#define HEATER_1_PIN       8
#define TEMP_0_PIN          13   // ANALOG NUMBERING
#define TEMP_1_PIN          14   // ANALOG NUMBERING

Ресурсы

FILE ID#	TYPE	DESCRIPTION	DOWNLOAD
Файл:ArduinoMegaPololuShield.zip	Набор файлов	Файлы для изготовления платы	media:ArduinoMegaPololuShield.zip
Файл:RepRapjr.lbr	Набор файлов	Список компонентовEagle_Library	media:RepRapjr.lbr

Список деталей

Обозначение	Наименование деталей	Количество	Фото	Ссылка в Терраэлектронника	Возможная замена
U1	Ардуино Мега	1	Файл:ArduinoMEGA2560.jpg		Ардуино 2560 или клоны
U2,U3,U4,U5	Pololu драйвер шагового	4	Файл:Pololu.jpg		Драйверы StepStick или аналогичные на A4988, A4983
C2	Конденсатор пленочный SMD 100nF в корпусе 0805 номинальным напряжением выше, чем планируется использовать для питания	1	Файл:0805 cap.jpg
C1,C5,C8	Конденсатор электролитический SMD 10uF в корпусе 0405 больше 5вольт	3	Файл:0405 cap.jpg
C3,C4,C6,C7,C9,C10	Конденсатор электролитический SMD 100uF в корпусе 0605 номинальным напряжением выше, чем планируется использовать для питания	6	Файл:0405 cap.jpg
R1,R7,R11,R21,R22	Резистор SMD в корпусе 0805 сопротивлением 4.7K точностью не менее 1%	5	Файл:0805 rez.jpg
R2,R3,R4,R5,R6,R8,R9,R10	Резистор SMD в корпусе 0805 сопротивлением 100K точностью не менее 1%	8	Файл:0805 rez.jpg
R12	Резистор SMD в корпусе 0805 сопротивлением 1K точностью не менее 1%	1	Файл:0805 rez.jpg
R23,R24,R26	Резистор SMD в корпусе 0805 сопротивлением 1.8K точностью не менее 1%	3	Файл:0805 rez.jpg
R16,R17,R18,R19,R20	Резистор SMD в корпусе 0805 сопротивлением 10K точностью не менее 1%	5	Файл:0805 rez.jpg
R13,R14,R15	Резистор SMD в корпусе 0805 сопротивлением 10 ohm точностью не менее 1%	3	Файл:0805 rez.jpg
Q1,Q2,Q3	NPN полевой транзистор, в авторской схеме STP55NF06L, но подойдет любой на 60V 55A TO-220	3	Файл:STP55NF06L.jpg
D1,D2	Диод 1N4004 или любой другой 400V 1A DO41	2	Файл:1N4004.jpg
F1	Самовосстанавливающийся предохранитель MF-R500 или аналогичный на 30V, 5A,	1	Файл:MF-R500.jpg
F2	Самовосстанавливающийся предохранитель MF-R500 или аналогичный на 11A	1	Файл:MF-R1100.jpg
J2	Клемник на плату для подключения термостола и экструдеров, шаг 5.08 , ток не менее 11A, например 39544-3006 или любой другой	1	Файл:39544-3006.jpg
LED1	Зеленый светодиод в SMD корпусе 0805	1	Файл:0805 LED.jpg
LED2,LED3,LED4	Красный светодиод в SMD корпусе 0805	3	Файл:0805 LED.jpg
S1	Кнопка сброса - любая кнопка с размерами как на картинке например B3F-3100	1	Файл:B3F-3100.jpg B3F-3100
X1	Разъем питания 4 быстросъемных коннектора с шагом 5,08 мм 11 А	1	Файл:39532-1004.JPG Файл:39530-0004.JPG
	Коннектор с шагом 2,54- 2 x 3 pin*	8	Файл:961206-6404-AR.JPG
	Коннектор с шагом 2,54- 1х4 pin*	5	Файл:961104-6404-AR.JPG
	Коннектор с шагом 2,54- 1х6 pin*	2	Файл:961106-6404-AR.JPG
	2 x 18 Pin коннекторы "мама"*	1	Файл:PBD2-18.jpg
	8 Pin коннекторы "мама"*	5	Файл:PBS1-08.jpg
	6 Pin коннекторы "мама"*	1	Файл:PBS1-06.jpg
	24 Pin коннекторы "мама"*, проверьте соответствие максимального тока разъема и тока вашего двигателя	2	Файл:PBS1-24.jpg
	8 Pin коннекторы "мама"*проверьте соответствие максимального тока разъема и тока вашего двигателя	4	Файл:PBS1-08.jpg
	Джампер шаг 2,54	15	Файл:Mj6o.jpg
	Печатная плата Версия 1.4	1	Файл:RAMPS 1.4 Board.JPG

• Можно использовать большие по размеру коннекторы, отрезав лишнее. Коннекторы такого типа легко разрезаются ножом на нужный размер.

Спецификация также доступна в BOM файле для MOUSER this google spreadsheet

Лист проекта покупок на Mouser для v1.4 [1] .

Первоисточник

Материал взят с сайта RepRap

Заглавная_страница Наверх