TL-smoother, jak to funguje?

https://3dfactory.cz/2018/09/04/tl-smoother-jak-to-funguje/

 

Dobrý den, vítám vás u dalšího článku z dílny malé továrny na velké věci. Dnešní článek bych chtěl začít poděkováním všem z vás, kteří články pročítáte a také těm, kteří mi dáváte zpětnou vazbu o tom, jak vám pomohly. Je to moc fajn pocit, pomáhat jiným tiskařům, kteří si zejména v počátcích nevědí rady s některými záludnostmi 3D tisku. Děkuji vám. smoother

Dobře, pojďme se posunout k dnešnímu tématu. Jak název článku napovídá, řekneme si něco o TL smootherech. Možná už jste o nich slyšeli, jak zázračně vylepšují tisk, případně opak, že vlastně nedělají nic a jsou to jen vyhozené peníze za pár polovodičových diod. Pojďme si ukázat kde je pravda a jak to celé funguje. Kdo je kovaný elektrotechnik tělem i duší, měla by mu být funkce jasná na první pohled. Přestože se k této skupině řadím taky, nebyl jsem si jistý, jak můžou „obyčejné“ polovodičové diody v antiparalelním zapojení takhle zjemnit mikrokroky našich motorů. Musel jsem prohledat mnoho diskusních fór, abych pro vás našel rozumné vysvětlení.

Funkce krokového motoru je předpokládám většině lidí známá, ale přesto si ukážeme zajímavé video z kanálu YouTube kde je funkce srozumitelně znázorněna.

 

Jak funguje krokový motor

Ačkoliv bychom potřebovali pohyb os co nejplynulejší, konstrukce krokového motoru a systém řízení driverem nám to nedovoluje. Motor se pohybuje velmi ráznými kroky a na povrchu výtisku (většinou oblý tvar) nám vzniká takzvaný „salmon skin effect“. Na webu thingiverse.com najdete spousty modelů, vyzdvihujících právě tento nedostatek. Můžete si tam kterýkoliv bezplatně stáhnout a otestovat vaši 3D tiskárnu jestli tiskne „efekt lososové kůže“.

 

https://3dfactory.cz/2018/09/04/tl-smoother-jak-to-funguje/ ‎
zdroj: https://www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/6yzafe/direct_drive_extruder_artifacts/

Kde je problém?

Než si vysvětlíme, jak polovodičová dioda zachrání hladké stěny modelu, pokusím se vám ve zkratce vysvětlit kde je problém. Možná už tušíte, je to právě driverem, který chod motoru ovládá. Z podstaty jeho fungování vychází, že při mikrokrokování není driver schopen ovládat napětí nižší než 11 až 12% napájecího napětí. Čili, má li motorem zvolna otočit o několik mikrokroků, může motoru odeslat impulz o napětí minimálně 11 až 12% (a4988  použitý v Anet A8 – 11%, TCMxxxx a DRVxxxx 12%) napájecího napětí.

Při standardních podmínkách je tiskárna napájena 12V, driver tedy disponuje nejnižší hranicí 1,32V. To znamená, buď 0 nebo až 1,32V. Zatím by to neznamenalo nic zvláštního, dokud se ovšem nepodíváme na specifikaci krokového motoru. Ten je totiž dimenzován na napětí 2,8V.  Na straně proudu je to obdobné, potřebujeme malý proud, který jemně otočí motorem. Protože cívka v motoru má kolem 2Ω podle ohmova zákona zjistíme, že proud se z 0 vyšplhá skokově na 0,66A. To už je pořádný skok, který motorem doslova trhne z místa. Co tato malá matematika znamená?

Takže?

Driver otáčí motorem nejméně na výkon 47%. Tohle je ten problém, který vytváří různé pruhy na našich výtiscích. Driver prostě nezvládne otočit motorem třeba jen čtvrtinou výkonu. Půl nebo nic.

 

https://3dfactory.cz/2018/09/04/tl-smoother-jak-to-funguje/ ‎
zdroj: https://www.polytechnichub.com/application-pn-junction-diode/

 

Dobře, už rozumíme tomu, kde je problém, jak ho ale řeší polovodičová dioda? Nejprve se podívejme, jak polovodičová dioda vlastně pracuje.

 

Wikipedie nám říká: Je to elektrotechnická součástka, jejímž úkolem v elektrickém obvodu je propouštět elektrický proud jedním směrem. Při zapojení kladného pólu zdroje k anodě a záporného pólu ke katodě se přechod P-N v diodě, bránící průchodu částic, zmenší nebo úplně zruší. Diodou protéká elektrický proud, elektrický odpor diody může být velmi nízký, ale na diodě vždy vzniká určitý úbytek napětí.

 

Tak, červeně jsem vám označil právě efekt, který TL smoother využívá. Polovodičovou diodu tedy nepoužíváme na propouštění proudu jen jedním směrem, my používáme diodu v „otevřeném“ směru. Existují různé charakteristiky diod, ovšem nejběžnější diody mají úbytek napětí 0,7V. Už chápete? Z driveru vychází napětí minimálně 1,32V, po průchodu jednou diodou zbývá 0,62V a po průchodu druhou, čístá 0.

 

Náš driver tedy s touto úpravou motor ovládá od 1% do 100% výkonu. Jak prosté. Velmi jednoduše řečeno, posuneme možnosti driveru o polovinu výkonu dolů.

zdroj: https://groups.google.com/forum/#!topic/deltabot/2HJEQG_wR9Q

 

Možná už jste TL smoother zahlédli a viděli jej v provedení se čtyřmi nebo osmi diodami. Proč? Krokové motory v 3D tiskárnách bývají bipoární. To znamená, že mají dvě vinutí, dvě cívky, které elektromagnetickým polem otáčejí rotorem motoru. Na každou tuto cívku připojíme dvě diody v antiparalelním zapojení. Tím dosáhneme efektu, kdy protékající proud teče jednou nebo druhou diodou, vždy se najde jedna dioda v otevřeném směru, která nám sníží napětí o 0,7V. Proč 4 nebo 8 diod? Chceme-li snížit napětí o 0,7V volíme 4 diody. Potřebujeme-li úbytek napětí 1,4V, sáhneme po osmidiodovém zapojení. Asi není o čem přemýšlet.

Protože tiskárna Anet A8 používá driver A4988, salmon skin effect se nevyhnul ani jejím výtiskům. Proto si nově můžete TL smoothery s osmi diodami koupit i v našem obchodě.

TL smoother – 8 diod

 

Na závěr přidám ještě dvě zajímavá videa, kde je vidět jak TL smoother funguje přímo za chodu motoru.

Pro tento článek už je těch informací tuším až až. Pokud máte k tomuto tématu také co říci, budu rád, když nám napíšete komentář. Článek můžete i sdílet, třeba na facebooku, ať pomůže co nejvíce tiskařům. Příště už se můžete těšit na článek o autolevelingu. Podíváme se jak zapojit čidlo, jak nastavit Marlina a řekneme si také, jak to celé funguje.

 

2 thoughts on “TL-smoother, jak to funguje?

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *