Ender 3:n Silent board päivitys

Olen päivitellyt Ender 3 tulostintani jo useaan otteeseen ja osa päivityksistä on tullut jäädäkseen ja osa oli vain kokeiluja. Viimeisin päivitys tulostimeen taisi olla syöttörullan mekaniikan vaihto https://www.hutasu.net/np-ender-3-feederin-vaihto/ heti Direct Drive modauksen jälkeen https://www.hutasu.net/creality-ender-3-mod-direct-drive-asennus/.

Creality Ender 3 Silent Board emolevy
Pakkaus

Tämä nykyinen päivitys oli tosin pakollinen, koska onnistuin alkuperäisestä emolevystä (8-bit V1.1.4 Atmel ATMEGA1284P) hajottamaan SD-korttipaikan. Tulostinhan lukee muistikortilta tulostettavan kappaleen tiedot, mutta koska muistikortti ei pysynyt lukijassa paikoillaan, niin tulostimella ei voinut tehdä mitään (no, tietenkin USB-kaapelin kautta voi tulostaa, mutta itselläni on vain huonoja kokemuksia USB:n kautta tulostaessa). Toki olisin voinut ostaa pelkästään uuden muistikortin pidikkeen, mutta näin tässä samalla myös tilaisuuden päivittää konetta hieman uudempaan elektroniikkaan.

Päällimmäisenä tarkoituksena oli saada tulostin jälleen toimintaan, mutta hiljaisemmilla moottoriäänillä - ja voi pojat ja tytöt, hiljainen tästä tulikin! Tässä postauksessa muutama sananen uuden emolevyn ominaisuuksista ja vaihtotyöstä.

Vanha emolevy oli siis 8-bittisellä Atmelin prossulla varustettu "perusmallin" lankku. Tämän lisäksi levyllä ei ylimääräisiä laajennuspaikkoja (liittimiä) eri ominaisuuksille ollut ja levy sisälsi myös "vanhan mallin" askelmoottoriajurit (Allegromicro A4988). Näissä askelmoottoreissa ei sinänsä ole mitään vikaa toiminnan kannalta, mutta ne aiheuttavat askelmoottoreissa liikkeen lisäksi erilaisia ääniä moottorin kelalla.

Tärkeimpinä ominaisuuksina uudemmasta emolevyversiosta (V4.2.7) löytyy 32-bittinen STM32F103 prosessori, hiljaisemmat ja edistykseellisemmät TMC2208 askelmoottoripiirit, ja mahdollisuudet liittää filamenttianturi ja BLTouch suoraan emolevyn liittimiin kiinni. Kykeneväisempi 32-bittinen prosessori mahdollistaa myös periaatteessa nopeamman tulostuksen silloin, kun muistikortilta luetaan paljon pieniä liikkeitä. Muistikortilta lukemisesta puheen ollen, tämän levyn firmis voidaan myös helposti päivittää muistikortin avulla. Ei enää ISP-liittimiä ja Arduinon kanssa puljailua!

Tilasin uuden emolevyn Ebaysta (https://www.ebay.com/itm/254322924194?var=553854025128) ja vähän reilun kuukauden odottelun jälkeen paketti saapui postiin noudettavaksi. Alla muutama kuva itse paketista ja sisällöstä.

Creality Ender 3 Silent Board emolevy avattu paketti
Pakkauksen sisältö
Ender 3 Creality V4.2.7 hiljainen ohjainlevy
Creality V4.2.7 Silent Board

Tämä vaikuttaa Crealityn alkuperäiseltä tuotteelta (sellaisena se tilattiinkin), joten uskalsin tätä luottavaisin mielin alkaa asentamaan paikoilleen. Aluksi piti tietenkin purkaa vanha emolevy pois.

Alkuperäisen emolevyn irroitus
Vanhan ohjainlevyn irroitus...

Ennen uuden emolevyn asennusta ainakin tässä tapauksessa piti ruuviliittimet ruuvata aivan auki, jotta johtimet saadaan liittimen sisällä oikeaan väliin. Tämä kannattaa tarkistaa, jos teet itsekin tällaista päivitystä.

Ruuviliittimen avaus
Ruuviliittimet on syytä avata ensin

Kuinka ollakaan, eräs "bugi" piirilevyltä löytyi. Ilmeni, että piirilevyn osasijoittelussa on laitettu palakomponentti liian lähelle ruuvia. Käyttämäni ruuvit ovat alkuperäisiä V1.1.4 emolevyn kiinnityksessä olleita, mutta mikä lie suunnitteluvirhe sattunut.

Palavastus liian lähellä ruuvia
Ruuvi melkoisen lähellä palavastusta
Ruuvin kannan eristys

No, muoviprikkaa alle eristeeksi ja ei kun kiinni. Myöhemmin huomasin myös, että X- ja Y-ajuripiirien välissä oleva kiinnitysreikä ei täysin täsmää kotelossa olevaan kiinnityspisteeseen.

Onneksi piirilevyn alapuolella ei ole mitään lähellä niin pieni offsetti reiässä ei haittaa. Tähän ei vain ruuvia nyt saanut, mutta eipä tätä tavan käytössä nyvitäkkään.

Uusi ohjainlevy paikoillaan.

Kun ruuvit ja ruuviliittimien johtimet ovat paikoillaan, voidaan kiinnittää loputkin liittimet ja lyödä konepelti kiinni niin sanotusti. Seuraavaksi onkin sitten vuorossa firmiksen päivitys ja testitulosteet.

Firmiksen päivitys

Vaikka ohjainkortilla on jo valmiina oikea ohjelmistoversio, halusin mielenkiinnosta kokeilla kuinka päivitys onnistuu. Tämän 3D-tulostimen ohjelmisto voidaan siis päivittää helposti SD-muistikortin avulla. Muistikortille ladataan vain oikea firmisversio ja laitetaan kortti kiinni tulostimeen, minkä jälkeen virrat kytketään päälle. STM32-mikroprossu "haistelee" kortilta uuden firmiksen ja päivittää itse itsensä. Hetken kuluttua näyttöön pitäisi ilmestyä tavanomainen aloitusruutu ja käyttöliittymän "pääsivu" tai näkymä. Itsehän onnistuin päivittämään laitteeseeni ensin väärän version ja näyttöön ei tullut mitään, ja pelkäsin että koko levystä tuli jo tiiliskivi ja olisi pitänyt alkaa kaivelemaan STM32-ohjelmointilaitetta esille... Asia kuitenkin korjaantui, kun latasi muistikortille oikean binääritiedoston - tällä kertaa selvisin säikähdyksellä.

Firmisversio, mikä Ender 3 tulostimeen ladataan löytyy Crealityn kotisivuilta (https://www.creality.com/download) ja tässä tapauksessa oikea versio on Ender-3 4.2.7 mainboard(32bit).zip.

Kuvia tai videoita päivitysprosessista ei minulla tähän ole, mutta niitä löytyy valmiiksi youtubesta kun etsii vain.

Kalibrointikuutioiden tulostus

Seuraavaksi oli aika tulostaa kalibrointikuutio tavallisilla 0.2mm kerrosasetuksilla. Tein viipaloinnin uusimmalla Cura-versiolla (4.12.0) ja printtasin aluksi kuvassa näkyvän valkoisen kuution. Kuution mitat 3D-mallissa ovat 20mm suuntaansa, ja lukemat täsmäsivät työntömitalla +/- 0.05mm tarkkuudella, paitsi Z-suunnassa, missä heittoa oli noin 0.1mm. Tämä johtui kuitenkin tulostusalustan/pedin levelloinnista eli suuttimen ja pedin välisestä etäisyydestä. Tätä korjasin myöhemmin liikuttamalla petiä säätöruuveista kauemmas suuttimesta ja tekemällä pedille uuden manuaalikalibroinnin.

3D-tulostettu kuutio
Kalibrointikuutio

Kuutiosta oli kuitenkin havaittavissa epäsäännöllisyyttä kerrosten välillä (kuva). Epäilin tämän johtuvan siitä, että vaikka kappale on mittatarkka, niin säätimet eivät välttämättä ole optimaalisia tässä minun uudessa tulostusympäristössäni. Eli piti suorittaa PID-autotune.

PID Säätimien kalibrointi

Onneksi tämä on varsin helppo toimenpide. Tulostin kytketään USB-kaapelilla tietokoneeseen kiinni ja komennetaan PID Autotune päälle. Kun kalibrointi on valmis, tulostin printtaa sarjaporttiin uudet PID-arvot, mitkä lähetetään komentona tulostimelle ja tallennetaan sen muistiin. Tässä lyhyesti vielä listana prosessin kulku

  1. Tulostin kytketään USB-kaapelilla tietokoneeseen ja laitetaan virrat päälle
  2. Jollakin ohjelmalla (pronterface, Repetier-Host yms.) avataan printterille yhteys. Vanhat arvot voidaan ottaa talteen M503 (Report Settings) komennolla
  3. Autotune komento käynnistetään tulostuspäälle näin: M303 E0 C8 S210.
    Parametrien selitykset ovat: E0 = tulostuspää, C8 syklien lukumäärä (jos on vaikkapa C10 niin tehdään säätöjä kymmenen kertaa), S210 haluttu kohdelämpötila tulostuspäälle, tässä tapauksessa 210 astetta Celsiusta.
  4. Saadut arvot otetaan printterin lähettämästä tulosteesta talteen ja lähetetään printterille, esimerkiksi: M301 P70 I3 D65. (<- PID-arvot ovat siis ne mitä printteri antaa).
  5. Tiedot tallennetaan muistiin M500 komennolla
  6. Pedin kalibrointi suoritetaan muuttamalla tulostuspään parametri E0 -> E-1. Eli kokonaisuudessaan komento 100 asteen kalibrointiin olisi: M303 E-1 C8 S100. Huom! Ota huomioon että kaikkien tulostimien pedit eivät välttämättä lämpeä 100 C-asteeseen. Kalibroinnin voi suorittaa myös esimerkiksi 60 asteen lämpötilalle, eli komento olisi tietenkin: M303 E-1 C8 S60.
  7. Pedin autotunen jälkeen lähetetään pedin PID-säätimen tiedot tulostimelle komennolla: M304 P70 I3 D65.<- PID-arvot ovat siis ne mitä printteri antaa).
  8. Tiedot tallennetaan muistiin M500 komennolla

Kun nyt tarkastellaan eroja ennen ja jälkeen PID-autotunea, voidaan huomata että kerrokset ovat huomattavasti siistimpiä (kuva alla):

3D-tulostimen kalibrointi
Kalibrointikuutiot ennen ja jälkeen

Mustassa kuutiossa on selkeästi vähemmän hajontaa kerrosten välillä kuin valkoisessa kuutiossa.

Lopuksi vielä lyhyt video Ender 3 tulostimen modauksista ja siitä, miltä silent board nyt kuulostaa!

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.