3万円3Dプリンター組み立て中盤!~電気配線を片付ける~

「うひゃあ!電子回路だ・・・」

これを見ただけでドン引きする人がいるかも知れませんが、怖くないです。

この写真に写っている3枚の回路基板、これらが3Dプリンターのメイン制御部です。

まず、中央の緑の基板、これはArduino MEGA2560というワンボードマイコンです。

イタリアでデザインされたオープンハードウェア(設計図の公開されたコンピュータ)です。

大阪日本橋で買うと6000円弱ですが、AliExpressだと1000円位で入手できます。

これでもUSBでPCに接続すれば相互通信が出来てプログラムの開発や実行も簡単に行なえます。

そして、このArduinoには最初から3Dプリンター制御用のプログラムが入っています。

 

次に、右側の赤い基板はRAMPシールド(RAMPS)といって、Arduinoの上にあるコネクターに接続して使います。

薄緑色のコネクターには直流電源(12V7Aか12V11A)を接続します。

青いコネクターには3Dプリンターの心臓部「ホットエンド」のヒーターの電線を差し込みます。(差し込む場所は指定されています)

さらに、赤い基板の丈夫の平コネクターには付属のコネクター基板を差し込み、そこからフラットケーブルで左の(袋に入ったままになっている)基板に接続します。

左の基板は液晶表示モジュールです。

3Dプリンターの現在のステータスを常時表示するとともに、ボリュームスイッチで3Dプリンターのヘッドを動かしたりヒーターのON/OFFおよびファンのON/OFFが行えるファンクションを扱えます。

この3つを組み合わせ、電源を接続すると、

このように、プログラムが起動し液晶に表示が出ます。(この時点ではエラーになりますが)

赤いRAMPシールド基板の上に乗っている4つのアルミ放熱板を載せた小さな基盤はモーターコントロール回路です。放熱板の右隣にある小さな十字型のネジを回すとモーターのトルクを挙げたり下げたり出来ますが、普通は触らなくても大丈夫です。

なお、この小さな回路基板を外すと、モーターを精密制御するためのジャンパーユニットが出てきます。ここは必要なジャンパ栓が既に結線状態になっているので特に手を付ける必要はありません。

 

で、電気配線ですが何をどう繋ぐのかが問題です。

3Dプリンターで接続しなければならない電気動力品及びスイッチには以下のものがあります。

1.X軸移動用ステッピングモーター
2.Y軸移動用ステッピングモーター
3.Z軸移動用ステッピングモーター
4.エクストルーダー用ステッピングモーター
5.ホットエンド用ヒーター
6.ホットエンド用サーミスター(温度測定素子)
7.X軸ホーム位置検出用マイクロスイッチ
8.Y軸ホーム位置検出用マイクロスイッチ
9.Z軸ホーム位置検出用マイクロスイッチ

たったの9つです。How hard can it be ?

しかもこの接続に関してはハンダ付けは不要です!なぜなら殆どがコネクターに差し込むだけだからです。

それでは、結線図について見て頂きます。
この図は私が組んだCL-260(Ultimaker Cloneの3Dプリンターの型番)についているRAMPS1.4における最新の回路接続図です。
Reprap WikiのRAMPS1.4のページに掲載されている接続図だと、Y軸ホーム位置検出マイクロスイッチのコネクター接続位置が違います。(これにハマりました)

さて、RAMPS1.4へのハンダ付けは不要と言いましたが、

以下のパーツだけはハンダ付けすることをおすすめします。

1.フィラメント冷却用ファン(2個)
  2個のファンの+線と-線をまとめてRAMPS基板に回す線につなぐ所をハンダ付けしておきます。

2.ホットエンド冷却用ファン(1個)
  1個のファンの+線と-線を12V電源接続コネクターに回す線に接続する所をハンダ付けしておきます。

3.X/Y/Z軸用ホーム位置検出マイクロスイッチ(3個)
  各マイクロスイッチの端子に接続する電線をハンダ付けしておきます。

ということで計6箇所、しっかりハンダ付けしておけば3Dプリンターを動かした際に接触不良で泣かされることがなくなります。(^^)

そして!!
ハンダ付けした部分には必ず付属の熱収縮チューブをかぶせて、ライターの火で炙ってハンダ付部分を完全に被覆するようにして下さい。
これでショート対策もばっちりです。

 

これが終わったら、マイクロスイッチを上の段のモーターの最寄りの部分に組み付けて「ここがホームポジションだよ」とガントリーに教えてあげられるようにします。

・・・・・

ここで、筆者の行なった回路への改造点を3つほど追記しておきます。

1.電源を付属の12V5Aから12V13Aのスイッチング電源に換装しました。(将来のABS樹脂出力への布石)

2.3Dプリンターの出力ベッド照明として12V駆動のLEDモジュールを上部に配置しました。

3.ArduinoおよびRAMPS回路冷却用の12V大型ファンを取り付けました。

その結果、現在の稼働状況に至っております。

さて、ここまで来ればいよいよ試運転となるわけですが、
まだパソコン側のソフトウェアの用意や色々やることがあります。

加えて、私の3Dプリンターの場合、初運転ででっかいトラブルを引き起こしてしまいました。

次回「3万円3Dプリンター組み立て後編 ~ホットエンドが大トラブルに!~」をお楽しみに。(^^)

 



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「ゲームから3Dプリンター出力」の実現を目指し、今までよりも簡単に作れるフィギュアや立体物グッズの製作ノウハウを共有する活動を行なっています。
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