CONTROLBOT

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CONTROLBOT

Release status: working

FOTO CONTROLBOT.JPG
Description CONTROLBOT
License Creative-Commons 3.0
Author Clonebot3dprinters
Contributors
Based-on Delta
Categories Electronics
CAD Models none
External Link www.clonebot3dprinters.es


Introducción

Esta electrónica para impresión 3D ha sido diseñada partiendo de los conocimientos adquiridos en otras electrónicas existentes en RepRap (Ramps, SAV MKI, Rumba, Sanguinololu…).

La ControlBot implementa una serie de mejoras eléctricas, de capacidad y mecánicas sobre las electrónicas ya existentes, teniendo la capacidad de poder controlar un total de seis Ejes (X, Y, Z, E0, E1 y E2), tres Hotends simultáneamente (E0, E1 y E2), una cama HeatBed y un Ventilador de capa sin necesidad de utilizar una salida de Hotend. Tambien cuenta con la capacidad de controlar la fuente de alimentación a través del pin PS-On, cuatro Servos eléctricos y una pantalla LCD con soporte para tarjeta SD.

La ControlBot está basada en la arquitectura del microcontrolador ATMega 2560 como unidad principal de gestión, utilizando para la comunicación con el PC un conversor USB -to-serial. Este microcontrolador esta precargado con el Bootloader de Arduino, lo que permitirá la descarga de cualquier firmware desarrollado en Arduino para este microcontrolador (Ejemplo, Tarjeta Arduino Mega), por lo que podrás descargar la versión de firmware de impresión que desees (Marlin, Repertier…).

Galería

ControlBot1.jpg
ControlBot2.jpg

Características

Las características de esta tarjeta, la hacen ser un elemento completo y cualificado para el control de cualquier impresora 3D independientemente del modelo. Las características de la misma son las siguientes:

  • Arquitectura basada en el microcontrolador ATMega 2560, compatible con firmwares Arduino.
  • Comunicación USB con el PC a través de un conector Micro-USB con una velocidad de comunicación con el PC configurable hasta los 250.000 Baudios.
  • Alimentación de entrada de 12Vdc. La alimentación queda dividida en dos, la primera para la electrónica y Hotends y la segunda para la alimentación de la HeatBed.
  • La protección de la tarjeta y la fuente de alimentación se cuenta con dos fusibles rearmables (Uno para Hotends y otro para HeatBed) de 11A cada uno.
  • Control de hasta un máximo de seis ejes permitiendo la conexión de X, Y, Z, Extruder 0, Extruder 1 y Extruder 2.
  • Finales de carrera Maximo y Minimo de los ejes X, Y y Z.
  • Conexión de LCD con soporte de tarjeta SD.
  • Control de hasta cuatro servos. Permitiendo la autonivelación de la cama.
  • Control ON/Off de la fuente de alimentación a través del PS-ON.


Especificaciones Técnicas

Procesador

  • Microcontrolador Atmel AT2560-R3 a 16MHz
    • FLASH: 256KB
    • RAM: 8K
    • Interfaz: SPI and USART
    • Velocidad: 16Mhz
    • I/O: 86
    • Temporizadores: 6
    • ADC: 16 de 10Bits
    • Encapsulado: TQFP-100
    • Alimentación de 4.2Vdc a 5.5Vdc
    • Alimentación de entrada comprendida entre los 11Vdc y 15Vdc.
    • Gestión interna de las alimentaciones a 5Vdc y 3.3Vdc.


Conexiones

  • 4x Conectores de 40A paso 5.08mm para la alimentación de entrada.
  • 6x Conectores de 40A paso 5.08mm para la conexión de la cama caliente, 3 Hotends y ventilador de capa.
  • 3x Conectores de 2 pins (Signal y Gnd) paso 2,54mm para la conexión de los termistores (0, 1 y 2).
  • 3x Conectores de 3 pins (Signal, Gnd y Vcc) paso 2,54mm para los finales de carrera máximos.
  • 3x Conectores de 3 pins (Signal, Gnd y Vcc) paso 2,54mm para los finales de carrera mínimos.
  • 6x Conectores de 4 pins (1A, 1B, 2A, 2B) para los motores paso a paso.
  • 2x Conector de 10 pins paso 2,54mm para la conexión de la LCD.
  • 1x Conector de 3 Pins (Signal, Gnd y Vcc) paso 2,54mm para la conexión del PS-ON.
  • 4x Conector de 3 Pins (Signal, Gnd y Vcc) Paso 2,54mm para la conexión de los servos.
  • 6x Conector Hembra de 16 Pines paso 2,54mm para la conexión de los Driver Paso a Paso.
  • 1x Conector Micro USB para la comunicación con el PC.
  • 1x Tornillo de tierra.
Conexiones.jpg

Soporte LCD

La tarjeta soporta cualquier LCD diseñada para la Ramps or Rumba. Nosotros recomendamos utilizar la LCD3DGagets.

Lcd1.jpg

Más información: http://reprap.org/wiki/RAMPS_1.3/1.4_GADGETS3D_Shield_with_Panel

Dimensiones

Las dimensiones mecánicas de la tarjeta son las siguientes:

Dimensiones.jpg

Configuración Hardware

Para la configuración de los pasos de motor, la tarjeta posee una serie de Jumpers que te permitirán configurar el modelo de Driver de motor que hayas seleccionado.

Driver1.jpg

Para la configuración de los Driver DRV8825 deberás de aplicar la siguiente configuracion de Jumpers:

Driver3.jpg
Driver2.jpg

Para la configuración de los Driver A4988 deberás de aplicar la siguiente configuracion de Jumpers:

Driver5.jpg
Driver4.jpg

Carga del Bootloader

Las tarjetas se entregan con este Bootloader precargado, pero si fuera necesario su reinstalación, se deben de seguir los siguientes pasos.

1. Cargar en otro Arduino el programa de gestión de Bootloader. Utilizando otra tarjeta arduino (ya sea arduino UNO o MEGA), se debe de precargar el programa que se encuentra en el siguiente link: https://github.com/nickgammon/arduino_sketches/tree/master/Atmega_Board_Programmer

2. La carpeta descargada es necesaria introducirla en la librería de Arduino. Para ello visualizamos cual es la carpeta de arduino del siguiente modo desde “Arduino -> Preferencias”

Boot1.jpg

3. Reiniciamos arduino y ya aparecerá en el Sketchbook de Arduino. Lo seleccionamos.

Boot2.jpg

4. Seleccionamos la placa y el puerto COM del arduino que vayamos a usar para programar la placa ControlBot desde:

       Herramientas -> Tarjeta

Herramientas -> Puerto Serial

5. Cargamos el programa mediante el siguiente botón y esperamos hasta que haya finalizado.

Boot3.jpg

6. Una vez descargado este programa en tu Arduino se realizará la conexión con la ControlBot de la manera que se muestra en el siguiente diagrama:

Boot4.jpg

7. Conectaremos el Arduino al PC mediante el cable USB (esto encenderá las dos placas). Mediante el IDE de Arduino seleccionamos el monitor serial. Deberá aparecer esto:

Atmega chip programmer.
Written by Nick Gammon.
Entered programming mode OK.
Signature = 0x1E 0x98 0x01 
Processor = ATmega2560
Flash memory size = 262144 bytes.
LFuse = 0xFF 
HFuse = 0xD8 
EFuse = 0xFD 
Lock byte = 0xCF 
Bootloader address = 0x3E000
Bootloader length = 8192 bytes.
Type 'G' to program the chip with the bootloader ...'

8. En este momento, es necesario mandar el carácter “g” para que empiece a programarse. Si todo se ha realizado correctamente se habrá realizado la descarga del Bootloader en el microcontrolador de ControlBot.

Conexión PC (COM)

Para la conexión de la tarjeta con el PC necesitaremos instalar los drivers de control en nuestro ordenador. Para ello deberemos realizar los siguientes pasos:

1.Dirigirse al siguiente link y descargarse los drivers 2.10.00 atendiendo al SO que se esté usando. Descomprimir en cualquier carpeta para utilizarlo más tarde. http://www.ftdichip.com/Drivers/D2XX.htm

2.Cuando enchufes por primera vez la placa ControlBot, será reconocida de esta manera:

PC1.jpg

3.Será necesario seleccionar “USB Serial Port” y pinchar en “Actualizar Software del controlador”. Es necesario elegir “Buscar software de controlador en el equipo” y elegir la opción de instalación manual mediante “Elegir en una lista de controladores de dispositivo de equipo”.

PC2.jpg

4.Seleccionamos la categoría de “Controladoras de bus serie universal” y luego “Concentrador raíz USB”. En este momento pulsamos “Usar disco…” para seleccionar el archivo “ftdibus.inf” descargado anteriormente del driver FTDI. Al darle a “Siguiente” aparecerá una pantalla de aviso que tenemos que aceptar.

PC3.jpg
PC4.jpg

5.En este momento seguirá apareciendo el mismo mensaje de “USB Serial Port” no detectado, por lo que seguiremos el mismo proceso, cambiando que tenemos que seleccionar de la lista “Puertos (COM y LTP)” y luego “Puerto de comunicaciones”. El archivo que se necesitara instalar es “ftdiport.inf” del driver descargado anteriormente.

PC5.jpg

6.Una vez realizado estos pasos, la placa ControlBot será detectada correctamente y se le asignara un puerto COM valido:

PC6.jpg

Firmware

Una vez que tenemos todos los pasos anteriores realizados, estamos en el punto de realizar la descarga de nuestro Firmware de control. Nosotros recomendamos utilizar Marlin, en concreto nuestra adaptación del mismo que podrás encontrar en el siguiente enlace.

www.clonebot3dprinters.es/Descargas

En el caso de que desees descargar tu propia versión del firmware u otro simular deberás de configurar una serie de parámetros del mismo para el correcto funcionamiento de la tarjeta.

Enlace oficial de Marlin: http://www.reprap.org/wiki/Marlin

A modo de ejemplo si desea realizarlo con tu propia versión de Marlin, los parámetros a configurar son los siguientes:

Definición de la tarjeta. Fichero Configuration.h. Se seleccionara la tarjeta Board 33 ó 34, correspondiente con la tarjeta Ramps.

 #define MOTHERBOARD 33 

Or

#define MOTHERBOARD 34

Definición de los pines. Fichero Pins.h. Deberas de buscar la tarjeta 33 o 34 y modificar los pines de la siguiente manera.

#if MOTHERBOARD == 33 || MOTHERBOARD == 34 
 #define LARGE_FLASH true
 #define X_STEP_PIN         37 
 #define X_DIR_PIN          40 
 #define X_ENABLE_PIN       36 
 #define X_MIN_PIN          41 
 #define X_MAX_PIN          18 
 #define Y_STEP_PIN         20 
 #define Y_DIR_PIN          21
 #define Y_ENABLE_PIN       19 
 #define Y_MIN_PIN          42 
 #define Y_MAX_PIN          43 
 #define Z_STEP_PIN         45 
 #define Z_DIR_PIN          46 
 #define Z_ENABLE_PIN       44 
 #define Z_MIN_PIN          47 
 #define Z_MAX_PIN          48 
 #define E0_STEP_PIN        57 
 #define E0_DIR_PIN         58 
 #define E0_ENABLE_PIN      56 
 #define E1_STEP_PIN        60 
 #define E1_DIR_PIN         61 
 #define E1_ENABLE_PIN      59 
 #define E2_STEP_PIN        23 
 #define E2_DIR_PIN         24 
 #define E2_ENABLE_PIN      22 
 #define SDPOWER            -1
 #define SDSS               53
 #define LED_PIN            13 
 #define PS_ON_PIN          55
 #define KILL_PIN           -1 
 #define HEATER_0_PIN       9   
 #define HEATER_1_PIN       8  
 #define HEATER_2_PIN       7  
 #define TEMP_0_PIN         12 
 #define TEMP_1_PIN         13 
 #define TEMP_2_PIN         14 
 #define TEMP_BED_PIN       15 
 #define HEATER_BED_PIN     6   
 #define FAN_PIN            10 
 #define SERVO0_PIN         3
 #define SERVO1_PIN         2
 #define SERVO2_PIN         5
 #define SERVO3_PIN         4
 #ifdef ULTRA_LCD
   #ifdef NEWPANEL
     #define LCD_PINS_RS 29
     #define LCD_PINS_ENABLE 39
     #define LCD_PINS_D4 28
     #define LCD_PINS_D5 27
     #define LCD_PINS_D6 26
     #define LCD_PINS_D7 25
     #define BEEPER  15 
     #define BTN_EN1 17
     #define BTN_EN2 16
     #define BTN_ENC 14 
     #define SDCARDDETECT -1 //49 CLONEBOT
   #endif
 #endif //ULTRA_LCD
#endif // MOTHERBOARD == 33 || MOTHERBOARD == 34 
#ifndef SDSUPPORT
 #define MAX_SCK_PIN          52
 #define MAX_MISO_PIN         50
 #define MAX_MOSI_PIN         51
 #define MAX6675_SS           53
#endif
#endif //MOTHERBOARD == 33 || MOTHERBOARD == 34

Una vez realizados todos estos cambios, se procederá a descargar el firmware en la tarjeta. Para ello seguiremos los siguientes pasos:

1. El primer paso será descargar e instalar el software de arduino desde la paguina web oficial. La versión recomendada es la 1.6 que podrá obetenerse del siguiente enlace.

http://arduino.cc/en/pmwiki.php?n=main/software

2. Una vez instalado el software se deberá copiar el proyecto del Firmware a la carpeta de Arduino que habrá generado automáticamente. La dirección en el PC donde se deberá de copiar es “C:\Documents\Arduino”.

3. Arrancaremos nuestro software de Arduino.

4. Cargamos el firmware en la interfaz de Arduino. Los pasos a seguir son “Archivo->Proyecto->Marlin” y automáticamente se nos abrirá el proyecto.

5. Por último seleccionaremos el puerto COM donde esté conectada la tarjeta. Los pasos a seguir son “Herramientas->Port->COM”.

6. Seleccionaremos la tarjeta Mega2560. Los pasos a seguir son “Herramientas->Placa->Arduino Mega or Mega 2560”.


7. Realizaremos la descarga del firmware en la tarjeta. Pulsamos el icono de la flecha. Una vez realizada la subida del código tendremos el firmware en la tarjeta.


Cableado de la maquina

En el siguiente esquema se muestra como debe de ser cableada una tarjeta ControlBot con tu impresora 3D.

Conexion.jpg

Ficheros de Descarga

Esquemas Eléctricos:

EsquemasElectricos.jpg

Lista de Materiales:

File:ListaMateriales.pdf

Firmware:

File:MarlinControlBot.zip