Optische Endstops an RAMPS 1.4 - Fehlende Entstörung auf dem RAMPS Board

Hallo,

als die Bauteile für meinen neuen eigenbau Drucker noch aus dem fernen Osten unterwegs waren, habe ich mir mal RAMPS und den Schaltplan dazu angesehen.
Ein paar Zweifel kamen mir, ob das gut ist in einer Umgebung mit Schrittmotoren, keine Entstörmaßnahmen an den Endschalter-Eingängen zu haben, sondern die Signale einfach direkt auf die Arduino-Pins zu legen.
Jetzt könnte ja in der Firmware eine Software-Tastenprellung drinn sein, die die Schaltzustände durch mehrfaches Rücklesen sicher erkennt, also abgewartet.

Jetzt ist der ganze Kram aufgebaut, und nun funktioniert es überhaupt nicht richtig.
Die Suchfunktion hier im Forum brachte nichts zu Tage, daher hier eine Nachricht direkt ins Forum.

An die Tastereingänge gehört minimum ein Tiefpass-Filter gegen eingekoppelte Störspitzen.
Bei den Temperaturfühlern wird ja auch exzessiv mit "riesigen Kapazitäten" gefiltert.

Ich habe 1,8K in Reihe und 100nF nach Masse versuchsweise eingelötet (auf eine zwischensteckbare Platine), und seither klappts auch mit den elektronischen opto-endschaltern.
Mit mechanischen Endschaltern mags ja ohne Entstörung gehen, weil hier die Verhältnisse klarer sind (Entweder Kurzschluß nach Masse über den Schaltkontakt, oder der Arduino-portpin ist sowiso schon auf High (über die internen Pullups) und wird durch Störimpulse nicht mehr auf "high" geschaltet.))

Ich bin jedoch der Meinung, die 2 Bauteile pro Eingang sollten auf dem Ramps-Board noch Platz finden.
Auf jeden Fall ists "ohne" reine Glückssache wenns mal korrekt funktioniert mit den optischen Endstops. :/

An wen kann man sich denn da mal wenden mit einem Hinweis zu dieser Problematik?

Hallo,

na dann schau mal hier: Endstop V1.2
Ist doch vorhanden. Das muss natürlich auf jede Endstopplatine. Hat auf der RAMPS Platine nichts zu suchen, weil man auch anderes anschließen kann. Und das andere würde sich eventuell an Filtern stören.
Es gibt auch Optische Endstops, die brauchen keinen Filter...

PS: ist wie beim Ei-Phone, entstörfilter weg machen und man hat besseren Empfang :-)

mfg,
Rickenharp

Das Problem liegt ja nicht bei den Endstops selbst, sondern bei Einstreuungen im Leitungsweg, weil sich die Schalterleitungen nur schwer mechanisch getrennt von den Motorleitungen verlegen lassen. Und die Leitungsstörungen werden ja erst auf dem Weg zum Ramps eingesammelt und können gar nicht auf der Endschalterseite beseitigt werden.

Die verlinkte Schaltung wirkt dem Kontaktprellen des mechanischen Endschalters entgegen, das ist wieder ne andere Geschichte.

Hallo,

also bei geschirmten Leitungen gibt es keine Einstrahlungen. Ich benutze nur geschirmte Leitungen, für alle Kabel am Drucker.

mfg,
Riickenharp

Ich sehe das auch als Problem. Die Eingänge müssten auf jeden Fall entstört sein. Meiner Meinung nach ist das ein schwerer Fehler im Design.
Da helfen auch abgeschirmte Kabel nur bedingt.
Hab bei meinen Ramps 100nF SMD Kerkos auf der Lötseite zwischen den entsprechenden Pins. Widerstände (100Ohm - 1kOhm) liegen auf der Sensorseite in der Signalleitung. Sind natürlich auch abgeschirmte Kabel.
So habe ich keine Probleme mehr damit.

Irgendwo hab ich auch mal ein erweitertes Ramps gesehen, da wurde unter anderem dieses Problem behoben.

Also bei mir blinken die Optischen Endstops wilkürlich beim Drucken....aber wen juckts? funktioniert doch bestimmt millionenfach so?!
So wie ich das verstehe willst du dich da reinfuchsen, dafür gibt es doch Bastelsätze bei denen man jeden Gizmo selbst verlöten darf

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Prusa Air 2
Merlin Hotend (passiv und verlängert)

Eigenbau X300 Y500 mit verlängertem Merlin Hotend
BIQU Magician
JGAURORA A5
Anycubic Photon
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Eine Kiwi am Tag deckt den menschlichen Tagesbedarf an Kiwis

Also mich würde das jucken ;-)

Hab übrigens das "erweiterte" Ramps wieder gefunden, German RepRap bietet das an: [shop.germanreprap.com]

Ist halt eine andere Preislage als die 10 Euro Teile aus China - Die tun es meiner Meinung nach aber genauso gut. Wie gesagt einfach ein paar SMD Kondensatoren von unten dran löten und ein SSR zum schalten verwenden, fertig ist die Kiste.

Quote

Also bei mir blinken die Optischen Endstops wilkürlich beim Drucken....aber wen juckts?

bei mir fahren die motoren nicht weiter in richtung endstop, wenn diese ausgelöst werden. Dann gibts versetze layer.

Außerdem war es mir nicht möglich ein homing durchzuführen, weil die endstops vorher aus dem nichts getriggert wurden.
Ich wüsste nicht wie das "millionenfach" problemlos funktioneren könnte.

Quote
gafu

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Also bei mir blinken die Optischen Endstops wilkürlich beim Drucken....aber wen juckts?

bei mir fahren die motoren nicht weiter in richtung endstop, wenn diese ausgelöst werden. Dann gibts versetze layer.

Außerdem war es mir nicht möglich ein homing durchzuführen, weil die endstops vorher aus dem nichts getriggert wurden.
Ich wüsste nicht wie das "millionenfach" problemlos funktioneren könnte.

Da helfen aber geschirmte bzw. verdrillte Kabel.

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Triffid Hunter's Calibration Guide

--> X <-- Drill for new Monitor

Most important Gcode.

Also ich weiß ja nicht ob es auch bei dir hilft. Aber ich ärgere sie mit einem Pinsel bis sie aufhören zu leuchten

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ich habs wie beim k8200 gemacht. flachbandkabel zu jeder achse, mit einer ader frei neben den motorleitungen. verdrehen ist schwierig, das zeug liegt jetzt in energieketten..
aber das problem ist behoben.
wie ganz oben beschrieben, einen widerstand und einen kondensator pro endschaltereingang am ramps, dann gibts keine störungen mehr.
mich wundert nur, das nach einigen versionssprüngen da trotz "open hardware" noch solche designfehler drinn sind.

Das sieht man aber oft auch in anderen Foren wenn Schaltungen vorgestellt werden: Mit Kondensatoren bzw. RC-Gliedern wird gegeizt.

Ob an den Eingängen oder zur Entstörung der Spannungsversorgung eines µC, die fehlen oft. Dabei kosten die praktisch nichts und nehmen als SMD auch fast keinen Platz weg.

Ich hab zusätzlich noch geschirmte Leitungen für die Sensoren verwendet, die Kabel zu den Schrittmotoren verdrillt und den Rahmen (Mendelmax) geerdet. Sieht auch auf dem Oszi sauber aus ;-)

Quote
einherjer
Mit Kondensatoren bzw. RC-Gliedern wird gegeizt. ... Ob an den Eingängen ...

Ein Kondensator an den Eingängen ist kritisch und an den Ausgängen (z.B. Step-Signal) kann er die Funktion komplett zunichte machen . Bei der Dimensionierung muss man immer die Zeitkonstante T = R C im Kopf haben. Ein Beispiel:

Die Pullup-Widerstände des Due haben rund 100 kOhm. Mit 100 nF ergibt sich die Zeitkonstante zu 0,01 s. Da die Zeitkonstante in etwa der Verzögerungszeit bis zum Schalten des Eingangs entspricht, ergibt sich bei 100 mm/s Fahrgeschwindigkeit gegen den Endstop ein Fehler von 1 mm.

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

Das stimmt natürlich.

Aber ich rassel ja normal beim homing auch nicht mit 100 mm/s gegen die Endstops ;-)

Jedenfalls haben sich die Kondensatoren bei mir bewährt und ich hatte noch nie ein Problem mit ungewollt ausgelösten Endstops oder dergleichen.

hihi, wenn man mit 100mm/s gegen die endstops fährt, dann kommt man schon allein wegen der massenträgheit kaum am richtigen punkt zum stehen.

bei den opto-endstops sind ja die pullups mehr so im 2 Kohm bereich auf der platine, 1,8k hab ich noch im tiefpass.

bei den hotend-temperaturfühlern hat man gleich mal 10uF elkos spendiert.

Die 100nF bei mir waren jetzt einfach "aus dem Bauch heraus" gegriffen zur fehlersuche.. rein nach dem motto: was kackt denn da dauernd herum, könnten spikes auf den endschalterleitungen sein. ohh, kein tiefpass da, dann mal einen hinlöten und nochmal probieren ob es das war, oder weitersuchen.

Nachdem das hinreichend gut funktionierte habe ich keine weiteren versuche unternommen, ich hatte aus eigenen µController Versuchen noch internen 10k pullup im Kopf, waren aber PIC 8bit Controller.
Wenn es mit mechanischen schaltern (im Sinne von "ohne zusätzliche endschalterbedingte Pullups") auch gehen soll, und man hochohmigere pullups hat, muss man entsprechend die kapazität anpassen, das ist klar.

Ich fahre mit 30mm/s zum endstop, der 1mm vor dem mechanischen Ende positioniert ist, um dann wieder 3mm zurück zu fahren und nochmal mit 5mm/s genau zu "homen".
Das klappt gut.
Versuche zur wiederholgenauigkeit habe ich noch keine angestellt, das kommt aber irgendwann noch, wenn ich eine Erweiterung zum Leiterplattenbohren baue.
Deshalb auch die optischen Endschalter, ich erhoffe mir davon bessere Wiederholgenauigkeit als von einem prellenden meschanischen Schaltkontakt.
Mir fehlt etwas der Einblick in die Firmware um die Reaktionszeiten der Steuerung einschätzen zu können, womöglich machts real gar keinen unterschied ob der endschalter noch 2 mal prellt, da bis zum Ausführen der Interruptserviceroutine und Auslesen der Portpins ohnehin soviel Zeit vergeht, das sich das rein auf mechanischem Wege bereits beruhigt hat.

> Aber ich rassel ja normal beim homing auch
> nicht mit 100 mm/s gegen die Endstops ;-)

Beim Homing nicht, aber wenn die Endstops auch während des Druckes aktiv sind und ein Fehler auftritt, dann kann es durchaus passieren, das mit Travel-Geschwindigkeit (bei mir 250 - 400 mm/s) gegen die Endstops gefahren wird. Wenn der Motor dann beim Bremsen bis zu 5 Vollschritte verliert, dann ist das gerade mal 1 mm und der Endstop hat Chancen heil zu bleiben (etwas Luft ist da ja üblicherweise). Wenn die Elektronik aber erst nach 4 mm (bei 100 nF und 400 mm/s) den Motor versucht zu stoppen, dann ist das deutlich kritischer .

> bei den opto-endstops sind ja die pullups mehr so im 2 Kohm bereich auf der platine, ...

Nicht jeder hat optische Endstops und nicht jeder hat mechanische. Genau da liegt das Problem, wenn die "richtige" Kapazität festgelegt werden soll.

> bei den hotend-temperaturfühlern hat man gleich mal 10uF elkos spendiert.

Die müssen auch nicht schnell sein. Mit den 4,7 kOhm Vorwiderständen liegt die Zeitkonstante bei 0,047 s - eigentlich noch immer zu kurz

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

Wiederholgenauigkeit dürfte von einigen Faktoren wie Temperatur, Streulicht etc. abhängen. Sollte aber hinreichend genau für so einen Drucker sein. Gute mechanische Endschalter dürften noch genauer sein, kosten eben auch.

Die Z-Achse stell ich nur nach wenn ich die Fliese gewechselt habe und der erste Layer passt eigentlich immer. Können die Endstops also nicht so daneben liegen.

Beim Bohren von Leiterplatten würde ich eher den Staub fürchten, das Zeug hat man doch überall. Hatte ja auch schon in Richtung Platinen fräsen überlegt. Aber der Staub und der Lärm sind es nicht wert, da werf ich das Zeug lieber ins Ätzbad oder lass es gleich machen. Löcher gibts eh nur an den Ecken und für Anschlüsse ;-)

Die nächsten Versuche werde ich in Richtung kapazitiver Sensor unternehmen um die Z-Achse gar nicht mehr einstellen zu müssen. Sensor liegt auch schon rum, muss mich aber erst noch genauer einlesen.

Quote
Willy
Beim Homing nicht, aber wenn die Endstops auch während des Druckes aktiv sind und ein Fehler auftritt, dann kann es durchaus passieren, das mit Travel-Geschwindigkeit (bei mir 250 - 400 mm/s) gegen die Endstops gefahren wird. Wenn der Motor dann beim Bremsen bis zu 5 Vollschritte verliert, dann ist das gerade mal 1 mm und der Endstop hat Chancen heil zu bleiben (etwas Luft ist da ja üblicherweise). Wenn die Elektronik aber erst nach 4 mm (bei 100 nF und 400 mm/s) den Motor versucht zu stoppen, dann ist das deutlich kritischer .

Sorry, das versteh ich nicht so ganz bzw. hab ich wohl nen Denkfehler ;-)

- Wenn die Endstops immer an sind und die Bewegung geht zu weit wird das hoffentlich vom Endstop erkannt und der Motor gestoppt. Aufgrund der Verzögerung beim Erkennen und der Trägheit gibt es einen "Bremsweg" - es rummst also mehr oder weniger ;-)

- Sind die Endstops während dem Druck aus (wäre dann die Alternative bei den fast unvermeidlichen Störungen*) wird die fehlerhafte Bewegung nicht erkannt und es rummst definitiv bis der Stepper Schritte verliert oder die Mechanik aufgibt.

Es doch besser etwas zu spät zu bremsen als gar nicht?

Die 100nF sind sicher nicht in jedem Fall ideal, aber zumindest sollte es doch im Layout die Möglichkeit geben Kondensatoren nachzurüsten?
Der Wert ist in dem Fall auch nicht berechnet. 100nF in 0805 liegen einfach mehrere hundert rum und haben sich bislang immer bewährt.


*) Zumindest bei mir: Energiesparlampen zur Beleuchtung des Schranks, mehrere Schaltnetzteile, RasperryPi, Schrittmotoren etc. auf engstem Raum.