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Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)

geschrieben von loco 
Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
15. February 2016 14:57
Hi,

möchte hier nur mal meine Experimente mit einem Piezoelement (billiges Chinateil) als Z-Endschalter festhalten.
In meine Dauerdruckplatte habe ich ein weiteres Loch für 3-Punkt Befestigung gebohrt, wobei die einzelne Schraube in der Mitte nur auf dem Piezoelement aufliegt.
Die anderen beiden sind wie üblich mit Federn an der Trägerplatte befestigt.

Parallel zu dem Piezoelement habe ich momentan ein 47nF Kondensator um das Signal ein wenig zu glätten und ein 10MΩ Widerstand um den µC vor einer zu hohen Spannung zu schützen.

Heute habe ich mal ein bisschen herumprobiert, das Piezoelement ist super empfindlich. Auf dem DSO sieht man je nach Beschleunigung schon deutliche Wellen wenn man nur eine Achse verfährt.
Wenn ich das Druckbett gegen das Hotend fahre (noch mit manueller Steuerung, nicht per G28), erzeugt das Piezoelement gut 4V. Dabei könnte ich keine Bewegung vom Hotend erkennen, der Druck müsste also ziemlich gering sein.
4V sind noch etwas viel für den 3,3V Arduino Pro Mini den ich später einsetzen will, deshalb werde ich wohl noch den Widerstand noch etwas verkleinern.

Das Druckbett habe ich mit 25mm/s verfahren, einmal mit 500mm/s² und einmal mit 350mm/s².
Die kleinen Wellen direkt vor dem starken Anstieg, kommen von der Beschleunigung der Z-Achse.





1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15.02.16 15:02.


Grüße
Marco

Thingiverse
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
15. February 2016 17:31
Hab dir ja gesagt....meeega empfindlich.
Kann aber was werden.

Gruß


[www.facebook.com]

Power is nothing.....without control!
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
15. February 2016 23:42
Die Beschleunigung sollte eigentkich egal sein.
Stell dir das so vor. Du fährst mit dem Fahrrad 25mm/s und erst wenn dein Vorderrad die Mauer berührt bremst du.


Triffid Hunter's Calibration Guide --> X <-- Drill for new Monitor Most important Gcode.
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
16. February 2016 01:00
Die Beschleunigung stört auch erst mal nicht weiter, wichtig ist nur eine gewisse Geschwindigkeit.
Wobei selbst mit 5mm/s noch ein ordentliches Signal erzeugt wird.


Grüße
Marco

Thingiverse
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
16. February 2016 01:44
Quote

wichtig ist nur eine gewisse Geschwindigkeit.
Yo, Du solltest erstmal ausrechnen, wie weit das Druckbett noch fährt, während Du das Signal verarbeitest.
Wenn die Motoren anhalten, wurde ja schon ein gewisser Druck aufs Hotend aufgebaut.
Wenn das alles im grünen Bereich liegt, dann ist die Geschwindigkeit egal - solange Du aber nicht weißt, wie weit die Achse während der Signalverarbeitung noch fährt, kannst Du keine Aussagen über die Nebeneffekte der Methode treffen.
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
16. February 2016 03:04
Bei Marlin (ggf. auch bei Repetier) wird bei jedem Schritt geguckt, ob der Sensor auslöst. Wenn im nächsten Schritt der Sensor immer noch aktiv wird, wird der Motor sofort gestoppt. Da wär dann nur Massenträgheit, die das ganze bisschen weiter bewegt.


Triffid Hunter's Calibration Guide --> X <-- Drill for new Monitor Most important Gcode.
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
16. February 2016 15:02
Quote
Brummie
Wenn das alles im grünen Bereich liegt, dann ist die Geschwindigkeit egal
Nein, das ist sie nicht. Wenn man zu langsam dagegen fährt, steigt die Spannung nicht weit genug an.
Ich gehe übrigens einfach mal davon aus, dass ein Arduino das Signal schnell genug verarbeiten kann. Bei dem FSR System gehts ja schließlich auch.

Heute habe ich das mit dem Nucleo getestet, da der 3.3V Arduino noch nicht da ist.
Nach ein paar Versuchen ohne größere Probleme bin ich jetzt bei einer Homing Geschwindigkeit von 11mm/s und einem Retest Reduction Factor von 5.
Um die 0,05mm Fühlerlehre zwischen Hotend und Druckbett zu bekommen, muss ich dann das Bett um 0.07mm nach unten fahren. Denke die 0.02mm sind unproblematisch.

Ein Problem habe ich aber mit der Repetier Firmware. Ich würde gerne das Hotend so nah wie möglich an den Sensor bringen, bevor die Z-Achse gehomed wird.
Dachte eigentlich dazu gibt es diese beiden Paramter:

// If your bed might bend while probing, because your sensor is the extruder tip
// you can define a predefined x,y position so beding is always the same and
// can be compensated. Set coordinate to 999999 to ignore positions and just
// use the position you are at.

#define ZHOME_X_POS 112
#define ZHOME_Y_POS 190

Leider hat das überhaupt keine Auswirkungen auf den Homing Vorgang confused smiley

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.02.16 15:03.


Grüße
Marco

Thingiverse
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
17. February 2016 09:53
Meine Vorschläge für eine Piezo-Scheibe als Sensor wären:
Kapazität kleiner, so 10nF
Z-Diode paralell geschaltet um die Spannung zu begrenzen
Schmitt-Trigger wie z.B. 74HC14 um daraus ein sauberes Binärsignal zu erzeugen
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
17. February 2016 11:11
@loco: Falls du Hilfe bei der Software brauchst: Meins FSR Board Firmware sollte dafür auch funktionieren.

3.3V Pro Mini hab ich noch ne Menge... Die halten übrigens 5V aus...


--
Microsoft MVP in den Kategorien DirectX/XNA * Visual C++ * Visual Studio and Development Technologies seit 2011

  • Mein Erster (RAMPS 1.4, Selbstbau WolfStrap-Derivat mit Linearführungen, Wade Extruder und E3D lite6 Hotend)
  • Cub44 (Selbstbau Dual Wire Gantry Derivat mit Zahnriemen und Linearschienen, RADDS 1.5 und DUE, Custom Hotend - E3D like, Compact Bowden Extruder)
  • HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
  • P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
17. February 2016 12:04
Also ZHOME X/Y POS scheint nur zu funktionieren, wenn man als Home Order auch ZXYTZ wählt.

@Drahtsalat:
Hat der Schmitt Trigger einen Vorteil zu der Software Methode?

@Glatzemann:
Danke, aber der Arduino ist schon unterwegs zu mir. Wenn dem 5V nichts ausmachen kann ich den Widerstand ja einfach so lassen.
Deine Firmware habe ich mir mal angesehen, ist ja ganz schön umfangreich, hätte ich nicht gedacht.


Grüße
Marco

Thingiverse
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
17. February 2016 13:30
Mit dem Schmitt-Trigger hast du halt nur einen einstellbaren Schwellwert, bei dem geschaltet wird.

Mit der Software kann man zwei gleitende Durchschnitte miteinander vergleichen und so variables Rauschen der Sensorwerte ohne manuelle Kalibrierung aus filtern.


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Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)
Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
08. March 2016 13:18
So machen es Andere.
Heute im Universum der Dinge entdeckt:

[thingiverse-production-new.s3.amazonaws.com]

[www.thingiverse.com]

Gruß
Mike


Gruß ©
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Re: Piezoelement als Z-Endschalter (ähnlich FSR System)
08. March 2016 15:11
Hatte von PeterKu vor einiger Zeit auch schon eine PM mit diesen beiden Links bekommen:

[www.thingiverse.com]
[www.thingiverse.com]

Habe das bei mir Zwischenzeitlich mit dem Nucleo F303K8 laufen.
Hier gibts den (total unprofessionellen grinning smiley) Code: [developer.mbed.org]

Ist auch nur für ein Piezoelement als Endschalter, da ich bei meinem Drucker überhaupt kein ABL brauche.
Die Repetier-Firmware bekommt laut Repetier bald noch Home Order XYTZ, dann klappt das auch ordentlich mit dem Antasten an einem bestimmten Punkt.


Grüße
Marco

Thingiverse
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