RAMPS 1.4 modifizieren in Bezug auf Sicherheit/Zuverlässigkeit

Hallo,

in den vergangenen Tagen habe ich einiges über das RAMPS 1.4 Board gelesen und nun Bedenken in Bezug auf die Sicherheit beziehungsweise zuverlässige Funktion. Vielleicht hat hier schon jemand Modifikationen vorgenommen und kann mir Tipps geben?

1. Polyfuses gegen Kfz-Sicherungen tauschen
Im RAMPS 1.4.2 Design wurden die Polyfuses bereits durch Kfz-Sicherungen ersetzt, als Grund wurde die bessere Hitzebeständigkeit angegeben. Im RAMPS 1.4.2 stecken 5A und 10A Kfz-Sicherungen, ist auf dem RAMPS 1.4 jedoch nicht eine 11A Polyfuse verbaut? Kann man diese bedenkenlos gegen eine 10A Kfz-Sicherung tauschen? Passen Kfz-Sicherungshalter mit Printlayout auf das RAMPS 1.4 oder müsste ich auf die Variante mit Kabeln zurückgreifen?

2. Schraubklemmen sind für die Stromstärke ungeeignet
Immer wieder habe ich gelesen, dass die Schraubklemmen für die Stromstärke unterdimensioniert sind und man die Kabel direkt an das Board löten soll. Ich vermute mal, dass die Schraubklemme D8 für das Heizbett ebenfalls von dem Problem betroffen ist, oder? Die Kabel zur Stromversorgung vom Netzteil würde ich dann am Board anlöten, könnte ich das Problem mit der Schraubklemme D8 auch so lösen, dass ich einen separates MOSFET-Board für das Heizbett verbaue?

3. MOSFETs auf dem RAMPS 1.4 sind unterdimensionert
Die MOSFETs auf dem RAMPS 1.4 sollen unterdimensioniert sein und sehr heiß werden, die letzte Aussage kann ich nach einer Messung mit einem Laser-Thermometer bestätigen. Kann/sollte man die MOSFETs austauschen und falls ja gegen welche?

Vielen Dank im Voraus, ich freue mich auf eure Antworten!

Beste Grüße
Marcel

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.12.17 12:04.

Meiner Meinung nach ist ein Wechsel der Sicherungen schon sinnig da dfie KFZ Sicherungen schneller Reagieren, zumindest bei mir.

Das Heizbett sollte besser über ein Relais mit separatem Netzteil genutzt werden. Habe ich so.

Wechsel der MOSFET habe ich auch gemacht. Gibt da ja alternativen.

Schraubklemmen sind für 12V 40W Heizpatrone und 12V 150W Heizbett ausreichend, müssen aber richtig angezogen werden. Die meisten Fälle mit schäden sind zu schwach angezogene Klemmen.

Ansonsten läuft mein Ramps 1.4 seit 3 Jahren und seit 1,5Jahren mit CNC Shield für die Stepdrivererweiterung

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.12.17 04:56.

Hi,

so wie g1cs2009 habe ich das auch gemacht, Realis und KFZ-Sicherungen siehe Foto oben rechts

Ansonsten läuft mein Ramps 1.4 seit gut 1 1/2 Jahren ohne Probleme. ( alles 12V, mit 20A Netzteil)

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Gruß,
Michael

Acrylic I3 / Arduino Mega 2560 R3 / RAMPS 1.4 / 12864 LCD mit Wlan-SD Karte / TMC2100 / MK8 m. Bowden / 5mm DDP (PEI) / Tr8x4 / Mosfet 30A / Marlin-1.1.8 / Repetier-Host. / PrusaSlicer-2.3.0
In Planung, Ultimaker-Kinematic mit Kugellagern und 30X30 Profilen
LCD mit Wlan-SD Karte -- Mein I3 u. leise Y-Achse mit Mittelmotor

Vielen Dank für eure Antworten!

Quote
g1cs2009
Das Heizbett sollte besser über ein Relais mit separatem Netzteil genutzt werden.

Welchen Vorteil bietet das Relais gegenüber einem MOSFET-Board? Hört man dann nicht auch ständig ein Schaltgeräusch?

Ich nehme an, dass es für das Hotend nicht notwendig ist, weil dort nicht so viel Strom fließt, richtig?

Quote
g1cs2009
Wechsel der MOSFET habe ich auch gemacht. Gibt da ja alternativen.

Welche Alternativen hast du denn verwendet? Wäre dir unendlich dankbar, wenn du einen Link für mich hättest.

Quote
g1cs2009
Schraubklemmen sind für 12V 40W Heizpatrone und 12V 150W Heizbett ausreichend, müssen aber richtig angezogen werden. Die meisten Fälle mit schäden sind zu schwach angezogene Klemmen.

Tom Sanladerer sagte in einem seiner Videos (finde es gerade leider nicht), dass die Schraubklemmen nur für 5 A ausgelegt seien, das wäre für das Heizbett doch viel zu unterdimensionert, wenn man es direkt am Board anschließt, oder nicht? Wenn man es über ein Relais betreibt fließt der Strom natürlich nicht mehr durch diese Klemme, dann passt es wieder.

Vorteil eines Relais ist die Entlastung des Boards und die mögliche Entlastung des Netzteils durch ein separates.
Es ist kein Mechanisches Relais, der Begriff wurde von mir zur vereinfachung im Thread aufgegriffen, es ist ein SSR.
SSR-522
Dieses Relais verwende ich, allerdings weis ich gerade nicht wo ich es gekauft habe.

Hotend hat nur 40W und ist somit unkritisch an der Platine.



Alternative aus diesem Shop für das MOSFET
http://reprap-fab.org/shop/product_info.php?products_id=115


Ich verwende für den RAMPS-FD 2.2 Eigenlötung ähnliche Klemmen mit 16A. Ich sehe an den Klemmen eher die Pins als Kritischtes Glied in der Kette und die sind bei mir auch nur 0,8x1,0mm. Wie geschrieben hat es mein Board 3 Jahre überlebt mit den Klemmen.

Wenn du ein SSR benutzt (kannst du übrigens direkt bei Pohltechnik.com bestellen) kannst du dir den Umbau des MosFet sparen. Die Ansteuerung für das Relais braucht nur minimal Strom.

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Gruß
Peter

Meine Drucker:
2x P3steel - toolson edition - MK1 und MK2 mit Repetier Firmware
1x Tantillus R (gelb)
1x Tantillus R (grün)

Stimmt vergessen zu erwähnen.

Ich habe meinen Drucker in Etappen ausgebaut weshalb ich sofort den MOSFET und Sicherungen gewechselt habe.

Beim SSR macht derr MOSFET dann wenig Sinn.

Die MOSFETS kann und sollte man mit Kühlkörpern versehen. Die werden dann auch nicht mehr wirklich heiß, wenigstens nicht bei einem normalen Hotend und einem Heizbett von 10 Ampere.
Ein kleiner Lüfter reicht auch schon, um das gesamte RAMPS ein wenig kühler zu halten, MOSFETS und auch Schrittmotor-Karten.

Bringt man Kühlkörper an, so muss man penibel darauf achten, dass diese sich nicht berühren, also die FETS so biegen, dass sich da auf gar keinen Fall etwas berühren kann. Die normalen Kühlkörper leiten auch Strom und werden durchs Anschrauben an die FETS unter Spannung gesetzt.

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liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***

Sollte ich vieleicht noch ergänzen, ich kühle das ganze mit einem Leisem 80mm Lüfter aus nem PC. Ohne Kühlkörper am MOSFET. Halte das für die X/Y Stepdriver für Sinnvoll damit keine Schrittverluste an warmen Tagen bei langem Druck einsetzen.

Guter Hinweis @Minihawk

Ich glaube wir haben ein wenig aneinander vorbei geredet - mit "MOSFET-Board" meinte ich ein externes Board mit einem MOSFET, zum Beispiel: [www.amazon.de]

Wo liegt der Vorteil des SSR-522 gegenüber dem verlinkten MOSFET-Modul? Beide bewirken ja, dass der Strom für das Heizbett nicht mehr über das RAMPS fließen muss.

Ich fasse nochmal zusammen:
- Polyfuses gegen Kfz-Sicherungen tauschen (Soll die 11A Polyfuse gegen eine 10A oder 15A Kfz-Sicherung getauscht werden? 11A gibt es ja nicht als Kfz-Sicherung, vermute mal lieber die 10A?)
- Heizbett wird über SSR oder MOSFET-Modul betrieben, der MOSFET auf dem RAMPS muss also nicht getauscht werden
- Hotend bleibt weiterhin am RAMPS angeschlossen
- Schraubklemmen D8, D9 und D10 sind ausreichend dimensionert, wenn das Heizbett über SSR oder MOSFET-Modul betrieben wird
- Schraubklemmen DC-IN (Stecker für Stromversorgung) auch ausreichend dimensionert, sofern alles fest sitzt
- Aktive Kühlung des RAMPS

Alles richtig?

Passt so alles meiner Meinung nach.
Die 11A Sicherung würde ich auch gegen eine 5A Sicherung tauschen wenn Du das MosFet Modul für das Heizbett nimmst.
Das MosFet Modul würde ich dem SSR vorziehen, da die Ein- Ausschaltverzögerung kürzer ist als beim SSR. Das ist für die PID-Regelung besser geeignet.

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Gruß
Peter

Meine Drucker:
2x P3steel - toolson edition - MK1 und MK2 mit Repetier Firmware
1x Tantillus R (gelb)
1x Tantillus R (grün)

Da habe ich dich tatsächlich falsch verstanden. Aber den genauen unterschied zwischen SSR und MOSFET kann ich dir nicht Erklären, Elektronik ist nicht mein Fachgebiet. Soweit ich mich erinnern kann Schaltet ein SSR einfach, sprich AN und AUS, ist aber elektrisch enkoppelt, sprich wenn es dir auf der Schaltseite zB. 50V rein haut (ist eine fiktive Zahl) dann gehen die nicht auf die Steuerseite durch. Sprich getrennte Kreise.

Das MOSFET ist eine Art Verstärker und kann das Steuersignal auf der Steuerseite von zB. 50% in ein Schaltsignal von 50% an der Schaltseite umsetzen. Aber so wie ich das Sehe ist die Schaltseite nicht entkoppelt da Beide Kreise durch einen MOSFET laufen der als Verbindung der beiden Kreise dienen kann wenn auf der Schaltseite was schief läuft.

Des weiteren verwende ich da lieber das SSR da ich ein 400W Netzteil nur für das Bett habe und wenn da was im Netzteil defekt geht möchte ich so gut es geht meine Restliche Steuerung schützen.
Das von mir verwendete SSR ist ja nach Europäischem Standard Hergestellt und der Hersteller Haftet für sein Produkt, bei den Chinaplatinen der MOSFET sehe ich die Haftung nicht so einfach. Ist aber nur theoretisch. Soll ja keiner an meinem Drucker rumgriffeln.

Falls ich was falsch beschrieben habe bitte melden.

Quote
Maaarsl

Ich fasse nochmal zusammen:
- Polyfuses gegen Kfz-Sicherungen tauschen (Soll die 11A Polyfuse gegen eine 10A oder 15A Kfz-Sicherung getauscht werden? 11A gibt es ja nicht als Kfz-Sicherung, vermute mal lieber die 10A?)
Ja, 10A da ich die auslegung der Leiterbahnen für mehr Ampere als eng ansehe.

- Heizbett wird über SSR oder MOSFET-Modul betrieben, der MOSFET auf dem RAMPS muss also nicht getauscht werden
Richtig, das Schaltsignal ist ja ohne Last.

- Hotend bleibt weiterhin am RAMPS angeschlossen
Bei Standard 12V 40W Heizpatrone kein Probleme.

- Schraubklemmen D8, D9 und D10 sind ausreichend dimensionert, wenn das Heizbett über SSR oder MOSFET-Modul betrieben wird
Reichen auch für die 15A bei direkt betriebenem Heizbett, aber bei mir unter dem Aspekt das ich von Anfang an einen Lüfter verwende.

- Schraubklemmen DC-IN (Stecker für Stromversorgung) auch ausreichend dimensionert, sofern alles fest sitzt
Ja.

- Aktive Kühlung des RAMPS
Kann ich nur empfehlen. Die Schrittmotoren sind lauter als ein vernünftiger 80er Lüfter

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 18.12.17 04:18.

Ihr habt mir sehr weitergeholfen, vielen Dank!

Die Entscheidung ist auf das MOSFET-Modul gefallen, wurde sogar gestern schon geliefert. Außerdem habe ich mir mit Tinkercad eine Art Gehäuse/Rahmen gebastelt, in/auf welchem ich den Arduino mit dem RAMPS-Board und das MOSFET-Modul unterbringen kann inkl. aktiver Kühlung durch einen 120 mm Lüfter.

Eine Frage bleibt aber noch: Wenn ich die beiden Polyfuses auf dem RAMPS durch zwei 5 A Kfz-Sicherungen ersetze, muss ich die Zuleitung zum MOSFET-Modul (kommt ja direkt vom Netzteil) doch noch mit einer Sicherung versehen, oder nicht? In diesem Fall 10 A?

Sobald die Kfz-Sicherungshalter angekommen sind mache ich mich an den Umbau, werde dann hier berichten und Fotos hochladen.

Die zwei Polys sollten aber durch 10A ersetzt werden wenn du es unbedingt brauchst. ich habe die beiden Polyfuses auf einem Board noch im Einsatz. Für die einfachen 40W Hotendpatronen reicht das. Der Bettausgang ist Kritisch.

Für die Zuleitung fürs Mosfet ist die Frage wieviel dein Netzteil ab kann. Die Sicherung schützt ja das Netzteil in diesem Falle. Für ein Heizbett bis 120W reichen die 10A gerade mal. Ich habe zb 2x150W.

P=UxI bedeutet bei 150W
I=P/U=150W/12V=12,5A

Für die Heizpatrone und Zubehör kommst Du auf P=12Vx5A=60W Da passt das.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.12.17 05:44.

Wieso denn die beiden Polyfuses auf dem RAMPS durch 10 A Kfz-Sicherungen ersetzen?

Wenn ich es richtig verstanden habe, dann ist die "linke" Stromversorgung (wenn man von oben auf das RAMPS-Board schaut und der grüne Stecker unten rechts ist, 12 V 11 A DC-IN) nur für das Heizbett und wenn das Heizbett über das MOSFET-Modul betrieben wird, dann wird auf dem RAMPS doch keine 10 A Sicherung mehr benötigt, oder?

Die "rechte" Stromversorgung (12 V 5 A DC-IN) ist demnach für das Hotend und den "Rest" (Motoren, Endstopps, usw.) und da sitzt zur Zeit doch eine 5 A Polyfuse? Wieso diese durch eine 10 A Kfz-Sicherung ersetzen?

Bitte nicht falsch verstehen, ich möchte deine Aussage nicht in Frage stellen oder als falsch darstellen. Ich wollte nur schildern, wie ich es eigentlich verstanden habe und am Ende etwas daraus lernen, deshalb die vielen Rückfragen.

Im Drucker kommt ein originales E3D v6 Hotend mit 40 W und ein MK3 Aluminium-Heatbed mit 140W zum Einsatz, beides 12 V.

Beim Netzteil handelt es sich um ein 305 W ATX-Netzteil von Dell aus einem ausgemusterten Computer. Das Netzteil bietet zwei 12 V Rails mit jeweils 18 A.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 21.12.17 18:12.

Also ich betrieb mein Rumba über den 5A Anschluß. Das waren 8 Lüfter, 6 Stepper, 80W HE und ein bischen Kleinkram wie LED Leiste ohne Probleme. Das HB läuft über 230V. Die 5A und 11ASicherungen habe ich getauscht aus Sicherheitsgründen. Nötig war das nicht. Mein Netzteil hat 200W ohne Lüfter. Läuft seit 1,5 Jahren.

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
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Das ist eine gute frage, Irgendwie war ich Gedanklich bei meinem RAMPS-FD Frag nicht warum. (Da sind halt 10A,10A,15A)

Ich änder es oben noch mal. Aber ich würde halt immer das Maximum, welches die Komponenten her geben, absichern. Spätere Änderungen wie zusätzliches Shield oder stärkere Heizpatronen sind damit ohne Änderung möglich.


Aber Richtig, 10A und 5A sind ausreichend auf dem RAMPS
Ich würde das MOSFET in dem Fall mit 15A Absichern. (18A gibt es ja nicht KFZ Bereich)

Das Heizbett wird mit einer Spannung von 12 V betrieben und hat eine Leistung von max. 140 W - das entspricht 11,666 A. Wenn ich eine 10 A Sicherung in der Zuleitung des Heizbettes verbaue löst diese vermutlich beim Aufheizen aus, weil für eine längere Zeit ein Strom mit einer Stärke von > 10 A durch die Sicherung fließt, oder nicht? Andererseits wird im RAMPS 1.4.2 Design auch eine 10 A Kfz-Sicherung verwendet, erklären kann ich mir das aber nicht...

Bei einer 15 A Sicherung sehe ich die Gefahr, dass sie viel zu spät zum Auslösen gebracht wird und das Heizbett bzw. der Stromkreis überlastet werden könnte. Die Sicherung würde erst auslösen, sobald das Heizbett > 180 W Leistung aufnimmt oder ein Kurzschluss vorliegt, oder sehe ich das falsch?

So ist es und genau dafür sind Sicherungen. Sie sollen bei Kurzschluss oder starker Überlastung auslösen. Die Sicherung soll dein Netzteil schützen welches 18A aushält und die Zuleitungskabel zum Heizbett die in diesem Bereich aber ausreichend sind, nichts weiter. Somit sind 3A Reserve.

Eine Sicherung im Haus wird für den Schutz des Stromnetzes und der Leitungen in der Wand Installiert. Da weis der Elektriker nicht was Du Anschließen wirst aber er weis das die Leitungen zB. Max. 16A aushalten. Schließt Du zuviel an, fliegt die Sicherung. Hat das Gerät einen Kurzschluss fliegt auch die Sicherung, aber der Sicherung und dem Elektriker ist es egal was mit diesem Gerät ist, diese Schutzen nur die Leitungen und das Stromnetz davor.

Sooo, ich habe das RAMPS 1.4 nun auf Kfz-Sicherungen umgebaut (2x 5 A), zusätzlich das MOSFET-Modul in Betrieb genommen (Zuleitung mit 15 A Kfz-Sicherung) und alles funktioniert. Danke euch nochmals für eure Hilfe!

Alles wurde auf dem bereits erwähnten, in Tinkercad erstellten, "Rahmen" montiert. Ich taufe es auf den Namen "RepRap Electronics Assembly". Bietet Platz für einen Arduino Mega 2560 mit RAMPS 1.4, ein MOSFET-Modul, vier WAGO-Klemmen (221-415), einen 120 mm Lüfter und ein Potentiometer um den Lüfter regeln zu können.

Die Wago-Klemmen nutze ich um schnell und einfach 5 V bzw. 12 V Verbraucher anschließen zu können.

Falls jemand ebenfalls einen Umbau plant: die Kfz-Sicherungshalter sind von reichelt.de - Artikel-Nr. FKS-HALTER 3

//EDIT: Manche Fotos liegen in der Vorschau auf der Seite, öffnet man die große Version sind sie richtig - keine Ahnung wieso...



3-mal bearbeitet. Zuletzt am 09.01.18 18:36.

Du könntest noch das externe Mosfet Modul über einen anderen Pin steuern. Dann hättest noch den D8 frei für z.B. einen extra Lüfter.

Moin,

willste den "Rahmen" eventuell auf thingiverse stellen?
Finde die Zusammenstellung Klasse

Edit:
Denk mal über einen Fan Extender nach.
Eine gesteuerte Hotend Kühlung / Elektronik Kühlung würde dem Drucker auch noch gut stehen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.01.18 09:22.

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Gruß
Gregor

Quote
Rossini
Du könntest noch das externe Mosfet Modul über einen anderen Pin steuern. Dann hättest noch den D8 frei für z.B. einen extra Lüfter.

Gute Idee, werde ich bei Bedarf auf jeden Fall machen!

Quote
The Hidden
Moin,

willste den "Rahmen" eventuell auf thingiverse stellen?
Finde die Zusammenstellung Klasse

Bitteschön: [www.thingiverse.com]

Ich sehe Aderendhülsen und Kabelschuhe - sehr schön, so ist das richtig.

Ich habe es zeitlich endlich mal geschafft ein wenig an meinem Drucker zu arbeiten und dabei ist eine neue Version meiner "RepRap Electronics Assembly" entstanden, wollte ich hier auch mit euch teilen, weil es an der ersten Version schon Interesse gab.

Quote
SturmGhost
Ich sehe Aderendhülsen und Kabelschuhe - sehr schön, so ist das richtig.

Na sicher, keine halben Sachen.

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Beste Grüße, Marcel | Thingiverse

Dibond Mendel90 (nophead) | Modified RAMPS 1.4 | TMC2130 | E3D v6 Bowden 12 V 1.75 mm | clever3d PEI-DDP 230 V 200 W | Marlin 1.1.9