Soluzione x N Stepper feeder su singolo Driver

Salve a tutti.
Ho seguito con interesse i post del grande MagoKimbra dove si parlava di pilotare anche 4 motori con un singolo driver, ma utilizzando più schede a relè con collegamenti "complessi".
Ora avendo realizzato io stesso la mia big Prusa I3 che ho chiamato 4D perchè monta il flusso canalizzatore a 4 colori (quello di immaginaecrea), ho deciso di progettare io stesso una scheda a relè che per il comando di 4 stepper con un unico driver e che, in teoria può gestire un numero N di stepper con un singolo driver aggiungendo solo 2 relè per ogni stepper; quindi bastano 2xN relè e un solo driver.
Ora vi chiederete: Come è possibile con 2 relè gestire 1 stepper che ha 4 fili. Bhe la cosa è semplice perchè ho applicato il semplice principio degli interruttori (non quello dei deviatori fin'ora utilizzato con le altre schede). Infatti se è vero che ogni stepper ha 4 fili, in realtà ha solo 2 avvolgimenti che terminano come A-A1 e B-B1. La scheda non fa altro che collegare in parallelo tutti i fili A1 e tutti i fili B1, mentre con i 2 relè relativi all'estrusore selezionato vado a collegare i fili A e B al driver. Così facendo sono riuscito a pilotare i 4 stepper per il flusso a 4 colori utilizzando solamente il driver E0 della RAMPS e 4 uscite digitali di arduino.
Ovviamente ho dovuto modificare il firmware.
Ho adattato allo scopo la versione 0.92.2 di repetier in modo tale da poter selezionare l'estrusore anche dal display grafico che ho deciso di utilizzare per la mia stampante, e questo può essere utile in fase di caricamento dei filamenti.
A breve inserirò la parte modificata del codice così da renderla pubblica.
intanto posto lo schema della scheda e lo sbroglio del PCB così che chi fosse interessato a questa soluzione possa utilizzarla.
Ora auguro buon lavoro a tutti e alla prossima per il seguito.

Bellissima idea, in effetti non c'è bisogno di commutare tutti i 4 i fili ma solo 1 per bobina, quindi 2 per motore....Io inizialmente l'ho fatto utilizzando quello che avevo in casa e di facile reperibilità, ma cosi hai veramente pulito tutto...
La schedina si potrebbe facilmente costruire? Purtroppo non sono capace a fare le schede in rame, una volta si ma oggi non ho più nulla per farmele... Marlinkimbra è già funzionate con questo sistema se vuoi....
Bravo....

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Grazie!
si la scheda è facilmente realizzabile da chi ha dimestichezza con PCB, ma anche chi non ne ha può facilmente montarla su una millefori seguendo i collegamenti dello sbroglio che non sono poi così complicati. ci vuole saldatore, stagno, e filo oltre ai componenti di poco costo. poi si possono sempre usare le schede a relè già fatte, basta variare solo la modalità di collegamento rispetto a quella fino ad ora fatta.
Magari proverò il MarlinKimbra.
attualmente uso Repetier perchè è quello che avevo sottomano e conoscevo meglio perchè quando provai una delle prime versioni di Marlin ho notato a confronto con Repetier, e qui correggetemi magari dico una corbelleria, dai miei test mi sono accorto che con gcode di una certa complessità il marlin non riusciva a star dietro ai calcoli e mi faceva andare a scatti la stampa (ovviamente a parità di velocità di stampa). Da allora ho sempre usato repetier per cui lo conosco meglio.
Cmq proverò la tua modifica.

Dopo un bel po di tempo in cui sono stato molto impegnato, rieccomi per pubblicare qualche foto della realizzazione della scheda, della scheda montata che risulta davvero compatta rispetto a quelle comunemente utilizzate e in commercio, e della stampante in funzione, compresa la foto di un pezzo stampato a due colori.
potete vedere il video della stampante mentre effettua anche il cambio filo a questo link: video della nostra Prusa i3 4D con flusso a 4 colori mentre stampa un oggetto bicolore con visione di cambio filo
nella stessa pagina faceb se volete scorrendo indietro trovate un altro video di stampa della stessa stampante e la foto del display grafico come appare e che mostra anche l'estrusore momentaneamente in uso.
Di seguito e questa volta prometto a breve...(spero più tardi) pubblicherò le modifiche apportate a repetier. Purtroppo stiamo portando avanti diversi progetti, tra cui quello della delta DDD che ci impegnano parecchio....ma più tardi ho promesso di pubblicare il codice.

Ciao, grazie alla tua idea avevo già da tempo modificato MarlinKimbra per poter fare la stessa cosa con solo due relè per motore... Visto che ci sei perché non pensi a mettere un piccolo driver shft register in modo che con solo 3 pin si possono pilotare fino a 8 coppie di relé e quindi arrivare anche a 8 estrusori...

Cmq complimenti bel lavoro...

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Ecco in allegato il firmware modificato per la gestione dei 4 estrusori.
i file modificati sono:
config.h
in cui sono inserite le definizioni dei pin di selezione per i vari stepper degli estrusori
#define EXT0_SEL_PIN 11
#define EXT1_SEL_PIN 6
#define EXT2_SEL_PIN 4
#define EXT3_SEL_PIN 5
ed è impostata la funzione di mixing extruder poichè ho un solo hot end e nozzle.
#define MIXING_EXTRUDER 1

e sono settate le sequenze di gcode delle operazioni da effettuare ogni cambio di estrusore:
#define EXT0_SELECT_COMMANDS "G1 E2 F4000\nG1 E30 F300\nG92 E0\nG1 E-15 F4000\nG91\nG1 X50 Y0 Z-5 F9000\nG90"
#define EXT0_DESELECT_COMMANDS "G92 E0\nG1 E-20 F4000\nG1 X0 Y0 F9000\nG91\nG1 Z5\nG90\nG1 E-105 F3000"

poi nel file extruder.cpp ci sono le modifiche per il cambio di estrusore.
basta cercare la funzione: void Extruder::selectExtruderById(uint8_t extruderId)
e di seguito sono stati inseriti i comandi per la selezione e deselezione dello stepper.
i ritardi inseriti di 10 e 15 ms servono ad essere sicuri che prima delle commutazioni dei relè la corrente negli avvolgimenti si sia estinta del tutto per evitare di accorciare la vita ai contatti dei relè che se scambiano a vuoto sono eterni mentre sotto carico (specie che si tratta di carichi induttivi) avrebbero vita brevissima.

l'ultimo file modificato è il uimenu.h dove ho sistemato a mio piacimento il menu per il display grafico che ho impiagato io, in modo da visualizzare oltre alle comuni impostazioni anche l'estrusore che è selezionato, e ho aggiunto i comandi per il cambio di estrusore tramite il display.


Per il Mago: in effetti l'idea di arrivare a 8 colori con una decodifica binaria utilizzando solo 3 pin non è malvagia e si può aggiungere facilmente, certo ci vorrebbe pure una testa che accetta gli 8 fili ... o è già stata creata da qualcuno?

Bhe io per ora ho fatto il 5 fili...


Ma il problema non è quello, il fatto che con questa soluzione già arriviamo a 3 pin per 4 motori e ogni motore che vogliamo aggiungere dobbiamo aggiungere un pin e modificare il fw. Invece se si potesse fare con soli 3 pin, si fa un fw unico indipendente da quanti estrusori ci siano...

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chi volesse impiegare solo 3 uscite di arduino per pilotare fino a 8 estrusori con un singolo driver può farlo facilmente aggiungendo una decodifica binaria.
In pratica serve impiegare due delle schede da me proposte (a 4 uscite) o altre schede a relè equivalenti purchè siano pilotate da ingressi logici tipo TTL.
tra queste schede e arduino si inserire la decodifica, per esempio 74HC237 dal costo di circa 1 euro con contenitore tipo PDIP facilmente saldabile su una scheda millefori.
trovate il datasheet qui: 74HC237

i collegamenti da effettuare sono molto semplici:
pin 1, 2 e 3 alle uscite di arduino da utilizzare per la selezione dei vari estrusori.
pin 4, 5 e 8 a GND ossia alla massa comune anche alle schede relè
pin 6 e 16 al +5V ossia al positivo a 5 volt di arduino (attenzione non al 12 volt)
pin 7 e da 9 a 15 ai vari ingressi delle schede a relè, in pratica un pin per ogni estrusore da pilotare.


a pag.4 trovate la tabella logica per implementare nel software la modalità di selezione:
A Y
0 1 2 0 1 2 3 4 5 6 7
L L L H L L L L L L L
H L L L H L L L L L L
L H L L L H L L L L L
H H L L L L H L L L L
L L H L L L L H L L L
H L H L L L L L H L L
L H H L L L L L L H L
H H H L L L L L L L H

gli A0, A1 e A2 sono gli ingressi che devono essere pilotati da arduino
gli Y0 .... Y7 sono le 8 uscite che vengono selezionate una per volta in dipendenza degli ingressi, e che devo andare a pilotare gli ingressi TTL delle schede a relè.

sperando di essere stato più chiaro possibile e che possa essere utile a qualcuno...momentaneamente vi saluto.... a breve( spero) vi presenterò la mia DDD Delta 3D che è in fase di test e spero di presentare pubblicamente a breve. attualmente è visibile solo un video di anteprima... per chi volesse...DDD Delta 3D
A presto!