Testes de Aquecimento

Montei a Extruder na placa de Eletrônica, agora a temperatura está bem mais estável. Varia de 185 a 188°C, com o setpoint em 190°C... nada perfeito, mas aceitável.

 Agora que a extruder está completa, a massa do bico fornece a inércia térmica e permitiu que o PID opere normalmente.

A grante diferença é que fiz um furo bem na ponta para o Termistor, bem fundo para pegar a temperatura real do bico e está montado com pasta térmica para melhor acoplamento.

O aquecimento é feito pelo fio de NiCr (que o Viola importou) e o termopar do multimetro de referencia está no meio do fio aquecedor.

 O que está acontecendo é que quando o aquecedor liga, a temperetura medida pelo termopar aumenta até 280°C e quando desliga cai para 160°C, mas isso é a temperatura do fio de NiCr! A temperatura do termistor aumenta devagar só uns 2°C!

É bem provável que a temperatura do furo por onde passa o plástico varie bastante, mas a temperatura de saída com certeza está estável... Será que isso é aceitável? Acho que só saberemos quando começarmos a fazer peças...

O bloco de madeira parece cumprir sua função perfeitamente. A temperatura na lateral já é baixa o suficente para por o dedo e a 1cm distante já está fria.

Visita ao Fabio Gilii em 30/1/2011

Neste domingo tive o prazer de visitar o Fábio em Atibaia. Podemos corrigir alguns problemas no Extruder e também fazer algumas melhorias.

A primeira coisa que fizemos foi reforçar a estrutura. Foram colocadas 4 barras rosqueadas passando de lado a lado. Agora a estrutura está totalmente firme e sólida.

Não precisamos mais nos preocupar com ao corpo do Extruder ou por trocar por uma outra solução, por enquanto.

Aproveitando a facilidade que o Fábio tem, aproveitamos e fizemos o novo reforço do PTFE com um Bloco de Madeira Maçaranduba.

Além de melhorar a resistência mecânica, a madeira deve dissipar menos calor do bico. Falta ainda ver como ela resiste ao Calor de 200°C.

Qualquer semelhança com a última versão do bico do Adian Extruder com o novo bico melhorado não é mera coincidência...

Também aproveitamos para incluir uma cantoneira de fixação para Placas estilo CNC.

Na verdade já a incluímos porque a fixação utiliza o mesmo parafuso do reforço do bico.

Encontro do dia 16/janeiro/2011 (07)

Este encontro foi muito tranquilo e interessante, estavam presentes Jorge L., Alain Mouette, Fábio Gilii além das visitas interessantes do Laboratório de Garagem: Marcelo Rodrigues e Dalton Hioki.

Antes do encontro eu havia testado toda a eletônica, interligando todas as placas:

• Motherboard que foi comprada pronta
• Extruder que foi comprada sem componentes, eu comprei os componentes e o André Oliveira montou
• Driver de motor de passo do Jorge L. normalmente usado em CNC, com um motor de passo
• Sensor de Home necessário para o Software do RepRap
• Motor de passo ligado direto na placa do Extruder
• Montei um simulador para o controle de temperatura do bico extrusor
• Software do RepRap controlando diretamente tudo isso.

Todas as funções operaram como esperado exceto pelo controle de temperatura. A temperatura ficou oscilando 20 graus para cima e 20 graus para baixo, isso não é aceitável para extrusão de ABS. Testamos dois sensores Termistor com resultado semelhante.

Ficou então programado que eu (Alain) e o Luis Viola vamos estudar essa rotina PID que faz esse controle. Esperamos conseguir um erro próximo de 1°C.

Ficou CATEGÓRICAMENTE DEFINIDO que no próximo encontro vamos ligar a extruder e fazer ela operar!!! Aguardem...

O Jorge também montou os mecanismos X-Z e Z com um pórtico e já está quase pronto para uso. Os drivers estavam lá, apenas faltando alguns chips para fazer a ligação. Com certeza veremos o sistema mecânico todo operando no próximo encontro.

O vídeo integral já está disponibilizado aqui: Video encontro 07

Encontro do dia 28/novemro/2010 (06)

Este foi um dos encontros mais frequentados, estavam presentes Jorge L., Alain Mouette, André Oliveira, Luis Viola, Fabio Gilii, Rodrigo Reis, Diógenes, Pedro Melo. Todos estavam bastantes cansados, talvez pelo final de ano, mas no final tivemos sucesso e foi muito legal!

O Luis trouxe a placa da Extruder já programada, como a placa foi montada por nós o chip não veio gravado nem com o BootLoader do Arduino nem com o programa do RepRap. Infelizmente não houve tempo hábil para fazer um teste completo interligando com a Motherboard que estava comigo.

O Fábio Gilii trouxe a Extruder (tipo Wade) montada. Faltavam apenas as molas que eu encontrei na véspera na Casa das Molas da Florêncio de Abreu. Ficou muito bom, foi interessante de ver que as peças feitas na RepRap são muito funcionais apesar de precisar de pequenos retoques.

Ligamos a Extruder com um driver do Jorge e o bico extrusor. Esse é o mesmo bico que já havia sido testado. Utilizamos o TurboCNC, pilotado pelo Fábio, para acionar o driver e facilitar ajustes de velocidade e outros detalhes. Utilizamos a Fonte variável dupla do Jorge para alimentar tanto o motor como o aquecedor de forma independente. Junto com o fio aquecedor foi inserido um termopar de um pequeno multímetro para acompanhamento da temperatura. Tudo manual. Podemos ver na foto até um copo do nosso combustível...

Beeeeem mais tarde conseguimos fazer alguma coisa funcionar. Ficamos muito contentes ao ver o primeiro filetinho sair. Muita coisa ainda tem que ser feito, e tivemos que fazer ajustes: o motor estava sendo acionado com 24V para ter mais força e a cabeça esquentou até 300°C. Acho que esquentamos demais porque a barreira térmica de Teflon não resistiu com tanta força e temperatura e o no final bico saiu de sua base.



O Fábio Gilii se prontificou a fazer um novo método de fixação usando dois parafusos laterais prendendo diretamente o bico ao corpo do extruder. Isso na verdade vem de encontro com algumas alternativas que já haviam sido discutidas e por isso a sugestão foi muito bem vinda.

O vídeo feito pelo André Oliveira com o bico funcionando está aqui: vimeo e youtube.

Encontro do dia 7/novemro/2010 (05)

Este foi um encontro bastante agitado, estavam presentes: Jorge L., Alain Mouette, André Oliveira, Alexandre Souza - Tabajara, Luis Viola, Renato Carneiro. Houve bastante agito por conta de equipamentos comprados na véspera, então a reunião foi mais curta que o habitual.

Primeiro assunto: $$$, houve apenas um depósito (dia 8/11) na conta do RepRap...

Agora as coisas mais interessantes, o André trouxe a placa da extruder montada por ele, muito bonitinha... Agora foi para o Luis Viola gravar o bootloader e em seguida fazer um teste junto com a Motherboard que está com o Alain. Faltava um conector que o Taba encontrou, lógico, em algum equipamento usado.

O Jorge L. forneceu uma fonte de PC para a RepRap,foi inclusive retirada um um PC funcionando... Ele também emprestou um driver de stepper para fazer testes com a Motherboard e poder completar a sequencia de teste do site do RepRap.

O Jorge L. também declarou que espera montar a mecânica com pórtico e tudo para já termos uma base de teste para nossa RepRap.

Ambiente: o André e o Viola vão fazer um novo roteiro de instalação passo-a-passo para trabalhar com o RepRap no Windows.

Conversamos sobre a re-estruturação deste Blog, e primeiro vamos fazer  mais simples: montar um esquema de indexação com TAGs das páginas do próprio blog para facilitar o acesso futuro às páginas tecnicamente relevantes.

Aguardávamos ansiosamente a visita do Fábio, mas infelizmente ele teve um imprevisto :(  Esperamos a mecânica montada para o próximo encontro. Será interessante pois já teremos a placa testada...

Encontro do dia 17/outubro/2010 (04)

O encontro deste sábado foi muito empolgante, estavam presentes Jorge L., Alain Mouette, Luis Viola, Renato Carneiro e Fabio Gilii.

A maior atração do dia foi a presença do nosso amigo Fabio Gilii que nem sempre pode aparecer por não residir em São Paulo. Para os que não sabem, o Fabio Gilii é um dos pilares do nosso grupo de estudo, ele é ferramenteiro e grande conhecedor de mecânica, assim como de extrusão de plásticos.

Discutimos várias alternativas de bico injetor para o RepRap, muitas idéias que já haviam sido discutidas antes no grupo e o Fabio Gilii vai fabricar alumas delas para fazermos uma avaliação. As alternativas giram em torno de usar um bloco de metal aquecido por resistores de 5 Watts e também barreiras térmicas sem o uso de Teflom, essas alternativas estão aparecendo na net e parecem muito promissoras. Fotos em breve...

Chegaram as peças da Extruder compradas pelo Luis Viola no eBay, o Fabio Gilii levou para fazer a montagem. Faltam alguns detalhes como eixos e parafusos mas isso para ele deve ser moleza.

Foram junto os rolamentos comprados na loja de skate da esquina a R$1 cada e que serviram perfeitamente, assim como um Motor de Passo comprado no Mercado Livre. Infelizmente o eixo desse motor não é padrão e vai dar um pouco mais de trabalho para o Fabio mas a ideia é que assim que pudermos fazer nossas próprias peças já faríamos para o diâmetro correto do eixo.



O Jorge L. também apresentou uma estrutura preparada para o nosso RepRap. Encontrado nas profundezas da Masmorra e após muito trabalho e muito carinho agora temos uma estrutura quase pronta para fazer nossa montagem. A resolução da mesa X-Y é pouca coisa maior que da Mendel e da MakerBot mas os movimentos são muito suaves e precisos e será uma ótima plataforma para experimentação.

Também recebemos a placa da Extruder que o Luis viola comprou, assim como as peças que eu comprei de diversas fontes. O conjunto foi enviado para o André Oliveira (Renesas) que se dispôs a montar a placa. Na oportunidade da compra não havia disponível a placa montada e nos pareceu mais rápido comprar apenas a PCB.

Assim que estiver disponível, colocarei o link do vídeo do encontro aqui. Tem uma parte muito interessante no começo, é a conversa sobre os bicos de Extruder e as várias alternativas e possibilidades.

Testes da MotherBoard

Ontem pude tirar um tempo para conectar a Motherboard que trouxemos e testar. O tutorial está aqui: http://reprap.org/wiki/Testing_RepRap_Electronics só deu muito mais trabalho que o imaginado, mas aqui está.

Ligação da Fonte na Motherboard: o primeiro problema foi que a fonte não ligou acionando a chavinha on/off da placa. Descobri que existe um resistor de 10k (R18) em série com a chave, mas a especificação da fonte diz que deve ser ligada direto ao terra para que ela ligue. Colocando um resistor de 100R soldado por cima (em paralelo) com o R18 resolveu.

Conversor USB serial/ttl: montei conforme este link: Mendel_USB, por sorte tinha uma plaquinha idêntica aqui. Medindo e conferindo as ligações deu tudo certo. Achei bom usar as mesmas cores nos fios do primeiro e último pinos porque estão identificados na MoBo, o CTS# está ligado direto e o 5Vcc não é usado.

Ligando tudo junto: na verdade ainda é pouca coisa, mas aqui está...


Instalei uma "carga mínima" no 5Volts da fonte de 20 Watts, para essa fonte Seventeam é exagerado mas para pontes genéricas é muito importante. Uma fonte com carga abaixo do mínimo fica com suas saídas instáveis, podendo até queimar o que está ligado nela. O resistor de 1.2 Ohms 100W (verde na foto) está ficando um pouco quente, mas vale a pena pela segurança.


Quando aciona a chavinha ON/OFF a fonte liga. Tem um botão RESET, ao soltá-lo um Led vermelho pisca 3+3 vezes, essa é a única indicação que a placa deu de que está viva. Essa é a identificação do BootLoader.

Agora a Configuração do Firmware da placa e teste com o PC

A placa foi comprada montada na MakerBot, diz no site "no AVR programmer required! mas isso só quer dizer que o bootloader está programado, não o firmware para a placa operar. Foi necessário então compilar e programar o firmware...

Esta parte tem várias etapas e não teria conseguido sem a ajuda do Luis Viola que já convivo com o Arduino há mais tempo.

Sistema utilizado: Kubuntu 8.04, as versões de cada programa usado foram as últimas na época, só são mostradas para facilitar a identificação.

Instalando o Software do RepRap:  antes de mais nada, é bom ter o software do RepRap instalado, o firmware faz parte do mesmo pacote.

• no site do projeto na sourceforge, baixe o arquivo reprap-mendel-20100806.zip e em um console use estes comandos:

     unzip reprap-mendel-20100806.zip
     cd reprap-mendel-20100806
     ./reprap

• o programa deve abrir, caso contrário verifique a instalação do java. São duas telas, uma para mostrar as peças e outra chamada console.
• no console do RepRap, clique em Preferences e selecione a opção Comms debug = true e também a serial em que está conectado o conversor USB Port (name) = /dev/ttyUSB1. Precisa rolar a tela para achar o OK, e feche o programa.
• pode ser uma boa idéia criar um ícone no Desktop.

Instalando o Arduino:

• primeiro instalar os pacotes gcc-avr avr-libc do próprio repositório (usei a interface gráfica, hehe).

• na página do projeto Arduino, procure o link Download the Arduino Software, selecione Linux (32 bit) e baixe o arquivo arduino-0021.tgz 
• No console use os comandos: 

     tar -zxvf arduino-0021.tgz
     cd arduino-0021
     ./arduino

• a IDE do Arduino deve rodar, caso contrário verifique a instalação do java. Feche a IDE.
• pode ser uma boa idéia criar um atalho no Desktop.

Configurando a placa: a placa utilizada pelo RepRap é a Sanguino e não vem pré configurada, é preciso configurá-la manualmente. Existe uma explicação no wiki do RepRap, mas nem tudo dá certo...

• no site do Sanguino, procure por Sanguino Software download page e baixe o arquivo Sanguino-0018r2_1_4.zip, descompacte com

     unzip Sanguino-0018r2_1_4.zip

• isso vai criar um diretório Sanguino, copie (com diretório e tudo) para o diretório do arduino criado anteriormente, na posição: arduino-0021/hardware/ 

•  abra novamente a IDE do Arduino, Configure a placa e a interface serial em que o conversor USB já está conectado:

     Tools > board > Sanguino
     Tolls > SerialPort: /dev/ttyUSB1

Compilando o firmware: O firmware vem no mesmo pacote que o programa do RepRap

• no diretório reprap-mendel-20100806/mendel/firmware/FiveD_GCode/FiveD_GCode_Interpreter/ copie o arquivo configuration.h.dist para configuration.h, este é o arquivo com todas as configurações de hardware.
• abra a IDE do Arduino, no menu File > Open... e abra o arquivo reprap-mendel-20100806/mendel/firmware/FiveD_GCode/FiveD_GCode_Interpreter/FiveD_GCode_Interpreter.pde, abre outra IDE com todos os arquivos do projeto vão abertos em abas (maximize a tela e feche o velho).
• para compilar, clique no 1° ícone, chamado Verify. Deve compilar sem erro, na parte preta de baixo aparece algo como
  Binary sketch size: 24938 bytes.

•  para gravar o ícone é uma flecha para a direita, mas tem um problema de resetar o bootloader na hora certa: segure e mantenha o botão de reset da MoBo e clique no botão para gravar, ao aparecer a mensagem"Binary sketch size..." soltar o reset da MoBo. Após algumas piscadas, o led de Debug comessa apiscar muito rápido, sucesso! (aparece "Done uploading" na faixa verde do meio)
• para testar, clique no ícone "Serial monitor" e sete o BaudRate=19200. Ao reser a placa o Led de debug pisca 3+3 vezes e depois aparece na tela: start.

Teste da comunicação Software-RepRap com Firmware-Motherboard: agora somente podemos fazer o teste recomendado no site do RepRap.

• abra um console (não use ícone nem atalho), vá até o diretório do reprap e rode-o com ./reprap
• com a configuração que foi feita acima do Comms Debug e a serial correta, aparece repetidamente no console a mensagem mostrando a temperatura (sempre 0 porque não está instalado o extruder)

comms: G-code: N1 M113 *1 dequeued and sent [0,008s/1ms]
comms: Response: ok intercom::waitError() [0,039s/31ms]


WORKS FOR ME... (funcionou para mim)