Aufbau der Steuerelektronik – Teil 2

Der nächste Schritt besteht aus dem Aufkleben des Kühlkörpers auf den Schrittmotortreiber. Die Treiber werden im Betrieb recht heiß. Hier werden bezogen auf die Größe des Chips ziemlich hohe Ströme geschaltet. Das ist auch notwendig, denn die Motoren, die den Strom abnehmen, sollen ja kräftig und drehmomentstark arbeiten.

Auch hier gilt wieder, dass sauberes Arbeiten spätere Korrekturen verhindern kann. Fettfreiheit ist das Wichtigste dabei.

Wir benötigen den Schrittmotortreiber, den Kühlkörper und ein Spezialklebeband für Kühlkörper. Das Klebeband sieht zwar fast aus wie Teppichklebeband, hat aber definitiv ganz andere Eigenschaften. Ich benutze und versende mit meinen Elektroniksätzen das „thermal adhesive tape“ von „akasa“. Zu finden ist es u.a. bei Amazon. Es ist in der Lage über die Klebeschicht Wärme abzuleiten. Eine Anleitung liegt dem Klebeband bei, – egal ob nun von mir oder woanders gekauft.

Zunächst wird die benötigte Fläche ermittelt:

Treiberabmessung 2

Treiberabmessung 1

Nur die Größe des kleinen Chips auf der Trägerplatine ist entscheidend. Die benötigte Größe wird sauber aus dem Klebeband ausgeschitten, – möglichst mit einem sehr scharfen Messer.

Klebestreifen zuschneiden

Beide Klebeflächen die miteinander verklebt werden sollen, Chipoberfläche und Kühlkörperunterseite, müssen vor Aufbringen des Klebebands entfettet werden. Dazu eignet sich hochreiner Alkohol am besten, zum Beispiel Isopropylalkohol. Bei Alkohol kann der Elektronik auch nicht passieren. Alkohol auf ein Stück Papiertuch (Küchenrolle) oder einen Q-Tipp geben und damit die Oberflächen vorsichtig reinigen.

Jetzt wird die gelbe Schutzfolie vom Klebestreifen entfernt. Das kann recht fummelig sein. Sollte sich die die rote Folie lösen macht das auch nichts, dann ist das halt die erste Klebeseite. Wichtig: Erst die Folie auf den Chip. Dann den Kühlkörper aufsetzen. Nicht anders herum! Es empfielt sich unbedingt eine feine Pinzette für das Positionieren des Klebestreifens auf dem Chip zu benutzen.

Klebestreifen aufbringen

Treiber mit Klebestreifen 1

Der Klebestreifen muss die gesamte Chipoberfläche einnehmen !! Damit man das kontrolliert durchführen kann, wird die Reihenfolge genau so gewählt wie beschrieben.

Jetzt wird die verbleibende Schutzfolie (üblicherweise die rote) entfernt.

Treiber mit Klebestreifen 2

… und der Kühlkörper wird positioniert …

Treiber mit Kühlkörper

Die Richtung der Kühlrippen ist völlig egal.

Bitte jetzt nicht am Kühlkörper zerren, um zu prüfen, ob er fest sitzt. Genauso darf der Kühlkörper auch nicht nochmal abenommen werden um ihn neu zu positionieren. Dann muss die ganze Klebefolie sauber entfernt werden und das Ganze muss erneut durchgeführt werden.

Wer seine RAMPS-Platine etwas verbessern will, tauscht vor dem Aufsetzen der Treiber die Anschlüsse gegen hochwertigere  PTR-Stecksysteme aus. Ich kaufe die üblicherweise vom Elektronikhändler meines Vertrauens, nämlich hier.

Heizungsanschlüsse PTR

Die blaue Anschlussleiste (D10, D09, D08) für die drei Heizungen (Hotend 1, Hotend 2, Heatbed) kann relativ leicht gegen die PTR-Anschlüsse getauscht werden. Dazu wird die blaue Leiste ausgelötet und die grünen Buchsen werden eingelötet. Man sollte allerdings schon etwas Erfahrung mit soetwas haben.  Wenn es ordentlich gemacht wird, sieht es wie im Bild unten aus. Wer sich das nicht zutraut sollte es aus Sicherheitsgründen lieber sein lassen. Denn über diese Anschlüsse fließen relativ hohe Ströme. Sind die Lötungen nicht perfekt, gibt es hohe Übergangswiderstände und das führt zu Überhitzungen und gegebenenfalls zum Brand. Also Vorsicht!

Heizungsanschluss mit PTR Oberseite

Auf der Oberseite auf Ausrichtung und flaches direktes Aufliegen auf die Platine achten.

Heizungsanschluss mit PTR Unterseite

Auf der Unterseite müssen die Lötungen schön gleichmäßig glatt mit einer geschlossenen Oberfläche ringsherum um den Anschlussstift aussehen. Im Idealfall sieht es genauso aus, wie die vier bereits vorhandenen PTR-Anschlüsse für die Stromversorgung.

Wenn jetzt alle Schrittmotortreiber mit Kühlkörpern versehen sind, werden sie in die entsprechenden Positionen auf dem RAMPS gebracht. Alle Steckplätze sind bei guten Platinen mit Signalnamen der jeweiligen Pins beschriftet.

Pinsignale RAMPS

Pinsignale Treiber

Durch Klicken auf das Bild kann man es besser erkennen:  Ziemlich genau in der Mitte des oberen Bildes vom RAMPS sieht man die Pinbezeichnungen  „STEP“ und „DIR“. Und genau die gleichen Bezeichnungen findet man auf der Rückseite der Treiber auf der linken Stiftreihe oben. Das gilt für die A4988 und für die hier behandelten DRV8825 identisch, da sie pinkompatibel sind.

Daraus folgt, dass die Einbaulage so sein muss:

Einbaulage Treiber

Für den A4988-Treiber sieht das so aus:

Pinsignale Treiber A4988Einbaulage Treiber A4988

In gleicher Weise und Richtung werden die anderen Positionen auf der RAMPS-Platine mit Treibern bestückt. Das Eindrücken der Treiberplatinen erfolgt, indem man auf die Kontaktreihen oben und unten möglichst gleichmäßig drückt. Niemals auf die Platinenmitte oder den Treiberchip mit dem Kühlkörper drücken. Das könnte den Baustein zerstören.

In die untere Reihe passen drei Treiber für die Achsenbewegungen des 3D-Druckers. Abgesehen von der Logik für Deltadrucker, von der ich bisher keine Ahnung habe, ist das üblicherweise von links nach rechts: x, y, z. Die Bezeichnungen sind auf der Platine auch zu sehen.

In der oberen Reihe sind die Treiber für die Extruder angesiedelt. Sofern nur ein Extruder und ein Hotend verbaut werden, braucht nur die linke Position E0 gesteckt werden. Bei einem Doppelextruder benötigt man zudem noch den rechten Steckplatz E1.

Wenn nur ein Extruder genutzt wird sollte der rechte obere Steckplatz E1 frei bleiben.

Ein voll bestücktes RAMPS 1.4 sieht zum Schluss so aus:

RAMPS mit Treibern

RAMPS mit Treibern Seitenansicht

Die Seitenansicht zeige ich deshalb hier, weil es sehr wichtig ist, dass die Treiberplatinen ringsherum komplett in den Fassungen stecken. Wenn das nicht sofort geht, muss man sich ansehen, wo es hakt und dann gegebenenfalls etwas Kunststoff mit einer Feile oder einem Messer beseitigen.

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