HINWEIS! Ich übernehme keine Haftung für Schäden oder den unsachgemäßen Gebrauch. Die Nutzung geschieht auf eigene Gefahr und eigenes Risiko!
Ab und an bekomme ich die Frage nach „Wie tauscht Du eigentlich Deine Steppertreiber aus?“ Das möchte ich ein wenig erklären. Hoffentlich auch so das man es versteht und es nicht zu kompliziert wird/ist. Ergänzen möchte ich noch, ich kann nicht alles rund um die Treiber erklären, die es auch noch in vielen Varianten gibt, das würde den Rahmen sprengen. Hier geht darum kurz aufzuzeigen wie einfach oder kompliziert es ist die Module zu wechseln.
Steppertreiber: Das sind kleine Module welche die Verbindung zwischen der Hauptplatine und dem Motor herstellen. Die Motoren haben viel Kraft und sie müssen den Drucker und seine Achsen bewegen. Um die Motoren präzise steuern zu können werden Steppertreiber benötigt. So sehen die kleinen Helfer aus:
In der Regel werden beim Drucker A4988 Module verwendet. Diese funktionieren, sie haben aber einen Nachteil: Sie sind laut! Steppertreiber werden meist getauscht um den Drucker richtig und zwar RICHTIG leise zu bekommen. Jeder kennt das Pfeifen beim Drucken, dieses jaulen wenn der Drucker seine Achsen bewegt. Nach dem Tausch hört man den Drucker so gut wie nicht mehr. Das Jaulen ist weg! Der Tausch, soviel schon vorab, ist eine lohnende Investition in den Komfort. Komfort kostet aber immer auch was….
Die A4988-Module lassen sich am Besten durch TMC2208-Module ersetzen. Diese Module sind in der weiteren Handhabung recht leicht zu verbauen und in Betrieb zu nehmen.
Der kleine Kühlkörper ist wichtig! Er muss unbedingt aufgeklebt werden. Er wird mittig auf das Modul auf den Schriftzug geklebt. Ohne Kühlkörper sollte man die Module nicht betreiben, ihre Haltbarkeit wird drastisch sinken bis sie dann alsbald komplett aufgeben und kaputt sind.
Jetzt heißt es den Drucker öffnen und die alten Module ausbauen/herausziehen. Meist lassen sich die A4988-Module einfach aus den Sockeln ziehen. Sollte man ein Mainboard ohne gesockelte Module haben, das gibt es auch, dann hat man Pech gehabt. Hier muss damit gelebt werden das der Drucker eben „laut“ bleibt.
HINWEIS! Unbedingt merken wie die alten Module auf der Hauptplatine gesessen haben! Die Beschriftung ist sehr wichtig! Es gibt auf den Modulen zwei Pins die gegenüber liegen am Ende des jeweiligen Moduls. Die Pins heißen DIR und GND (Direction & Ground) Auf dem Bild oben sieht man den DIR rechts unten und den GND rechts oben. Die neuen Module müssen unbedingt genauso eingesetzt werden das DIR und GND an der Stelle zu sitzen kommen, wo DIR und GND bei den alten Modulen zu finden waren!
Wieviele Module tauschen wir eigentlich?
Garnicht so dumm die Frage! Der Drucker hat im Regelfall 4 Steppertreiber, für jede Achse einen. X – Y – Z und E für den Extruder. Es lassen sich alle vier A4988-Module durch TMC2208er ersetzen, beim Extruder sehe ich das aber ein wenig so naja… Sinn macht es die Treiber für X – Y – Z zu tauschen, diese Achsen sind immer in Bewegung und machen daher mit den meisten Krach. Der Extruder ist nicht unbedingt so laut. Außerdem erspart man sich weiteres basteln an einer anderen Stelle. Ich tausche meist nur X-Y-Z, das hat den größten Nutzen und damit auch die geringsten Kosten. So ein TMC2208 Modul kostet ca. 8€/Stk. Also ersetzen wir drei Module für X-Y-Z. In der Theorie könnte auch Z mit dem alten Modul weiter benutzt werden sowie beim Extruder, sodass nur X und Y getauscht werden. Z ändert seine Position ja meist nur bei einem neu zu druckenden Layer oder am Anfang wenn der Drucker auf die Homeposition fährt. Das muss jeder für sich entscheiden ob nur X und Y getauscht werden oder gleich alle Treiber von X,Y,Z und E.
Wars das schon?
Leider nicht….jetzt kommt der blöde Teil. Für einen Profi ist das kein Ding, ein Einsteiger kommt jetzt ins Schwitzen…ein bisschen wenigstens… Die Module müssen jetzt eingemessen werden. Der Drucker muss jetzt geöffnet eingeschaltet werden!!! ACHTUNG! Netzspannung! Hier sollte ein Fachmann zu Rate gezogen werden, wenn man sich selbst nicht sicher ist was zu tun ist!
Zum Einstellen der Stepper gibt es viele Weg, am Einfachsten misst man vorher die Spannung an den alten Treibern und schreibt sich die Werte auf. Je nach Motortyp- und Variante sind die unterschiedlich! Am Steppertreiber wird mit einem kleinen Schraubendreher die Betriebsspannung eingestellt. Diese beträgt im Regelfall DC 0.85 Volt, Sie kann aber je nach Motor auch DC 1V betragen. Der Extrudermotor ist so ein Kandidat dafür. An den Wert muss man sich herantasten bzw. ihn berechnen. Da kann ich jetzt leider nicht alles zu erklären, das würde den Rahmen sprengen. Wenn der Drucker nicht sauber druckt, Schritte verliert oder der Ausdruck wie naja ausgekot… aussieht, dann könnte die Spannung nicht passen. Weiter Infos zu Schrittmotoren gibt es in der Wikipedia.
Gemessen wird zwischen GND und der Einstellschraube selber. Hier sollten dann im Regelfall DC 0.85V anliegen. Durch drehen der Schraube lässt sich der Wert hoch- bzw. heruntersetzen.
Sind alle Steppermodule eingemessen, kommt noch ein Punkt. Bei den TMC2208 Modulen ist die Drehrichtung anders, Das heißt der Drucker läuft jetzt spiegelverkehrt! Das lässt sich auf zwei Arten lösen, durch Hardware oder Software. Mir gefällt die Variante Software besser…
Das Problem ist, die Motorkabel müssen um 180° gedreht werden, das geht meist nur wenn man die Buchsen von der Hauptplatine löst. Ich empfehle das nicht. Es sollte die wirklich letzte Lösung sein, dass sieht aber jeder anders. Alternativ wäre es noch möglich die Kabel im JST-Stecker zu tauschen, bedeutet alle Adern spiegelverkehrt wieder einsetzen damit die Stecker quasi gedreht wieder einsetzbar sind.
Meine Variante ist die, ich ändere die Firmware ab. Ich lasse die Motorkabel in den Buchsen stecken, tausche nur die Module aus, messe sie ein und ändere in der Firmware dann die Drehrichtung der Motoren ab.
Das wird in der Configuration.h der Firmware eingestellt an der Stelle: (suchen in Arduino nach Invert) Dabei wird das false durch true ersetzt.
#define INVERT_X_DIR true
#define INVERT_Y_DIR true
#define INVERT_Z_DIR true
Damit sagen wir der Firmware das die Drehrichtung nun eine andere ist. Nach Installation der Firmware läuft alles wieder in die richtige Richtung. Das war es eigentlich auch schon. Es kann auch hier sein, dass in der Firmware schon der ein oder andere Wert mal true oder false ist. Es gibt Drucker die haben schon von Haus aus ein gedrehtes Motorkabel. Warum und wieso auch immer. Von daher ist die Variante das über die Software zu machen einfach bequemer. So lässt sich die Richtung auch nachträglich ändern ohne den Drucker wieder zerlegen zu müssen….
Fazit:
Wer bis hier hin gelesen hat, dem möchte ich gerne Danke sagen! Der Tausch der Steppertreiber ist kein Hexenwerk. Nach dem Tausch ist der Drucker jedoch so leise, dass man fast denkt: „Läuft der überhaupt?“ Ja macht er, nur flüstert er ab jetzt nur noch….
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