Hij vroeg of zijn exemplaar dat ook kon krijgen. Ik heb wat onderzoek gedaan en kwam al snel de TTP223 sensor tegen. Deze zijn heel goedkoop.

De TTP223 is een chip die werkt als een schakelaar door te reageren op een capaciteitsverandering zoals dat gebeurt zodra je je vinger tegen de pad houdt. Hij is instelbaar in twee modi. Je kan kiezen of gestart moet worden met hoog (aan) of laag (uit). Het aanbrengen van je vinger veranderd deze staat.

• Momentary (push button): blijft actief zolang de vinger op de touchsensor ligt
• Toggle: schakelt van laag naar hoog, of hoog naar laag. Afhankelijk van hoe je de sensor ingesteld hebt.

Ik heb gekozen voor toggle mode van hoog naar laag. Als namelijk de mechanische switch op de battrijbehuizing gebruikt wordt, dan staat de verlichting meteen aan. Anders is het verwarrend dat er niks lijkt te gebeuren. Daarnaast kan deze oude methode gewoon nog gebruikt worden, zoals voorheen. Voor deze mode moest ik twee soldeerbruggetjes maken.

Echter kan de TTP223 alleen niet een 20mA LED aansturen. Dus daar moest ik een klein schakel FETje voor toevoegen. Ik heb het simpel gehouden met een BS-170 die de kathode van de LED naar GND schakelt. De anode van de LED zit dan aan de VCC. De gate zit aan de I/O poort van de touchsensor. De BS-170 is een geweldige FET voor lage voltage schakelfuncties. De gate gaat al open tussen 0,8 en 3V.

De sensor was weggebouwd in het houten kastje achterop het huisje. Dit bleek niet lekker te werken. Het hout was net te dik om voldoende capaciteitsverandering te bieden voor de sensor. Dus heb ik een nieuw paneeltje ontworpen en geprint met de 3D printer. Door een verdieping in het ontwerp, komt de vinger veel dichter bij de sensor.

En toen had ik wat raars. Direct na het printen leek de sensor niet te werken achter dit plaatje. Het plaatje plastic zorgde zelf voor een flinke capaciteitsverandering op de sensor. Iedere keer als ik de sensor achter het plaatje plaatste, ging de verlichting aan of uit. Even later was het wel goed. Mogelijk dat elektrostatische lading daarmee te maken heeft. Ik merk wel meer met objecten die net van het printbed af komen, dat ze statisch geladen zijn. Wie weet mag het zeggen. Het werkt in elk geval goed na even wachten ;)

Hoewel de meeste mensen het gingen inbouwen in een 19″ behuizing, was er toch vraag naar een 3D te printen behuizing. Dat leek mij wel leuk om te ontwerpen. Dat heb ik dus ook gedaan in Autodesk Fusion. De downloadlink naar de modellen staat onder deze pagina. In die link staat ook meer informatie.

De STL files staan hier: http://fm-atv.nl/3d-models/

Mensen die zelf yagi’s bouwen met wat dikkere elementen (>10mm) kiezen er vaak voor om de elementen bovenop de boom / drager te monteren. Met goede bevestigingsmaterialen is zodoende een stevige constructie mogelijk. Er blijken veel creatieve oplossingen te worden gebruikt. Van bouwmarkt materialen tot speciale blokjes (of pijpklemmen/buisklemmen) van specialistische leveranciers binnen de installatietechniek.

Over dat laatste kwam ik met Ruud PE1POA in gesprek. Hij stuurde me een link van een winkel en liet me wat van deze pijpklemmen zien. Hij gaf me aan dat dit altijd een compromis is. Het is immers niet ontworpen voor yagi antennes, maar het functioneerde wel prima.

3D printing

Ik dacht; zoiets is ook wel door mijzelf te ontwerpen in een CAD programma en dan kan ik bij wijze van proef een print maken met mijn 3D printer. Dan kunnen we het precies op maat maken, met een ideale fitting voor de elementen. We hebben het ook over soorten plastic gehad, want dit moet wel speciale eigenschappen hebben om buiten in weer en wind te hangen. Daarnaast moet het bestand zijn tegen UV straling van de zon en moet het een best groot temperatuurbereik aan kunnen. Je wil immers niet dat je buurman boos op de stoep staat met een paar elementen in zijn hand die hij net uit zijn autoruit heeft getrokken.

Het meestgebruikte 3D printer materiaal PLA is beslist niet geschikt voor jarenlange montage in de buitenlucht. PLA is namelijk biologisch afbreekbaar plastic. PLA is keihard bij lage temperaturen maar wordt al zacht vanaf 50 graden Celsius. Het is ook maar weinig bestand tegen UV straling.

Gelukkig heb ik een speciaal omgebouwde 3D printer om ook met ABS en ASA te kunnen printen. ASA heeft perfecte eigenschappen en dat wilde ik dan ook gebruiken. Dit is bekend van bijvoorbeeld auto-onderdelen, zoals bumpers en dashboards. Het is gerelateerd aan ABS, maar beter bruikbaar voor buitentoepassingen. PETG schijnt ook wel geschikt te zijn, maar dat heb ik niet goed onderzocht nog.

ASA moet geprint worden met een extrudertemperatuur van ca. 240 graden Celsius. Het printbed moet ongeveer 80-100 graden Celsius zijn en er moet in een gesloten kast geprint worden om ongewenste krimp van het plastic te minimaliseren tijdens het printproces. Dit kan anders tot vervorming leiden, of zelfs scheuren in het plastic tijdens het printen. Dus de printer moet flink opgestookt worden. Tijdens het printen met ASA (en ook ABS) komen er giftige dampen vrij, dus moet er goed geventileerd worden.

Ontwerp

Het eerste ontwerp was een bijna kopie van het blokje van de webshop. In overleg met Ruud heb ik de maatvoering geoptimaliseerd voor 12mm buis die hij wilde gebruiken. We wilden onder andere dat de elementen door het blokje vastgedrukt zouden worden op de boom. Nét voldoende, zodat het blokje strak op de boom vastgeschroefd kon worden zonder een spleet. Het element mocht daarbij wel iets vervormen, maar niet indeuken. Op die manier zou het element prima op zijn plaats blijven.

Qua hoogte was het wel goed, maar het blokje was te breed voor de boom. De boom is niet afgebeeld in bovenstaande afbeelding, maar die komt natuurlijk haaks op het afgebeelde element. Dat het blokje wat te breed was, was op zich niks mis mee. Het element zou op deze manier nog wat beter in positie kunnen blijven. Maar ik kon het zelf anders ontwerpen, dus waarom niet!

Versie 2

Ik wilde het blokje precies de breedte geven van de boom (20mm), met twee zijvleugels die het element mooi haaks zou vasthouden op de boom. Het moest ook goed te printen zijn. Daar moest ik ook rekening mee houden, om ruwe oppervlakken te voorkomen op bepaalde punten (printsupport voor de kenners). Om die reden wilde ik het blokje op de kop kunnen printen om de buisdoorvoer mooi glad te houden.

Na wat concepten was het naar mijn zin. Hieronder is een render uit het CAD programma:

De 3D printer doet er ca 2 uur per pijpklem over om deze te printen, omdat ik de lagen sterk gehecht wil hebben.

Versie 3

En ook deze heeft nog een update gehad. David PE1MUD kwam met het idee van kleine geleiders voor langs de boom, zodat de haakse positie van de elementen altijd goed is. Deze geleiders lopen een beetje schuin, zodat het geen last heeft van kleine productievariaties van de aluminium drager.

Beperkingen

Ik heb momenteel geen isolatielaag beschikbaar om de elementen te isoleren van de boom. Dit is op zich wel makkelijk te maken, maar ik zie daar vooralsnog geen reden toe. Op het middenpunt van de elementen loopt geen stroom, dus als je een yagi goed bouwt naar een uitgedacht ontwerp, dan zou het isoleren niet nodig hoeven zijn. Maar misschien ben ik niet goed op de hoogte van een goede reden, dus geef gerust je visie in het reactieveld.

Momenteel heb ik nog geen ontwerp voor elementen kleiner dan 10mm doorsnede. Dit vraagt een andere aanpak.

Verkrijgbaarheid

Ik wilde ze aanvankelijk te koop gaan aanbieden, om de vele 3D printerkosten en onderhoud een beetje terug te gaan verdienen. Maar het aanbieden en verkopen is me bij nader inzien teveel werk. Mocht je toch interesse hebben, geef dan maar een seintje. De richtprijs is ca €4,00 per klem, maar kan wat lager worden bij een groter aantal.

Zelf printen? Geef maar een bericht en dan bespreken we of ik jouw gewenste maten kan renderen naar een STL file.

Een paar reminders: print echt niet dergelijke klemmen met PLA en deze oplossing is niet voor yagi’s met dunnere elementen (bijvoorbeeld een UHF yagi). 10mm dikte voor de elementen minimaal en 20mm dikte voor de boom minimaal (15mm wil ik nog wel proberen te renderen indien gewenst).

Gebruiksaanwijzing

Boor met een 4mm metaalboor een verdieping (geen gat, niet te diep) in het middelpunt van het buiselement,  zodat hierin de centrering kan vallen van de buisklem (zie foto). Tijdens het klemmen moet de centrering goed in de verdieping vallen. Tijdens het aandraaien van de M6 moeren moet rekening gehouden worden met het aandrukken van het buiselement. Draai de beide moeren om en om steeds iets meer aan, tot het  buiselement voldoende aangedrukt is. Voorkom vervorming en verzwakking van de buisklem door de moeren niet te strak aan te draaien.

Zo gemakkelijk gaat dat helaas niet, maar het idee is wel goed. Mijn monitor, een Philips 276E8V, had ik destijds gekozen voor zijn schermkwaliteit (mooi 4k IPS scherm) voor een keurige prijs. Maar die keurige prijs moest ergens vandaan komen natuurlijk. Dus had de fabrikant bezuingd op externe zaken, zoals de voet en dus ook een VESA-mount.

De achterzijde loopt iets gekromt, dus een nieuwe plaat maken is dan al wat lastiger. Maar dit is met 3D ontwerpsoftware wel goed in te brengen in je ontwerp. Ik had besloten om zo’n ontwerp te maken in Fusion 360 om deze daarna te gaan printen.

Qua bevestiging moest ik iets bedenken wat sterk was. Schroeven in de krappe bestaande monitorbehuizing was geen optie. Ik had bedacht om met ABS plastic te gaan printen. Dit kan namelijk met Aceton houdende lijm (bijvoorbeeld Bison Kit) worden bevestigd. Aceton maak de ABS plastics iets week na het aanbrengen. De twee delen kunnen na het aan elkaar plakken dus in elkaar fuseren. Dit levert een enorm sterke verbinding op tussen de ABS kunststof delen van de monitor en de 3D print.

Ontwerpen maar:

De muursteun die hieraan bevestigd moet worden heeft dus een VESA plaat. De schroeven moeten stevig vastgezet kunnen worden in mijn nieuwe 3D model. Daar heb ik metal-thread inserts voor gebruikt. Die kun je met wat verhitting op de smelttemperatuur (ABS is ca 230 graden Celcius) in een gat vastzetten (gat 1mm kleiner dan de insert diameter). Ik vond dit makkelijk met een soldeerbout te doen. De punt eerst schoonmaken, zodat er geen tinresten achterblijven in het schroefdraad. Bout er op en langzaam in het plastic laten zakken.

VESA heeft gaten op 100x100mm en 75x75mm:

Ik wilde een makkelijke behuizing maken, bestaande uit twee delen die eenvoudig in elkaar te klikken zijn. Ik heb de wanden wat dikker gemaakt om de kracht op te vangen van het kliksysteem. De printplaat van de DSP-Syncsmurf heeft alles onboard, dus moest deze ook eenvoudig in de behuizing geschoven kunnen worden. Daar kwam al meteen het eerste probleem naar voren: aan beide lange zijden van de printplaat zitten uitstekende delen. Dus daar moest wat op bedacht worden.

Ik had bedacht in de achterzijde door midden te splitsen, maar dan wel op zo’n manier dat het kliksysteem van de deksel zou blijven werken. Bij het liften van de deksel gaat de achterzijde wat scheef en ook daar moest rekening mee gehouden worden.

Hieronder staan diverse kleuren als voorbeeld. Zoals hierboven beschreven, zijn niet alle kleuren meer beschikbaar.

Zelf printen

Je moet de modellen zelf nog even draaien in de slicer met de platte kanten op het printbed. Check in de slicer even de wanddikte instelling (1.2 gaat goed met een 0.4mm nozzle), om te voorkomen dat je printkop gaat staan ratelen om de wanden op te vullen. Support kun je beter uitschakelen. De overstekende teksten en gaten gaan prima zonder support. Zet de nozzle ventilator hoog.

Mocht je met PLA printen, dan kan het deksel wat zwaar dichtklikken vanwege de harde eigenschappen van dit plastic. Toch is dat een prima materiaal om deze behuizing mee te printen. Dat doe ik zelf ook, omdat ABS/ASA best wel snel last heeft van warping.

Klik op de onderstaande titel voor printtips.

STL bestanden behuizing DSP-Syncsmurf5

1 bestand(en) 286.68 KB

Downloaden

Openen behuizing

Het beste kan een brede platte schroevendraaier gebruikt worden. Druk die in de opening aan de rechter zijde, breng de schroevendraaier schuin omhoog en druk de zijwand wat naar buiten. De deksel zou nu los moeten klikken.

Probeer niet de deksel te openen door de schroevendraaier omlaag te bewegen. Hoewel dit vaak prima lukt, is de kans op beschadigen van het plastic groot op deze manier.

Let op, dit product is niet meer verkrijgbaar. Deze pagina is bedoeld als naslagwerk.

Op deze site is al veel geschreven over de video syncgenerator. Deze schakeling is bedoeld om zwakke Amateur Televisie (ATV) signalen beter zichtbaar te maken op LCD monitoren, capture dongles en TFT monitoren. Tevens is de schakeling uitermate geschikt om de “no signal” beeldonderdrukking te foppen in platte TV’s en monitoren, om ook daarop ruisende beelden te kunnen zien.

Het begon met de versie van Hans PA0JBB (Electron dec 2011). Daar kwamen diverse modificaties voor, waar ik ook een aantal van gepubliceerd heb. Vervolgens kwam David PE1MUD met een SMD versie, die de “Syncsmurf” ging heten. Vervolgens er kwam een verbeterde versie 2 en daarna versie 3. Intussen was de videoversterker compleet anders, maar ook was het vangbereik wat vergroot (door 2 varicaps) en was de schakeling vermogensefficiënter door gebruik van een SMPS.

Er waren nog steeds een aantal issues niet opgelost. En dat is in de huidige versie opgelost in de DSP Syncsmurf, welke begin 2020 geïntroduceerd is. Hieronder staat een uitgebreide beschrijving te lezen van de ontwikkelaar David PE1MUD.

Er is door mij een behuizing ontworpen, lees hier meer over dit 3D geprinte project.

DSP-SyncSmurf

Door David, PE1MUD

Met de originele “Video squelch killer” van Hans, PA0JBB (Electron, December 2011), konden heel zachte ATV signalen zichtbaar konden worden gemaakt op moderne TV’s die het beeld normaal gesproken alleen doorgeven als een stabiele sync aanwezig is. Ook op ouderwetse TV’s bleek een voordeel in het kunnen bekijken en herkennen van signalen waarvan dat anders niet lukt, omdat het beeld niet stil staat.

Hoewel de originele schakeling prima werkt kon het op een aantal punten wel verbeterd worden.  De eerdere reeksen “SyncSmurf” bevatten al enkele van die verbeteringen: naast miniaturisatie was de voeding vervangen door een zeer efficiënte schakelvoeding, en ook de videoversterker werd vervangen door een beter exemplaar. Dit gaf een betere videokwaliteit maar ook de grote elco’s konden daardoor het toneel (en vooral de print) verlaten.

“Synchronisatie” bleef echter altijd een ‘dingetje’. Het beeld goed stilzetten, maar ook het vangbereik… het werkte soort van, maar niet altijd en zeker niet perfect.

De horizontale synchronisatie wilde vanwege de eenvoudige PLL in de SAA1101(T) niet altijd stabiel blijven, en het vangbereik was voor video dat te ver ‘buiten spec’ lag nog wel eens te klein om te kunnen synchroniseren. Hierdoor bleef het beeld dan van links naar rechts, of omgekeerd, rollen. Hoewel dit eigenlijk aan de bron ligt, zitten we met amateur ATV natuurlijk niet altijd (of zelfs bijna nooit) aan de formele (timing en andere) specificaties van een PAL signaal, zoals Hans in zijn artikel al zeer terecht opperde. Een schakeling die er toch mee overweg kan is natuurlijk wenselijk. Daarom ben ik op een queeste gegaan om deze twee problemen, die eigenlijk bijna de laatste puntjes op de i zouden zijn, op te lossen.

Na enkele experimenten met LC schakelingen ipv een kristal en een externe PLL ipv die in de SAA1101T bleek toch wel dat dit geen succes zou worden. Hulpeloos lag de schakeling een tijdje op mijn buro (geen foto’s, want dat zijn schokkende beelden). Ook op het buro lag een ontwikkel bordje met een ADAU1701, een audio DSP van Analog Devices. En zo kwam het idee tevoorschijn om de SyncSmurf eens aan een DSP te hangen om het beeld stabiel te locken. Syncpulsen zijn 50Hz en 15625Hz, ruim binnen de ‘audio’ bandbreedte van genoemde DSP!

Het locken zou daar wel mee lukken, maar het vangbereik bleef een issue wegens de beperkte verstembaarheid van het kristal aan de SAA1101T. Na zoekwerk naar VCO’s (duur!) kwam ik op het idee om eens met een keramische resonator te testen. Het probleem met een kristal is de eigenlijk te hoge Q factor, waardoor het verstemmen middels een varicap maar beperkt lukt. Een LC kring heeft eigenlijk weer een te lage Q factor waardoor stabiliteit een uitdaging is, en een keramische resonator zit qua Q factor ergens tussenin (met wel een Q aan de hoge kant). Een aantal types werden besteld, en er werd een schakeling gebouwd….

Dit bleek zo goed te werken, dat al snel een printontwerpje volgde:

Van de 1e proto is een set kale printen besteld, waarvan ik er twee heb bestuukt om te testen. De resultaten vielen niet tegen!

Met deze proto printen heb ik de software voor de DSP verder weten te optimaliseren. Door het gebruik van drie PLL’s, een integrator en een Hilbert transform om met de fase te kunnen schuiven is een snelle en stabiele automatisch lock mogelijk.

Van links naar rechts zijn op de voorzijde van de print de volgende dingen te zien:

• Sync-led
• Schakelaar om te kiezen direct video of DSP SyncSmurf gecorrigeerd
• Fine tune potmeter voor horizontale positie van het video
• Schakelaar voor 624/625 lijnen (als het beeld verticaal langzaam rolt)
• Led ter indicatie automaat of manueel
• Potmeter die linksom gedraaid op automaat staat, andere standen is manueel.

Bij manueel afregelen aan van de sync, zit slechts nog een hele ‘tamme PLL’ die het laatste stukje helpt. Dit blijkt erg goed te werken bij de zachtste signalen, of die signalen die veel storing bevatten (radar, 3G, andere stations)

Deze print maakt ook korte metten met het extern aansluiten van schakelaars, leds, potmeters en connectoren, de echt laatste puntjes op de i!

Het nadeel is wel dat de print weer iets groter is (niet alleen door de DSP) dan van de SyncSmurfjes, maar het blijft toch compact omdat alles op de print zit.

Tijdens de door ontwikkeling van de print werd duidelijk dat in China een printfabrikant (JLCPCB) zou starten met SMD montage mogelijkheden voor prototypes, dit alles tegen zeer concurrerende prijzen.

Eén van de problemen waar Tjalling, PE1RQM, en ik, tijdens de bouw en levering van de eerdere syncsmurf printjes namelijk tegenaan liepen was dat het bouwen van een print, en het vol puzzelen met SMD componenten ontzettend veel tijd kost, en het gewoon niet zo leuk is om te doen.

Begin september was het zover dat JLCPCB hun SMT service in de lucht bracht, en dat viel mooi samen met het af zijn van het definitieve printontwerp.

Een vijftal printen zijn besteld, waarbij op 15 SMD componenten na, alle SMD’s waren bestuukt:

Er gaan natuurlijk wel de nodige niet-SMD’s bij, maar dit is allemaal relatief snel te maken.

Met deze uiteindelijke print zit ten opzichte van de eerder SyncSmurf een meerprijs in de DSP en wat daar bij hoort, in de schakelaars, potmeters, BNC’s en de wat duurdere maar veel mooiere on-board voeding. Waar de SyncSmurf printen al erg mooi waren, is deze print nog een stuk completer!

Een STL bestand volgt, waarmee 3D kastjes voor deze DSP SyncSmurf kunnen worden geprint.

De nabouwbaarheid van de schakeling is wel wat problematisch; er zit een DSP op die alleen met een speciale (dure) tool te programmeren is, en de printen zijn bestuukt en al alleen per 5 te bestellen. Daarnaast zitten er enkele componenten op die lastig te verkrijgen zijn, of best duur zijn (Varicap, SAA1101T, Toko spoeltje, DSP, keramische resonator). Daarom bieden Tjalling en ik deze printen gebouwd en getest aan voor een niet-commerciële prijs die maar marginaal boven de kostprijs ligt (ik reken ontwikkel en protokosten uiteraard mee).

– Einde tekst van David PE1MUD –

Mijn eerste indruk

Door Tjalling PE1RQM

In november 2019 kreeg ik mijn versie van David. Dit was geen prototype meer, maar een echte productieversie. Het horizontale scrollen is met deze versie echt heel anders geworden. Het regelbereik is VEEL groter. Echt iedere videobron die ik aanbood kon hij stil zetten. Na het detecteren van een sync, zie je de DSP er eerst snel naartoe ‘fietsen’, om vervolgens langzaam door te regelen tot het punt van stilstaan bereikt is. En dan staat het muurvast. Het beeld kan daarna nog perfect in het midden gezet worden van je monitor met de linker potmeter. Dit kan ook helpen als je even geen kleur in beeld krijgt.

Ook signalen die heel zwak zijn, kan hij zelf stilzetten. Echt bijzonder te zien hoe weinig signaal er nodig is. Het is net of er een kaboutertje mee zit te regelen (o nee, smurf!). Door zijn grote regelbereik kan een manuele bediening nuttig zijn. Die zit er dan ook nog steeds op (rechter potmeter). Deze versie kun je ook veel vaker op auto laten staan.

Handig vond ik de complete opbouw op één print. Dus alle connectoren, schakelaars en potmeters zitten ook op de PCB.

Copyright notice

Het is niet toegestaan om deze schakeling na te bouwen of te kopiëren in enige vorm. Ook de inhoud van de EEPROM mag niet gekopieerd worden. Bij interesse om de schakeling na te bouwen of op te nemen in een webshop, gelieve eerst contact met ons op te nemen.

© 2019-2023 PE1MUD en PE1RQM

Bestellen

Dit project is beëindigd. Er zijn geen PCB’s meer te bestellen.

Documentatie

Gebruiksaanwijzing / User manual (English) versie 1.1 (5 januari 2022)

English:

Ik heb al een tijdje een Wanhao Duplicator I3 plus gemodificeerde 3D printer en ben veel wezen experimenteren met het printen in ABS plastic. Ook David PE1MUD heeft dezelfde printer en we delen veel informatie met elkaar.

Deze ABS plastic is het soort plastic wat ook gebruikt wordt in de industrie, elektronica, etc. Standaard wordt er meestal met PLA plastics geprint. Deze plastics hebben veel voordelen: het print eenvoudiger, er worden weinig eisen gesteld aan printer eigenschappen op het gebied van printbedtemperatuur en kastisolatie. Het krimpt ook nauwelijks tijdens het afkoelen, dus het breekt veel minder snel stuk in dunne wanden. Maar PLA heeft ook grote nadelen: hoewel heel goed voor het milieu, maar voor onze toepassing niet handig: het is biologisch afbreekbaar. Na enkele jaren zal het plastic mogelijk broos kunnen worden. Daarnaast is het heel slecht bestand tegen wat hogere temperaturen. Boven 50°C begint PLA al zacht te worden. Om die reden wilde ik de Syncsmurf behuizing in ABS printen.

Ik heb veel moeten tweaken met het ontwerp en printerinstellingen voor ik een goede behuizing had, zonder scheuren in de wanden. Ook de laaghechting was eerst matig, waardoor de draadjes plastic los kwamen te zitten als je kracht zette op de randen. Dat is nu allemaal onder controle. Nadeel: de printtijd is best fors: voor één behuizing is de printer ongeveer 7 uren bezig met printen! Dat is dan inclusief de deksel. Maar goed, ik hoef er niet op te wachten natuurlijk. Gewoon op een vrije dag een paar tegelijkertijd printen en op den duur is de printer vanzelf klaar.

Ik heb de behuizing in Fusion360 ontworpen. Ik heb daar deze tutorial als leerbron en ter inspiratie voor gebruikt: Link

Na het ontwerpen moet slicer software de G-code genereren voor de 3D printer. Ik heb Cura van Ultimaker gebruikt. Hier ben ik lang mee bezig geweest om een goede balans te vinden tussen printtijd en kwaliteit. ABS is lastig voor opstaande randen, vanwege de krimp tijdens afkoelen. Door het printbed erg warm te laten (ca. 100°C) tijdens het printen en de behuizing rond de printer gesloten te laten, is de afkoeling relatief gezien beperkt.

Deze behuizing heeft deze afmetingen: 70mm x 60mm x 42mm.

Wil jij zo’n behuizing? Binnenkort komt hier een link naar een bestelformulier. Je kan je interesse ook alvast kenbaar maken via de contactbutton op deze site. De prijs zal ongeveer een tientje bedragen plus eventuele verzendkosten en/of opties (schakelaars, potmeter, knop). Ik ben nog aan het nadenken over het aanbieden van de optie van geboorde gaten. Veel mensen hebben eigen voorkeuren voor de plaatsing van de externe onderdelen.

Alle onderdelen voor de printer heb ik met ABS geprint vanwege de sterkte, de duurzaamheid en hittebestendigheid.

Eerst een filmpje met de printer in actie:

Modificaties en uitbreidingen:

Afgesloten behuizing
ABS moet in een constante omgevingstemperatuur geprint worden. Tijdens het afkoelen krimpt ABS een beetje en als dat in het model niet gelijkmatig gebeurt, dan kan het object op een bepaalde plek kromtrekken en scheuren.

Toevallig had ik een klein 19 inch serverrackje gekregen. Ideaal, want daar paste de printer precies in. Van een laminaatvloer had ik nog wat isolatiematten over, die perfect tegen de binnenwand geplakt konden worden. Helemaal dicht hoeft de behuizing niet te zijn, als de warmte maar wat vastgehouden wordt en er geen sprake is van een luchtstroom.

Aan weerszijden kan een klep geopend worden, handig voor onderhoud aan de printer. Ook voor PLA printen met heated bed is het beter om de behuizing te openen, omdat anders het cold-end van de extruder (waar een eigen ventilator op zit) al te warm wordt en de PLA gaat jammen. Aan de voorzijde zit een glazen deur, zodat de voortgang goed bekeken kan worden.

De filamentspoel paste niet meer in de behuizing (de 1kg spoelen zijn wat groot), dus heb ik de houder bovenop de behuizing gemonteerd. Het filament wordt door een ventilatorsleuf naar binnen geleid. Bijkomend voordeel: de zware spoelen hoeven niet meer op het frame opgehangen te worden van de printer zelf (topzwaar).

Ook de onderkant is van de zachte isolatie gemaakt, om de printer stabiel te kunnen plaatsen (in plaats van op het harde staal). Veel ventilatieopeningen aan de onderzijde zijn open gelaten, om de (laaggeplaatste) voeding wat koeling te gunnen.

Filamentspoelhouder

De standaard spoelhouder is te klein voor 1kg spoelen. Op Thingiverse heb ik een stevig model gevonden, die nét lang genoeg is voor 1kg spoelen. In een later stadium ga ik dit model iets verlengen, want het is wat krap. Handig is het sterke schroefdraad en dat de eigen kunststof moer weer gebruikt kon worden. Deze heb ik met ABS geprint.

Link: Thingiverse model

Filament geleider

Link: Thingiverse model

Gereedschaphouder

Gedownload van https://www.thingiverse.com/

Firmware update
Display niet te flashen met firmwares die Chinese tekens bevatten. Zoek daarom gelijk ook betere firmware alternatieven uit de Open-source community.

Ik heb gekozen voor ADVI3++ van Andrivet

Link: https://andrivet.github.io/

Het display moet afzonderlijk (microSD met files) van de printer zelf (HEX) geflasht worden. De printer kan vanuit Cura for Wanhao (de oorspronkelijke) geprogrammeerd worden. Het display moet via een microSD kaartje geprogrammeerd worden. Daarvoor moeten er enkele schroeven verwijderd worden, waarna de display unit vanaf de zijkant bereikbaar wordt. Daar zit een kleine sleuf voor de microSD kaart. Het is verstandig om heel goed de procedures op te volgen, zoals op de firmware-sites beschreven staat.

Fanduct
Een goede afkoeling van het kunststof wat uit de nozzle komt is erg belangrijk. Vooral als je overhangs wil printen. Als het kunststof in dat geval nog te lang zacht blijft, dan zakt het in. Ook het soort kunststof maakt verschil. Daarom wordt de ventilatorsnelheid geregeld door de printer (bepaald door de slicersoftware). Ten opzichte van het geprinte object zweeft de nozzle alle kanten op. Koeling van de strook hete kunststof is dus een uitdaging, als de ventilator maar aan één kant zit van de nozzle. Zie onderstaande afbeelding:

Dit is de standaard fanduct voor de Wanhao Duplicator I3 plus. Een ventilator blaast in een schuin gevormd kamertje met aan de onderzijde een horizontale spleetopening. De afstand tot de nozzle is redelijk groot. Aan deze kant van de nozzle is de koeling wel voldoende, maar aan de achterzijde niet.

David heeft een ideaal model gevonden op een site (na eerst wat andere modellen zonder succes geprobeerd te hebben). Deze omringt de nozzle en de luchtstroom wordt onmiddelijk op het hete kunststof gericht. Vooral PLA heeft hier profijt van (blijft tot lagere temperaturen zacht). Een ander voordeel is, dat de ventilator nu aan de achterzijde zit. Hij zit nu niet meer in het zicht tijdens het printen.

Stevige onderplaat
De onderplaat draagt het heated bed. Door middel van veren en stelschroeven is het heated bed nauwkeurig op de juiste hoogte af te stellen (levelen). De onderplaat is standaard van een stevige maar toch enigszins buigzame stalen plaat gemaakt. Vooral als er wat kracht nodig is geweest om het geprinte model te verwijderen van het bed, was het altijd nodig om weer te levelen. Dat is een vervelende taak om voor iedere printopdracht weer te moeten doen.

Op Aliexpress hebben we een dikke aluminium onderplaat gevonden, die vrijwel onbuigbaar is. Deze is speciaal voor de Wanhao Duplicator I3 Plus gemaakt en heeft de originele stalen plaat vervangen. Sindsdien is levelen veel minder vaak noodzakelijk. Ook tijdens het printen is wat minder schokken hoorbaar.

De homeschakelaar voor de Z-as moest wel iets hoger afgesteld worden. Daar was al ruimte voor uitgespaard in het frame.

Heated bed tempsensor
Onderop het heated bed zit een thermistor (die dient als temperatuursensor). Deze zit met Kaptontape vastgeplakt zonder enige koelpasta of wat dan ook. Kaptontape is overigens geweldig spul. Het is erg goed tegen hitte bestendig en het is niet elektrisch geleidend.

Ik heb dat los gehaald (toen ik toch met vorige klus bezig was) en heb niet geleidende (belangrijk!) koelpasta aangebracht als een druppeltje, waar de sensor ingelegd werd. Over de thermistor heb ik nog een lapje dikke stof gelegd, om te isoleren tegen de koude lucht aan de onderzijde (bed deel op de foto ligt normaal naar onderen). Tevens heb ik wat meer stukken Kaptontape aangebracht dan origineel het geval was. Ik heb dit tevens in meerdere kleine stukken aangebracht. David had namelijk al gehad dat zijn sensor losgelaten was. Als je dat niet op tijd opmerkt, dan kan het heated bed verbranden (hij verwarmd dan door).

Glasplaat
Ik heb de “muismat” op het printbed vervangen voor Borosilicaatglas. Deze is bevestigd met veerklemmen. Ik heb een 20×20 plaat gekocht, wat eigenlijk net te klein is. Door de montageklemmen verlies je printoppervlak. Zoek een plaat die specifiek gemaakt is voor deze printer, dus bijvoorbeeld een 219x219mm met afgeschuinde hoeken.

Extruder update
De extruder is verbeterd met metalen elementen van Micro Swiss. Ook in de feeder van het cold-end en het aluminium blokje is vervangen. Het Teflon (PTFE) buisje is niet meer nodig. Dit is heel fijn, want na langdurig printen op 245 graden celcius voor ABS, is het buisje best wel verbrand.

.

Cold end (koeling)
Papst 12V fan met 180Ω voorschakelweerstand en een beetje koelpasta op de onderzijde van het koelblokje houdt het cold-end beter koel. Dit voorkomt dat PLA al begint te smelten in het cold-end als het bed op een ca. 60 graden ingesteld staat.