Термистор 3D-принтера. Что он делает в 3D-принтере?

Что такое термистор 3D-принтера?

Термистор – это резистор, сопротивление которого быстро и предсказуемо изменяется при изменении температуры.

Термисторы сделаны из полупроводников, в основном из германия и кремния, и значение их сопротивления зависит от величины в их температурном диапазоне.

Что делает термистор в 3D-принтере?

Термисторы используются в 3D-принтерах в качестве датчиков температуры. Они фиксируются в чувствительных к температуре точках, таких как нагревательный стол и горячий конец. В этих точках они следят за температурой и отправляют данные на микроконтроллер.

Для управления температурой принтера микроконтроллер принтера использует соответствующие данные для регулирования температуры принтера.

Когда они нагреваются, изменение их сопротивления обнаруживается и сопоставляется микропрограммой принтера с данными калибровки для расчета изменений температуры.

Типы термисторов

Существует два типа термисторов:

a) Отрицательный температурный коэффициент (NTC)

Это наиболее часто используемый тип термистора в 3D-принтерах. Термистор NTC предлагает переменное сопротивление в зависимости от температуры. Когда температура повышается, сопротивление изменяется от высокого к низкому и позволяет току проходить.

При включении NTC предлагает дополнительную серию сопротивлений, когда используется для смягчения пускового тока. Сопротивление падает до незначительной величины при нормальных температурах, когда термистор самонагревается током, обеспечивая нормальный ток.

b) Положительный температурный коэффициент (PTC)

Термистор PTC также предлагает переменное сопротивление в зависимости от температуры. По мере повышения температуры сопротивление увеличивается от низкого до высокого и предотвращает перегрузку по току.

Термисторы PTC используются в определенных сценариях, а не термисторы NTC. Это:в экстремальных температурных условиях, в оборудовании с почти нулевым временем сброса, таком как цифровые термометры (проверьте на Amazon) , или в системе, в которой происходят частые выстрелы.

Почему термисторы являются хорошими датчиками?

Термисторы выгодны для использования во многих приложениях в качестве датчиков из-за их высокой долговечности и простоты использования, поскольку их поведение вполне предсказуемо. Их использование в приложениях для измерения и контроля температуры выдающееся.

Очевидно, изменение электрического сопротивления термистора при соответствующем изменении температуры заметно независимо от того, изменяется ли температура тела термистора за счет излучения или проводимости окружающей среды или за счет «саморазогрева», вызванного рассеянием мощности внутри устройство.

Температура тела термистора будет зависеть от теплопроводности его окружающей среды, а также от его температуры, когда термистор используется в цепи, где мощность, рассеиваемая внутри устройства, достаточна для «самонагревания».

Термисторы являются «самонагревающимися» для использования в таких приложениях, как определение воздушного потока, определение уровня жидкости или измерение теплопроводности

Как заменить термистор на подогреваемой платформе 3D-принтера?

Для замены термистора и нагревательной трубки можно выполнить следующие действия.

Вам потребуются следующие инструменты:

• Термистор
• Нагревательная трубка
• Ножницы
• Пинцет
• Отвертка двойного назначения
• Шестигранный ключ на 1,5 мм
• Кабельная стяжка (проверьте на Amazon)

Шаг 1. Смещение вентилятора рядом с соплом

Во-первых, убедитесь, что сопло остыло до комнатной температуры, чтобы избежать травм. Отсоедините две боковые крышки с помощью отвертки, затем ослабьте два винта рядом с вентилятором.

Отсоедините разъем вентилятора, удерживая порт пинцетом, а затем вытащите вентилятор.

Шаг 2. Снимите термистор и старую нагревательную трубку 

Теперь с помощью пинцета отсоедините коннекторы старой нагревательной трубки и термистора, затем отрежьте старую нагревательную трубку и термистор.

После обрезки с помощью шестигранного ключа на 1,5 мм ослабьте винт в блоке нагрева и извлеките старую нагревательную трубку и термистор.

Шаг 3. Установка термистора и новой нагревательной трубки

Свяжите новую нагревательную трубку и термистор кабельной стяжкой, затем вставьте новую нагревательную трубку и термистор в нагревательный блок. Часть нагревательной трубки должна выходить с другой стороны нагревательного блока.

Убедитесь, что термистор находится внутри нагревательного блока, затем затяните винт и вставьте новую нагревательную трубку и термистор в модуль. Вставьте разъемы в порты.

Нагревательная трубка и термистор не достигают горячего конца.

Шаг 4. Установка вентилятора

Подключите разъем вентилятора к интерфейсу, а затем подключите его к модулю.

Шаг 5. Сборка деталей

Установите две боковые крышки.

Шаг 6. Проверка термистора

Подключите модуль к контроллеру, затем включите питание. Загрузите нить принтера, откалибруйте нагретую платформу и начните короткую печать для проверки.

Проверьте, не возникнут ли проблемы при печати.

Как проверить сопротивление датчика температуры?

Существуют различные способы проверки сопротивления. Для этого обсуждения мы рассмотрим проверку сопротивления с помощью мультиметра.

Сопротивление не является величиной, которую можно измерить напрямую. Чтобы найти сопротивление термистора, вам нужно определить ток, протекающий через термистор, а затем измерить его результирующее сопротивление.

Показания будут варьироваться в зависимости от температуры, так как это термистор. Предпочтительно выдерживать показания при комнатной температуре (25 ℃)

Шаги о том, как проверить сопротивление:

Для проверки термостойкости нам понадобится; мультиметр и мультиметрические щупы

Шаг 1 :Снимите изоляцию из стекловолокна с пары проводов, соединяющих термистор.

Шаг 2 :Установите диапазон мультиметра на номинальное сопротивление термистора, например. 100 тыс.

Шаг 3: Примените щупы мультиметра к двум проводам. Мультиметр должен отображать температурное сопротивление.

Как узнать, неисправен ли термистор?

Большинство термисторов для 3D-печати имеют термостойкость 100К при комнатной температуре. Различные признаки неисправного термистора в 3D-принтере включают:

• Когда температура печати выше обычной

Материалы для принтера обычно имеют рекомендуемую температуру печати. Если для экструзии материалов принтеру требуется более высокая температура, чем номинальная, возможно, термистор неисправен.

• Тепловой разгон

Термический разгон — это ситуация, при которой 3D-принтер нагревается до чрезвычайно высоких температур и не может остановиться. В этом случае принтер может загореться!

Термический разгон может быть вызван различными причинами. Однако наиболее вероятной причиной является неправильное выравнивание термистора.

Из-за плохого выравнивания прошивка будет постоянно увеличивать нагрев, чтобы достичь цели.

Для предотвращения теплового разгона необходимо установить в прошивку принтера защиту от теплового разгона. Сама по себе прошивка не предотвращает тепловой разгон. Он только пытается остановить перегрев принтера.

• Сбой печати на принтере или множество ошибок печати из-за проблем с температурой
• На мониторе принтера отображаются аномальные колебания температуры

Как откалибровать термистор 3D

Существуют различные способы калибровки трехмерного термистора. Мы собираемся научиться калибровать с помощью мультиметра.

1. Проверка термопары

Проверьте точность показаний термопары мультиметра. Вскипятите небольшое количество воды, затем опустите термопару в воду. Показание 100 ℃ указывает на то, что термопара точна

2. Определение хотэнда

Теперь откройте прошивку принтера. Проверьте, чтобы определить горячий конец. Обычно в программном файле принтера есть файл, управляющий горячим узлом. В руководстве пользователя может быть указано расположение файла для вашего принтера.

3. Подключение Hot End к мультиметру

Подсоедините термопару мультиметра к горячему концу. Подходящий способ — найти пространство между хотэндом и соплом и воткнуть его.

4. Копирование таблицы

Откройте таблицу температур, в прошивке. В таблице приведены значения сопротивления термистора в зависимости от температуры. Этот файл используется принтером для определения температуры по измеренному сопротивлению. Теперь скопируйте таблицу, затем удалите столбец температуры в новой таблице.

5. Заполнение таблицы

В старой таблице установите горячий конец на значение температуры, затем измерьте точное показание температуры на мультиметре. Скопируйте показания сопротивления в новую таблицу, соответствующие значениям в старой таблице, затем повторите шаги для всех значений сопротивления.

6. Заменить таблицу

Удалите старую таблицу термисторов и замените ее новой после того, как найдете нужную температуру для значений сопротивления.

Факторы, которые могут привести к ошибке в температурном диапазоне

Несмотря на все вычисления данных и расчеты, относящиеся к термисторам, термисторные измерения по-прежнему показывают аномально высокие пределы погрешности, превышающие допустимый предел в 1% в 3D-принтерах. Эти ошибки могут быть связаны с:

Ниже приведены несколько факторов, вызывающих такие ошибки:

1. Явный отказ термистора

Провода термистора довольно хрупкие. Их легко можно испортить при смене насадки. Поврежденный термистор может привести к чрезвычайно низким показаниям температуры. Это, в свою очередь, может иметь катастрофические последствия для принтера, поскольку сообщаемые показания не являются фактической температурой. В некоторых редких случаях это может привести к возгоранию.

2. Дрейф во времени

Термисторы со временем изнашиваются в результате постоянного воздействия высоких температур. Воздействие высоких температур приводит к повышению сопротивления, что может привести к аномально низким показаниям температуры, что на самом деле и есть.

Это воздействие является дополнительным фактором нормального смещения времени, ожидаемого для любой машины или компонента машины из-за деградации.

3. Неточные данные калибровки

Неправильные данные калибровки могут вызвать ошибки в термисторах. Следовательно, помимо ошибок, вызванных допуском, предел погрешности здесь будет намного выше ожидаемого.

4. Допуск

Термисторы относительно постоянны в работе, однако их допуски уменьшаются с повышением температуры.

Отклонение для термисторов, используемых в некоторых горячих концах 3D-принтеров, не обязательно может быть точным на уровне 1%. Он может быть выше, например, на 2 %, а во время печати — даже выше.

5. Схема материнской платы

Некоторые компоненты на материнской плате принтера или ненормально высокое сопротивление в соединительных кабелях могут вызвать ошибки считывания температуры термистора. Эти инциденты могут меняться со временем.

6. Плохая настройка PID

Плохая настройка ПИД-регулятора может привести к обратному падению температуры нагретого или парящего слоя принтера, а в некоторых случаях данные будут отображаться неправильно.

Покупка термистора

Основная причина, по которой следует покупать термистор, заключается в том, что тот, который у них есть, вышел из строя.

Во-вторых, можно купить новый, если они хотят модифицировать свой принтер для печати при более высокой температуре, чем та, для которой он обычно предназначен.

Вы также должны рассмотреть возможность покупки у признанного дилера, чтобы все, что вы покупаете, было подлинным.

Заключение

Термистор — это небольшой компонент 3D-принтера, но он играет ключевую роль в печати. Не следует упускать из виду состояние термистора, так как он может привести к полной остановке.