답변:
스위치 유형을 선택하기 위해 사용해야하는 몇 가지 다른 기준이 있습니다.
실제로 얼마나 많은 스위치 정밀도가 필요한지 물어 보는 것이 중요합니다. 마이크로 스테핑 스테퍼 모터를 사용하는 일반적인 3D 프린터 드라이브 트레인은 마찰 토크 및 자기 멈춤 쇠 각도 오차와 같은 오류 유발 효과로 인해 1/16 마이크로 스텝 내에서 (/보다 미세한 마이크로 스테핑을 사용하더라도) 이동 하중을 정확하게 위치시킬 수 있습니다. 대부분의 프린터에서 약 +/- 0.01mm입니다. 원점 복귀 스위치는 모터의 위치 결정만큼 정확해야합니다! 예를 들어 0.001mm 정밀 엔드 스톱을 사용하면 얻을 수있는 것이 없습니다.
+/- 0.01mm의 정밀도는 적절한 스위치 선택 및 구성을 통해 모든 유형의 엔드 스톱 스위치에 달성 할 수 있습니다.
소비자 / 취미 3D 프린터에는 세 가지 "표준"스위칭 유형이 사용됩니다.
기계식 스위치
정밀도 / 반복성은 스위치 품질, 연결된 레버 암의 길이 (길이는 길어 지지만 정밀도는 나빠짐) 및 스위치와 캐리지의 충격 속도에 따라 다릅니다. 기계식 스위치가 양호하거나 기계식 스위치가 불량 일 수 있습니다. 단순하고 저렴하기 때문에 일반적으로 합리적인 기본 선택입니다.
레버 암이 짧은 (또는 레버 암이 제거 된) 작은 기계식 스위치는 일반적으로 필요한 +/- 0.01mm 스위칭 정밀도를 달성합니다. 매우 저렴한 스위치, 빠른 접촉 속도 및 긴 레버 암은 Z 원점 복귀 또는 프로빙에 적합하지 않은 해상도를 제공 할 수 있지만, 여전히 정밀한 X 및 Y 원점 복귀 목적에는 적합합니다.
기계식 스위치가 문제를 일으키는 경향이있는 곳은 소음 제거에 있습니다. 다른 컨트롤러 보드는 스위치를 배선하는 다른 방법을 사용합니다. 일부는 두 개의 와이어를 사용하며 트리거 될 때만 신호를 보냅니다. 트리거되지 않으면 신호 와이어는 마이크로 컨트롤러에 의해 떠 다니거나 약하게 당겨지며 EM 노이즈를 포착하는 안테나 역할을하는 긴 와이어에 연결됩니다. PWM 전류 제어로 인해 히터 또는 스테퍼 배선이 심한 EMR을 방출하는 것이 매우 일반적입니다. 2 선 엔드 스톱 케이블은 항상 스테퍼 및 히터 배선에서 멀리 떨어져 있어야합니다. 도체를 차폐하고 꼬는 것도 좋은 생각입니다.
보다 강력한 접근 방법은 스위치 위치에 따라 신호선을 높이 또는 낮게 끌어 당기는 3 선 스위치를 사용하는 것입니다. 노이즈를 더 잘 제거하는 경향이 있습니다.
매우 저렴한 기계식 스위치는 프린터 수명 내에 고장날 수 있습니다. 그러나 대부분의 리미트 스위치는 수백만 번의 주기로 평가되며 이는 정상적인 프린터 수명 동안 발생할 가능성이 적습니다.
기계식 스위치는 문제 해결 중에 손으로 쉽게 정렬 및 트리거 할 수 있습니다.
광 스위치
이들은 발광체와 검출기 사이의 창을 막는 플래그에 의존합니다. 이것은 비접촉식이며 신뢰성이 높지만 몇 가지 문제가 있습니다. 센서가 특정 강도 이하로 감소하는 빛을 모니터링하고 있기 때문에 정확한 트리거 위치 (정확도)는 실내의 주변 조도에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 단기간에 매우 반복적이거나 정확할 수 있지만 센서가 하루 종일 태양 안팎으로 이동하면 약간 표류 할 수 있습니다.
플래그가 상단이 아닌 측면에서 창으로 들어가면 전환이보다 일관되고 신뢰할 수있는 경향이 있습니다.
광학 스위치는 신호선을 적극적으로 높거나 낮게 잡아 당기므로 전기적 노이즈 제거 기능이 우수합니다.
홀 효과 스위치
주변 자기장의 강도를 측정하고 특정 극성의 특정 양을 초과하면 트리거됩니다. 이것은 매우 정밀하고 반복 가능하며 (+/- 0.01mm보다 낫고) 소음 및 환경 조건에 매우 강합니다. (어쨌든 프린터가 큰 자기장을 방출하는 물체 옆에 있지 않는 한)
내가 본 홀 스위치에는 트리거 거리를 조정할 수있는 조정 가능한 트림 포트가 있습니다. 첫 번째 레이어 높이에 대해 Delta 또는 Z-bed를 수동으로 보정하려고 할 때 유용한 기능입니다.
홀 스위치의 주요 단점은 스위치를 트리거하기 위해 자석이 필요하다는 것입니다. 이는 문제 해결 중에 손으로 트리거하기 어려울 수 있으며 이동 캐리지 어딘가에 자석을 부착해야합니다. 접착제는 잘 작동하지만 자석을 거꾸로 붙이지 마십시오!
Thomas Sanladerer 는 귀하가 요청한 비교를 정확하게 수행했습니다 . 전체 비디오를 확인하십시오.
결과적으로 유도 형 센서가 가장 정확하지만 선택한 베드 재료에 크게 의존합니다.
기계식 스위치 (베어, 금속성 암 없음)는 거의 정확하고 모든 베드 재료와 동일한 정확도를 유지합니다 (단, 후퇴 메커니즘이 필요하므로 정확도가 감소하거나 감소하지 않을 수 있음).
다른 센서는 정확도가 떨어집니다.
어쨌든, 50 미크론 이하의 것은 괜찮고 기본적으로 모든 것이 그 정확도에 도달하기 때문에 대부분은 이미 필요한 것보다 훨씬 낫습니다.
무게, 설치, 가격과 같은 다른 요소를 기준으로 선택하십시오. 특정 베드를 기반으로 한 교정 후 유도는 수축이 필요하지 않기 때문에 가장 쉬울 수 있지만 부피가 큽니다. BLtouch는 아마도 두 번째 선택 일 것이고, 기계적인 마이크로 스위치는 세 번째 선택 일 것입니다.
나는 간단한 대답이 없다고 생각합니다.
제 생각에는 홈 센서의 정확도는 중요하지 않습니다. 펌웨어는 일반적으로 표시된 위치와 실제 위치 사이의 오프셋을 설정합니다. 실제로 중요한 것은 반복성입니다. 센서가 위치를 표시 할 때마다 위치는 동일합니다.
기계식 스위치
몇 가지 기계식 스위치를 테스트하여 "make"이벤트가 "break"이벤트보다 반복성이 낮다는 것을 알았습니다. 최상의 결과를 얻으려면 스위치를 닫는 위치로 이동 한 다음 스위치가 열릴 때까지 반대 방향으로 이동하십시오. 내가 정확하게 기억한다면, 약 0.02 "(0.5mm)의"make "반복성과 약 0.005"(0.13mm)의 "break"반복성이 있습니다.
광 스위치
델타 3D 프린터의 경우 광학 센서를 사용합니다. 광학 센서에는 일반적으로 분기 구조의 반대편에 내장 된 조명 및 센서가 있습니다. 센서쪽에는 수광되는 빛을 가리는 슬롯이있어 주변 광으로부터 보호합니다. 슬롯은 포크와 정렬되거나 그에 수직 인 축을 따라 있습니다. 인터럽터에 사용하는 플래그는 슬롯을 완전히 덮어야하며 플래그의 반복성이 우수하려면 슬롯과 평행해야합니다. 다시 말해, 일부 센서는 측면에서 플래그가 들어가기를 기대하는 반면 다른 센서는 플래그가 위쪽에서 들어가기를 기대합니다. 어느 쪽이든 작동하지만 기계 구성에 적합한 센서를 선택해야합니다.
광 스위치가있는 주변 광
주변 광이 문제 일 수 있습니다. 그렇다면 센서를 음영 처리하여 해결할 수 있습니다.
센서의 LED가 주변 LED 조명과 동일한 효율이라고 가정 해 봅시다. 참고로 다음은 광 센서에 사용되는 일반적인 광 차단기 사양 시트입니다. http://www.isocom.com/images/stories/isocom/isocom_new_pdfs/H21A.pdf 광 센서 패키지는 감수성을 줄이기 위해 설계되었습니다 주변 광에.
거리 ^ 2로 빛의 강도가 떨어지고 센서의 조명이 매우 가깝습니다. 실내 조명이 센서에 미치는 영향은?
매장에서는 형광등 용으로 8 피트 LED 교체 용 전구를 사용합니다. 이로 인해 72 와트의 LED 조명이 있는데 천장 아래의 반구를 고르게 조명합니다. 전체 구는 12.56 sr (스테 레디안 또는 스테레오 라디안)이므로 반구는 6.28 스테 라디안이며 11.46 W / sr의 출력입니다. 센서에서 거리를 제곱으로 나눠야합니다 (8 피트). 이것은 우리에게 (11.46 W / sr) / (96in ^ 2) = 0.119 W / 면적을줍니다.
조명 LED의 전력은 (일반적으로) 1.2V * 0.05A 또는 0.06W입니다. 일반적인 LED의 라이트 콘은 0.06W / sr의 전력에서 약 30도 (1 초)입니다. 4mm 또는 0.157 "의 이미 터와 센서 사이의 거리를 추정하기 위해 스케일링 된 값은 (0.06 W / sr) / (0.157in ^ 2) = 2.43 W / area입니다.
일반적인 주변 광이 문제가 될 것 같지 않습니다. 만약 그렇다면, 센서 마운팅은 센서가 주변 광에 직접 노출되는 것을 막도록 설계 될 수 있습니다.
광학 센서에서는 차단 플래그가 실제로 조명등에 불투명한지 확인하는 것이 중요합니다. 내가 알다시피, 빨간색 PLA는 적외선에 특히 불투명하지 않으므로 깃발을 검은 색 페인트로 칠해야했습니다.
홀 효과 스위치
홀 효과 자기 리미트 스위치에 대한 경험이 없습니다. 여기의 다른 답변은 정확한 탐지 지점을 설정하는 데 사용할 수있는 조정 기능이 있기 때문에 칭찬했습니다. 나는 표류하기 때문에 조정을 좋아하지 않습니다. 화분은 마모, 산화 및 저항의 느리고 빠른 변화에 영향을받습니다. 하드웨어에서 조정 불가능하고 반복 가능한 것을 갖고 소프트웨어를 사용하여 교정을 유지하고 싶습니다.
하이브리드 선택의 예
6 축 델타 아키텍처 CNC 머신에서 빌드하는 경우 홈 위치 감지에 하이브리드 방식을 사용합니다. 기계식 스위치는 원점에 가까운 위치를 나타내며 로터리 엔코더의 인덱스 펄스는 정확한 원점 위치를 정의합니다. 원점 복귀 펌웨어는 기계식 스위치가 닫힐 때까지 홈으로 이동 한 다음 열릴 때까지 먼 다음 인덱스 펄스를 감지 할 때까지 홈으로 다시 이동합니다. 6 개의 축이 있으므로 6 개의 스위치 및 인코더 세트가 있습니다. 인덱스 센서가 회 전당 한 번 맞았 기 때문에 거친 원점 복귀 용 기계식 스위치를 사용하는 것이이 기계에 적합하므로 가정용 지표가 아니기 때문에이 기계는 많은 먼지와 칩을 만들어 광학 센서를 차단할 수 있습니다 .
따라서 절대적인 대답없이 반복성을위한 광학 스위치를 선호합니다.
센서가 가장 좋은 몇 가지 요소가 있다고 생각하지만 일반적인 순서는 Hall, Optical, 기계식입니다. 진동과 프린터 사용에 따른 변화로 인해 모든 유형에 변동이 발생할 수 있습니다. 따라서 조정의 용이성과 평가에 포함되는 정지의 정확성입니다.
내 경험에 따르면 홀 효과 센서가 가장 정확하고 쉽습니다. 그들은 물리적 인 스위칭에 의존하지 않으며 (기계적으로) 컴포넌트에 "마모"가없고 스위칭 포인트는 고정 된 상태를 유지합니다. 여기에는 전위차계가있어 기계적 개입없이 정지 위치를 변경하여 매우 미세하게 조정할 수 있습니다. 그들은 매우 정확할 수 있습니다.
광학은 비슷하지만 일반적으로 센서를 켜거나 끄도록 빔을 차단하는 고정 구성 요소가 있습니다. 마운트 포인트를 조정해야하므로 정지 점 조정은 일반적으로 기계식으로 이루어 지므로 정확도가 떨어집니다. thingyverse 등에서이를 완화하기 위해 다양한 조절 식 마운트가 있습니다.
기계식 스위치는 시간이 지남에 따라 저하 될 수있는 실제 스위치 메커니즘의 부정확성이 추가되어 조정 측면에서 광학과 유사합니다.
당신이 한 번 봐 걸릴 경우 RepRap 위키 , 그들은 간단히 세 가지 스위치 설명 :
" 기계식 엔드 스톱 은 일반적인 스위치, 2 개의 와이어로 구성된 가장 기본적인 형태의 엔드 스톱입니다. 스위치 상태를 변경하면 전자 장치에 신호를 보냅니다.
"이 광학 엔드 스톱은 조도를 관찰하고 급격한 변화에 반응합니다."
"이러한 엔드 스톱; 홀 효과 센서는 자기장에 응답하여 출력 전압을 변화시키는 변환기입니다. 홀 효과 센서는 근접 스위칭, 위치 결정, 속도 감지 및 전류 감지 애플리케이션에 사용됩니다."
귀하의 질문과 관련하여, 귀하의 상황에 따라 다릅니다. 그러나 대부분의 경우 좋은 '올 기계식 스위치는 반복 가능하며 그 목적을 잘 수행합니다.
개인적으로 광학 및 자기 스위치를 다기능 구성 요소 범주에 배치했습니다. 즉,이 두 유형의 스위치는 일반적으로 물체 감지에 유용한 범위를 제공합니다. 이로 인해 (기계에 따라) 푸시 정지 명령이 발생하여 소프트 정지에 가까워지면 기계가 느려지 게 할 수 있습니다.
다시 말하지만, 나는 개인적으로 주변의 실내 조명이나 다른 광원에서 발생하는 백색광 노이즈와 함께 광학적 인 엔드 스톱을 사용하는 것에주의해야합니다. 이러한 종류의 문제를 해결하는 일부 모듈에 대해서는 우려 할 수 있습니다.
따라서 기계식과 자기 식을 좁 히면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.-자기는 부드러운 접근 방식을 제공하여 (잠재적으로) 마모량을 줄입니다. 그러나 저는 자기 스위치가 센서에 사용 된 구성 요소에 따라 "다이얼링"을 요구한다고 가정합니다 . 이로 인해 원하지 않는 범위의 센서가 트리거 될 수 있습니다. -기계식 스위치는 간단합니다. 그들은 만지거나 만지지 않거나 (켜거나 끄고)-가능한 프로 (또는 죄수)는 트리거를 수동으로보다 쉽게 조작하는 능력입니다. 문제 해결 단계의 일부로 엔드 스톱을 수동으로 트리거 해야하는 상황이 몇 번 발생했습니다. 그러나 기계가 작동하는 동안 실수로 엔드 스톱을 부딪친다면 좋지 않습니다.
다른 답변에서 다루지 않은 별도의 문제는 X / Y 축의 끝 정지 점이 Z 축과 다른 요구 사항이라는 것입니다.
프린터가 XYZ 보정 (예 : Prusa i3 MK2)을 제공 할 때 X 및 Y 스위치의 속성이 중요한 역할을합니다. Z 프로브의 경우 프로브가 침대의 기점 (구리 원) 위에 위치해야하기 때문입니다. 캘리브레이션의 XY 부분은 엔드 스톱 트리거 포인트를 기준으로 기준점의 위치를 측정합니다. 그런 다음 Z 교정은 각 기준점의 높이를 측정합니다.
XYZ 캘리브레이션이 제공되지 않는 경우 일반적으로 X 및 Y 트래블 엔드와 관련하여 반복 가능한 위치 지정이 필요하지 않으며 대부분의 프린터에서는 건너 뛰기 단계를 시작하고 하루를 호출 할 때까지 모터를 간단히 움직일 수 있습니다. 몇 단계 내로.
Z 축은 항상 정확성과 반복성에 대한 요구 사항이 높으며 위치를 결정하는 일반적인 두 가지 접근 방식이 있습니다.
Z 축 드라이브 시스템에는 엔드 스톱이 없으며, 프린트 헤드에 프로브가 장착되어 헤드가 프린트 베드 위의 일정 거리를 감지하는 데 사용됩니다. 이는 베드 모양의 9 포인트 교정에 사용될 수 있으므로 베드 레벨링이 필요 없습니다.
Z 축 드라이브 시스템에 사용되는 엔드 스톱. 프린트 헤드에 센서가 없습니다. 베드는 노즐을 기준으로 별도로 수평을 유지해야하므로 베드 수평 조정 나사입니다.
델타의 경우 기본적으로 3 개의 Z 축 드라이버가 있으며 데카르트 XYZ 드라이브와 유사하며 프린트 헤드에 프로브가 있으면 엔드 스톱이 필요하지 않습니다. 이러한 프로브로 멀티 포인트 베드 레벨링을 수행 할 수도 있습니다.
Mechaduino 또는 선형 디지털 위치 센서 (예 : CNC 기계에 사용) 와 같은 폐 루프 스테퍼 제어를 사용하면 X 및 Y 엔드 스톱이 불필요 해 집니다.
Z 프로브는 베드 레벨링을 수동으로 수행하지 않으려는 경우에도 여전히 유용합니다.