3D プリンター サーミスター。 3D プリンタでの機能
3D プリンター サーミスターとは
サーミスタは、温度の変化に応じて抵抗値が急速に予測的に変化する抵抗器です。
サーミスタは、主にゲルマニウムとシリコンの半導体でできており、その抵抗値は温度範囲の大きさに依存します。
3D プリンターでのサーミスターの役割
サーミスタは、3D プリンターで温度センサーとして使用されます。それらは、ヒートベッドやホットエンドなどの温度に敏感なポイントに固定されています。これらのポイントでは、温度を監視し、データをマイクロコントローラーに送信します。
プリンターの温度を制御するために、プリンターのマイクロコントローラーは関連データを使用してプリンターの温度を調整します。
加熱すると、抵抗の変化が検出され、プリンターのファームウェアによってキャリブレーション データに対してマッピングされ、温度変化が計算されます。
サーミスターの種類
サーミスタには次の 2 種類があります。
a) 負の温度係数 (NTC)
これは、3D プリンターで最も一般的に使用されるタイプのサーミスターです。 NTC サーミスタは、温度に応じて可変抵抗を提供します。温度が上昇すると、抵抗が高から低になり、電流が流れるようになります.
電源投入時に、突入電流を軽減するために NTC を使用すると、追加の一連の抵抗が提供されます。抵抗は、サーミスタが電流で自己発熱する通常の温度では無視できる量まで低下し、通常の電流の流れを可能にします。
b) 正の温度係数 (PTC)
PTC サーミスタは、温度に応じて可変抵抗も提供します。温度が上昇すると、抵抗が低から高に上昇し、過電流を防ぎます。
PTC サーミスタは、NTC サーミスタではなく特定のシナリオで使用されます。これらは次のとおりです:極端な温度条件、デジタル温度計などのリセット時間がほぼゼロの機器 (Amazon で確認) 、または頻繁にショットが発生するシステムで。
サーミスタが優れたセンサーである理由
サーミスタは、耐久性が高く、挙動が予測可能であるため使いやすいため、センサーとして多くのアプリケーションで使用するのに有利です。温度測定と制御のアプリケーションでの使用は際立っています。
明らかに、対応する温度変化によるサーミスタの電気抵抗の変化は、サーミスタの本体温度が周囲環境からの放射または伝導によって変化したか、または内部の電力損失によって引き起こされた「自己発熱」によって変化したかに関係なく注目に値します。
サーミスタの本体温度は、その環境の熱伝導率と、デバイス内で消費される電力が「自己発熱」を引き起こすのに十分な回路でサーミスタが使用される場合の温度にも依存します。
サーミスタは、気流検出、液面検出、または熱伝導率測定などのアプリケーションで使用するための「自己発熱」です
3D プリンターの加熱ベッドのサーミスターを交換するにはどうすればよいですか?
次の手順を使用して、サーミスタと加熱チューブを交換できます。
次のツールが必要です:
- サーミスタ
- 加熱管
- はさみ
- ピンセット
- 兼用ドライバー
- 1.5 mm 六角レンチ
- ケーブルタイ (Amazon でチェック)
ステップ 1:ノズルの横にあるファンを取り外す
まず、怪我を避けるために、ノズルが室温まで冷却されていることを確認してください。ドライバーを使用して 2 つのサイド カバーを取り外し、ファンの横にある 2 つのネジを緩めます。
ピンセットを使用してポートを押さえながらファンのコネクタを外し、ファンを取り外します。
ステップ 2:サーミスタと古い加熱チューブを取り外す
次に、ピンセットを使用して、古い加熱管とサーミスタのコネクタを外し、古い加熱管とサーミスタを切断します。
切断後、1.5mm 六角キー レンチを使用してヒート ブロックのネジを緩め、古い加熱チューブとサーミスタを取り出します。
ステップ 3:サーミスタと新しい加熱チューブの取り付け
新しい加熱チューブとサーミスタを結束バンドで結び、新しい加熱チューブとサーミスタをヒート ブロックに挿入します。加熱チューブの一部は、ヒート ブロックの反対側から延長する必要があります。
サーミスタがヒート ブロック内にあることを確認してから、ネジを締め、新しい加熱チューブとサーミスタをモジュールに通します。コネクタをポートに差し込みます。
加熱管とサーミスタがホット エンドに到達できません。
ステップ 4:ファンの取り付け
ファン コネクタをインターフェイスに差し込み、モジュールに取り付けます。
ステップ 5:パーツの組み立て
2 つのサイド カバーを取り付けます。
ステップ 6:サーミスターのテスト
モジュールをコントローラに接続し、電源を入れます。プリンター フィラメントをロードし、加熱ベッドを調整し、短い印刷を開始してテストします。
印刷時に問題がないか確認してください。
温度センサーの抵抗をテストするにはどうすればよいですか?
抵抗をチェックするにはさまざまな方法があります。この議論では、マルチメータを使用して抵抗をチェックすることを検討します.
抵抗は、直接測定できる値ではありません。サーミスタの抵抗を見つけるには、サーミスタに流れる電流を推測し、結果として生じる抵抗を測定する必要があります。
サーミスタであるため、読み取り値は温度によって異なります。測定値を室温抵抗 (25℃) にすることをお勧めします
耐性を確認する手順:
温度耐性を確認するには、次のものが必要です。マルチメーターとマルチメータープローブ
ステップ 1 :サーミスタを接続している一対のワイヤのガラス繊維絶縁体を取り外します。
ステップ 2 :マルチメータの範囲をサーミスタの定格抵抗に設定します。 100k.
ステップ 3: マルチメータ プローブを 2 本のワイヤに適用します。マルチメータは温度抵抗を表示する必要があります。
サーミスタが不良かどうかを知るにはどうすればよいですか?
ほとんどの 3D プリント サーミスタは、室温で 100k の温度耐性を備えています。 3D プリンターの不良サーミスターのさまざまな症状には、次のものがあります。
- 印刷温度が通常より高い場合
通常、プリンターの材料には推奨される印刷温度があります。プリンターが材料を押し出すために定格温度よりも高い温度を必要とする場合、サーミスターが不良である可能性があります。
- 熱暴走
熱暴走とは、3Dプリンターが異常に高温になり、止まらなくなってしまう状態です。これが発生すると、プリンターが発火する可能性があります!
熱暴走は、さまざまな理由による可能性があります。ただし、最も考えられる原因は、サーミスタが適切に配置されていない場合です。
位置合わせが不十分なため、ファームウェアはターゲットに到達するように継続的に熱を増加させます。
熱暴走を防ぐには、プリンターのファームウェアに熱暴走保護をインストールする必要があります。ファームウェアだけでは熱暴走は防げません。プリンターの過熱を途中で止めようとするだけです。
- プリンタで印刷できない、または温度の問題による印刷エラーが多い
- プリンタ モニタの異常な温度変化の表示
3D サーミスタの校正方法
3D サーミスタのキャリブレーションにはさまざまな方法があります。マルチメータを使用して校正する方法を学びます。
1.熱電対のテスト
マルチメータの熱電対が正確かどうかをテストします。少量の水を沸騰させ、熱電対を水に浸します。 100℃の読み取り値は、熱電対が正確であることを示します
2.ホットエンドの特定
プリンターのファームウェアを開きます。ホットエンドを特定するためにチェックします。通常、プリンターのプログラム ファイルには、ホット エンドを制御するファイルがあります。オーナーズ マニュアルには、プリンターのファイルの場所が示されている場合があります。
3.ホットエンドをマルチメーターに接続
マルチメータの熱電対をホット エンドに接続します。適切な方法は、ホット エンドとノズルの間にスペースを見つけて差し込むことです。
4.テーブルのコピー
ファームウェアで温度テーブルを開きます。この表には、温度に対するサーミスタ抵抗の値が含まれています。測定された抵抗から温度を決定するために、プリンターはこのファイルを使用します。テーブルをコピーして、新しいテーブルの温度列を削除してください。
5.表への記入
古いテーブルで、ホット エンドを温度値に設定してから、マルチメーターで正確な温度の読み取り値を測定します。古いテーブルの値と一致する新しいテーブルの抵抗値に読み取り値をコピーし、すべての抵抗値に対して手順を繰り返します。
6.テーブルを交換
古いサーミスタ テーブルを削除し、抵抗値の目的の温度を見つけたら、新しいテーブルに置き換えます。
温度範囲の誤差につながる要因
サーミスターに関連するすべてのデータ計算と計算にもかかわらず、サーミスター測定値は、3D プリンターで許容される 1% のマージンを超える異常に高い誤差マージンを示します。これらのエラーの原因は次のとおりです:
以下は、このようなエラーの原因となるいくつかの要因です:
1.明らかなサーミスタの故障
サーミスタ ワイヤは非常に壊れやすいです。ノズルを交換すると、簡単に台無しになる可能性があります。サーミスタが損傷していると、測定値が極端に低くなる可能性があります。報告された測定値は実際の温度ではないため、これはプリンターにとって悲惨なことになる可能性があります。まれに、火災の発生につながる可能性があります。
2.ドリフト・オーバー・タイム
サーミスタは、高温にさらされ続けると、時間の経過とともに摩耗します。高温にさらされると抵抗が上昇し、異常に低い温度測定値につながる可能性があります.
この露出は、機械または機械のコンポーネントで予想される劣化による時間の通常のドリフトに対する追加要因です。
3.不正確な校正データ
校正データが正しくないと、サーミスタにエラーが発生する可能性があります。したがって、公差によるエラーに加えて、ここでのエラーの許容範囲は予想よりもはるかに高くなります。
4.寛容
サーミスタの性能は比較的安定していますが、許容範囲は温度の上昇とともに減少します。
一部の 3D プリンターのホット エンドで使用されるサーミスターの偏差は、必ずしも 1% で正確であるとは限りません。 2% ほど高くなる場合もあれば、印刷中はさらに高くなる場合もあります。
5.マザーボード回路
プリンターのマザーボード上の一部のコンポーネントまたは接続ケーブルの異常に高い抵抗により、サーミスター温度の読み取りエラーが発生する可能性があります。これらのインシデントは、時間の経過とともに変化し、ドリフトする可能性があります。
6. PID チューニングが不十分
PID の調整が不十分な場合、プリンターの加熱ベッドまたはホットベッドの温度が後退し、場合によっては誤って報告される可能性があります。
サーミスタの購入
サーミスタを購入する主な理由は、使用しているサーミスタが故障した場合です。
次に、通常の設計よりも高い温度で印刷するようにプリンターを変更したい場合は、新しいものを購入できます。
正規販売店からの購入も検討して、正規品を購入してください。
結論
サーミスタは 3D プリンターの小さなコンポーネントですが、印刷において極めて重要な役割を果たします。サーミスターの状態は見過ごされるべきではありません。すべての作業が停止する可能性があるからです。
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