どうもオタコンです。
僕は3Dプリンタを持っています。
とある日に3Dプリンタが不調になった為、分解整備を行っていたところ間違えてサーミスタを切ってしまいました。

結果マザーボードが壊れた。
サーミスタを切った事によって恐らくショートさせてボードのどこかを壊してしまったのでしょう。


今回の3Dプリンタの不調の原因と症状　

機種：Alunar m508
症状：サーミスタセンサーのコネクタから電圧が出ない。
　　　よってモニタに表示されるホットエンドの値は常に200度になっている。


Alunar　m508標準マザーボードの修理を試みたがよく分からない。　付近にコンデンサがあるのでこれを交換すれば直っていたのだろうか？

もともと以下の商品のようなダンパーを使い、ハードウェア上の対策として静音化をしていた。

スステッピングモーター鋼およびゴム製振動ダンパー


せっかくならこれを機会にソフトウェアの対策、つまりはステッピングモーターから出るそもそもの音を無くしてしまおうと以下の商品を購入した。

TMC2208
WINGONEER 5ピースステッピングモータードライバーTMC2208

マザーボードは以下の商品を採用した。
arduino mega2560をベースにしており3dプリンタに必要なコネクタが付いており、後でパーツを買う必要が無い。

ANYCUBIC 3Dプリンタ TriGorilla マザーボード Mega s/mega/kossel/prusa i3向け Ramps1.4 +Mega2560 一体化 コントローラボード PCB基盤 通用型 i3 デルタ等

TMC2208で静音化の為にやった大まかな手順。

詳細を解説したブログや記事などがある為、僕が改めて解説する事は省きます。
その代わり施工の際に参考にした以下の記事を紹介させて頂きます。

I3MEGAのモータドライバーを変更する

Anycubic i3 MegaのモータードライバをTMC2208にした話 

Alunar M508 (RepRap Prusa i3) の静音化 

Anycubic i3 MEGA アップグレード計画② 静音化しよう！

Anycubic Mega-S(i3 Mega) の静音化改造 

1.マザーボードにファームウェアを入れる

USBでPCと接続　arduinoIDEというソフトでボードに書き込むという手順。
ボードがPCに認識される為には以下の2つの手順が必要
・マザーボードのピンスイッチをUSB接続モードにする。
・マザーボードを認識させる為のドライバをインストールする。

僕がやった過程

コンパイルしてもタイムアウトする→ボードがPC に認識されていなかった。
→ドライバをanycubeの公式サイトからダウンロード　無事認識される。

LCDが表示されない
→結局　コネクタが逆だった。　コネクタを逆向きに付け替えて無事認識
これはm508側のマザーボードが逆なのか？　これが間違えてたのか？


2.TMC2208のVrefセッティング

Vrefという所の電圧を調節する必要があるらしい。
この値を高くするとトルクが増えるが発熱量も増えてオーバーヒートの原因となるらしい。つまりは”いいあんばい”が望まれるとの事。

ちょっとまって！　Vref 1.15Vに出来ねぇゾ

こちらのnoteの記事ではY軸は最低1.15に調整しろとあるが、どうがんばっても1.1Vに出来たドライバが5個買った内の1つだけだった。→何かがおかしい。

ノイズが最もうるさく、かつトルクが必要とされるY軸でVref1.1Vで動作テストを行ったところ、動かしてすぐ脱調が発生。　クーリングファンを当てしばらく連続動作を行うも度々がくッとした脱調が発生。
→ここでVrefの値はマシン（ステッピングモーター）の特性に合わせて行うものと知る。


どうやらステッパーの許容電流に合わせて　とある公式に当てはめてVrefの電圧値を出すみたいだ。

https://ja.aliexpress.com/item/32793304599.html

によると僕の使っているステップモーターの型番が「17HD40005-22B」なので定格電流は1.5Aのようだ。
これより低い電流になれば良い。

TMC2208の工場出荷時の標準Vrefが約0.65v。その値でモーターに流れる電流が0.5Aだそう。
説明によるとTMC2208が出せる最大電流が1Aだそうだ。

m508に最も似た機種ではanet a8であろうが、そこで採用されているステップモーターの許容電流は0.9Aであった。

Vref 0.65Vの最小値でも全然動くやんけ！

ただ、ここまで言ってなんだが実際に0.65vでY軸を動作させてみたところ十分なトルクがある。
そして0.65v~1.1Vまでvrefを設定した基板を使い、ノイズテスト行ってみた所、0.65vが一番ノイズが少ない。
なので元々静音化という目的だったので、最初にとりあえず全てのモータドライバを0.65vで組み何か脱調等の不具合があればその都度設定を変えるというオペレーションにする事にする。


3.放熱問題をクリアする。

もともとm508は開放型であり、プリンタ本体にマザーボードと電源が取り付けられる設計だったが、ABSをプリントする為にプラダンで周りを囲っており電源が熱暴走をする事を避ける為にコードを延長し電源をボックスの外に設置する形にしていた。

そして今回のマザーボードの交換に伴い、ドライバが思った以上に発熱する為　マザーボードもボックスの外に出す事にする。


4.完成

とりあえず動くようになった。
見てくれは悪いがこれからコルゲートチューブでも巻いて、見た目を良くしていこう。



ビフォー&アフター

最後に施工前後の音の違いをのせておこうと思う。

ビフォー



アフター


とても静かになった。
これで夜間も印刷する事に躊躇しなくなる。