Retrofit di USB-C su una stampante 3D: 10 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Vale sempre la pena stare al passo con i tempi con un investimento minimo. Ho acquistato per la prima volta la mia stampante 3D tre anni fa e sfortunatamente dopo una lunga attesa, la stampante è stata spedita con una porta SD rotta. Tutto quello che mi restava da fare era restituirlo e aspettare ancora qualche mese per una sostituzione o trovare alternative di connettività.

È qui che inizia tutto il "divertimento". Da allora, ho utilizzato la stampante 24 ore su 24 utilizzando OctoPi, molto popolare tra la comunità dei produttori. OctoPi utilizza un cavo da USB a USB Mini per connettersi alla stampante. Ho provato diverse configurazioni come connettori dritti o ad angolo retto, ma continuavano a fallire. Ciò ha comportato molti problemi ogni volta che avevo bisogno di stampare qualcosa. Ho dovuto muovere il cavo per trovare il punto giusto (nessun gioco di parole). Ho provato anche diverse marche, niente è durato a lungo e quando usi la stampante per più di mille ore può diventare un po' frustrante.

La mia prima esperienza con cavi/connettori USB-C è stata quando ho aggiornato il mio telefono. Questa volta ho fatto un atto di fede e sono passato da iPhone a un telefono Android. Ho iniziato ad apprezzare il modo in cui il connettore si inserisce e funziona. Personalmente ho pensato che fosse un ottimo design. Non è durato a lungo finché non ho iniziato a comprare la mia elettronica con connettività solo USB-C. Ciò significava che ero completamente carico di cavi, diversi colori/marche/lunghezze.

Poi mi sono reso conto che non dovrebbe essere così difficile cambiare il connettore anche su altro hardware, quindi ho eseguito le mie prime prove su alcuni knock-off cinesi economici per Arduino Nano. Poiché il processo è stato un successo, ho deciso di tentare la fortuna e convertire anche la mia stampante 3D.

Passaggio 1: materiali e strumenti

La bellezza di questo progetto è che può essere realizzato con strumenti di base che la maggior parte degli appassionati di elettronica ha in giro.

Gli strumenti minimi di cui avrai bisogno sono:

• Saldatore: può essere molto semplice o può essere una stazione di saldatura, tutto va bene
• Saldatura - Io personalmente uso 60Sn/40Pb 0.4mm/0.8mm dia
• Pinzette: facilita il montaggio del filo di rame
• Pinze
• Helping hands - Ho usato una morsa stampata in 3D (fare riferimento al video di Youtube)
• Trapano a mano
• Punta da trapano da 3 mm
• Cacciavite esagonale 1.5MM e 3MM
• Lime ad ago
• Multimetro (solo opzionale per la risoluzione dei problemi)

Ora che abbiamo parlato degli strumenti ecco un elenco con i materiali:

• Filamento per stampante 3D - circa 0,53 m per l'adattatore che ho progettato
• USB-C Breakout: qualsiasi marca funziona, quella che ho usato è di POLOULU
• Filo di rame smaltato 29AWG - puoi usare diversi diametri e rivestimenti ma ho trovato che la mia combo funziona al meglio
• 2 viti esagonali M3 x 15MM
• 2 viti esagonali M1.5x5MM

Passaggio 2: rimozione della scheda principale dalla stampante 3D

Poiché marchi diversi hanno layout e design di case diversi, posso solo offrire qui alcuni suggerimenti e trucchi su come rendere questo processo infallibile.

• Sii molto gentile quando lavori con l'elettronica. A volte i connettori non si staccano molto facilmente. La mia stampante, ad esempio, è una CREALITY EDER 3 e tutti i connettori sulla scheda principale sono stati ricoperti di colla a caldo. Per favore, prenditi il tuo tempo e usa la forza minima quando lavori con la scheda madre;
• Se non l'hai mai fatto prima, è una buona idea contrassegnare tutti i cavi e i connettori nella posizione corretta. Questo sarà utile quando si rimonta tutto. È possibile trovare schemi per la maggior parte delle stampanti 3D consumer sul mercato, quindi se si fallisce questo passaggio c'è ancora speranza. Puoi tracciare tutti i cavi per vedere dove portano e tutto ciò che devi fare è abbinarli al connettore corretto.

Passaggio 3: rimozione del vecchio mini connettore USB dalla scheda

Questo è un passaggio complicato dove con un po' di pazienza dovrebbe essere fattibile

• Aggiungi più saldature che puoi sulle 4 gambette dello schermo del connettore e anche sui 5 pad del connettore
• Lavora intorno al connettore cercando di mantenere il fluido di saldatura
• Più grandi sono i blob di saldatura che hai creato, più facile sarà mantenerli fluidi
• Mentre tieni il liquido di saldatura, prova a spingere delicatamente via il connettore. È molto importante non tirare o forzare il connettore in quanto potrebbe causare la rottura dei pad come ho fatto sulla mia prima scheda di prova
• Fare riferimento al mio video YOUTUBE per vedere come ho fatto
• Una volta che il connettore è fuori, se necessario, puoi pulire tutti i pad usando lo stoppino per saldatura
• Si consiglia una punta di saldatura a scalpello grande per la sua buona inerzia termica

Passaggio 4: preparazione dei cavi e saldatura alla scheda principale della stampante

Durante questo passaggio dovremo preparare i nostri fili per la saldatura

• tagliare i fili alla dimensione desiderata
• pulisci le estremità dallo smalto ruotando la saldatura fino a 380 °C: se la tua stazione di saldatura non supporta il controllo del calore, puoi raschiare delicatamente lo smalto dal filo usando un taglierino affilato
• trasferire la saldatura su entrambe le estremità del filo e procedere con la saldatura della prima estremità sulla scheda principale della stampante
• per fare questo consiglio una piccola punta di saldatura a scalpello

Passaggio 5: preparazione del breakout USB-C

Ora dovremo avvitare la breakout board USB all'adattatore che ho progettato. L'adattatore servirà ulteriormente per fissare l'intero assieme nel punto desiderato sull'alloggiamento della stampante 3D. La mia raccomandazione è di trovare il punto migliore dove è più vicino al vecchio connettore per mantenere i fili il più corti possibile.

Per il montaggio utilizzerai le viti 2 x M1.5 x 5MM che si infileranno direttamente nell'adattatore

Passaggio 6: preparazione dell'alloggiamento della stampante 3D

• Posizionare il connettore USB-C sull'alloggiamento della stampante 3D nella posizione in cui si desidera installarlo
• Disegna il contorno del connettore USB sul contorno usando una penna
• Durante questo processo tracciare anche la posizione in cui verranno fissati i fissaggi laterali per l'adattatore
• Inizia a forare il materiale utilizzando la punta da trapano da 3 mm
• Dovrai praticare esattamente 3 fori uno accanto all'altro
• Una volta fatto, inizia a limare delicatamente l'apertura finché non si abbina perfettamente al contorno che hai disegnato
• Se sei soddisfatto del lavoro, puoi procedere con l'assemblaggio finale della combinazione USB-C Breakout/adattatore

Passaggio 7: saldatura finale

Una volta che il breakout è nella posizione corretta nell'alloggiamento della stampante 3D, puoi procedere con il fissaggio della scheda madre al suo posto. In questa fase devi solo usare le viti per fissarlo, ma non iniziare a rimettere l'imbracatura perché hai bisogno di tutto lo spazio che puoi ottenere per il momento.

Procedi con la saldatura dei fili di rame sulla breakout board. Fai molta attenzione a quale cavo va dove. In questo passaggio fai riferimento allo schema che ho fornito o al video YOUTUBE.

Passaggio 8: assemblaggio finale

Dopo aver saldato l'ultimo dei fili, puoi procedere con l'installazione di tutti i cablaggi e i connettori sulla scheda principale della stampante.

Prenditi il tuo tempo e assicurati che tutto vada al posto giusto. Non posso sottolineare abbastanza quanto sia importante prestare attenzione all'ordine dei fili. Personalmente sono riuscito a cambiare alcuni fili e a rompere uno dei driver del motore passo-passo.

Prima di procedere con il test della stampante, consiglio di eseguire un controllo visivo su tutte le saldature e i fili. Se hai un multimetro a portata di mano puoi controllare la resistenza dei fili posizionando i tester sui pad del PCB. Ciò garantirà che tutti i cavi siano collegati e funzionino come dovrebbero.

Passaggio 9: accensione e test

Dopo aver finito di rimontare tutto è il momento per un test.

• accendi la stampante e inserisci il NUOVO cavo USB-C nella stampante
• accendi OctoPi e prova a connetterti alla stampante
• passare alla scheda di controllo e dire alla stampante di spostare il letto e la testina di stampa in direzioni diverse

Se questo processo ha successo, puoi chiamarlo una vittoria e iniziare a fare cose

*se OctoPi non riesce a connettersi alla stampante, consiglierei un'altra attenta ispezione visiva sulle saldature/cavi/connettori per assicurarsi che tutto sia a posto. Se la misurazione della resistenza sui 4 fili corrisponde, significa che il problema non deriva dal trapianto.

Passaggio 10: parole e pensieri finali

Alcune persone troveranno questo processo disordinato e sono d'accordo che non è il modo più pulito per farlo, ma tieni presente quanto segue:

• nessuna delle modifiche è visibile poiché tutto è all'interno della custodia della stampante
• la mod è sicura anche se i fili si toccano poiché sono ricoperti di smalto che è un ottimo isolante elettrico
• i fili che ho suggerito sono il perfetto equilibrio tra affidabilità/rigidità/conduttività
• non sarai in grado di rompere i fili, ma è più probabile che tiri fuori i pad dal PCB prima di danneggiarli, cosa mai

A seconda della provenienza delle parti, non dovrebbe costarti più di $ 10 solo per i materiali

Quando ho iniziato a cercare di fare questa mod sulla stampante, avevo un'opzione diversa sul tavolo. Sfortunatamente non sono stato in grado di reperire le parti di cui avevo bisogno a causa della disponibilità. Alla fine questa soluzione sarebbe risultata piuttosto costosa, quindi ho scelto di lasciarla per il momento.

L'idea era di utilizzare alcuni connettori di JST che si adattassero direttamente ai vecchi pad USB Mini PCB.

I connettori in discussione sono:

• Maschio: 08SUR-32S
• Femmina: BM08B-SURS-TF

Secondo me questo sarebbe stato il modo più pulito e presentabile di fare questo trapianto. L'opzione è ancora sul tavolo per il futuro una volta che riuscirò a reperire le parti.

Fatemi sapere cosa ne pensate e lasciate un commento qui sotto. Se hai tempo, è sempre meglio vedere il video reale che ho realizzato con l'intero processo.