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MaKr3d Melzi controller board

Komplettelektronik für 3D-Drucker mit grafischem LCD

Über den Projekt

Dies ist eine verbesserte Version des bekannten Melzi-Boards, ergänzt um ein Bedienpanel mit grafischem LCD. So kann auch ohne Verbindung zu einem Computer direkt von einer microSD-Karte gedruckt werden.

Dieses Board ist eine Komplettlösung passend zu allen verbreiteten 3D Druckern mit einem Extruder. Anschlussfertig aufgebaut und mit einer aktuellen Marlin-Version und einem Arduino-kompatiblen Bootloader (optiboot v5.0) vorprogrammiert kann es nach kurzer Einstellung der Druckerparameter ohne Lötarbeiten in Betrieb genommen werden. Dank seines Sanguinolu-kompatiblen Aufbaus wird es von allen verbreiteten Firmware-Varianten unterstützt.

Ein Firmware-Update oder der Umstieg auf eine ganz andere Firmware ist ohne spezielle Programmierhardware möglich, ein gewöhnliches Mini-USB-Kabel und kostenlose Programmiersoftware wie z.B. avrdude oder die Arduino-Umgebung genügen.

Das LCD Panel besteht aus dem Display, einem microSD-Steckplatz, einen Drehencoder mit Druckknopf und einem Summer. Es wird von der Marlin Firmware unterstützt.

VielseitigMit der grbl Firmware kann dieses Board auch als Controller für kleine CNC Maschinen verwendet werden. Alle drei Leistungs-MOSFET-Ausgänge können als PWM-Ausgänge verwendet werden und sind geeignet, auch induktive Lasten wie z.B. Motoren oder Relais zu treiben. Sie können z.B. einen Gleichstrom-Spindelmotor, eine Kühlmittelpumpe oder den Heizdraht eines Styroporschneiders direkt ansteuern.

Was ist speziell an diesem Board?

Es ist ein Komplettset und ohne Lötarbeiten oder Stecker-Crimpen einsetzbar. Gegenüber der Schaltung des Original-Melzi-Boards wurden einige Kritikpunkte beseitigt und einige interessante Ideen von anderen Boards wie dem Gen7 oder RAMPS übernommen. So sind hier im Gegensatz zum ursprünglichen Melzi-Board die Motortreiber auswechselbar falls bei eigenen Experimenten doch mal etwas schief laufen sollte. Ausserdem wurde es von Anfang an auf eine kostengünstige Fertigung ausgelegt.

Die mitgelieferten Motortreiber sind vollständig montiert. Von anderen Anbietern werden diese oft mit nur beiliegenden Steckverbindern geliefert, die dann noch selbst verlötet werden müssen. Hier ist kein Löten notwendig, alles ist steckfertig.

Trotz des SMD-Aufbaus ist dieses Board bastelfreundlich aufgebaut. Alle wesentlichen Signale sind an Lötpunkten im normalen 2.54mm-Raster zugänglich und direkt auf der Platine beschriftet. Als USB-Seriell-Wandler wird der Microchip MCP2200 verwendet. Dieser Wandler bietet bis zu 8 frei verwendbare GPIO-Leitungen, die über USB vom PCs aus beeinflusst werden können. Auch diese Signale sind auf Lötpunkten gut zugänglich.

Viele der anderen Elektroniklösungen legen großen Wert auf die Nachbaubarkeit zuhause. Auf diesem Weg lässt sich viel über Elektronik lernen und der Basterstolz, wenn es am Ende dann wirklich funktioniert, ist umbezahlbar. Billiger wird es dadurch allerdings nicht unbedingt. Durch Einzelstückzahlen und mehrfache Versandkosten liegen alleine die Bauteilkosten über oft über dem Preis, für den sich das Ganze auch gleich professionell fertigen lässt.

Ich habe einige Zeit für einen solchen Elektronikfertiger in Asien gearbeitet und nutze jetzt die Erfahrungen und Kontakte, die ich in der Zeit gesammelt habe um diese Boards recht günstig anbieten zu können. Dies ist mein Ansatz, ein klein wenig zu der weiteren Entwicklung der RepRaps beizutragen.

Das PanelEin extra Modul mit einem grafischen LCD mit 128x64 Pixel und weisser Hintergrundbeleuchtung, einem microSD-Steckplatz, einem Drehencoder mit Druckschalter und einem Summer. Es wird mit zwei Kabeln, 6 und 10 polig, an das Mainboard angeschlossen. Die 6polige Verbindung geht an den normalen Atmel-ISP-Verbinder und das 10-polige Kabel geht an einen Erweiterungsstecker mit 8 I/O-Leitungen.

Es ist möglich, das Panel an jedes andere Board mit mindestens 8 freien I/O-Leitungen anzuschliessen. Dazu wird allerdings in den meisten Fälle eine Modifikation der Pinbelegung des 10-poligen Steckverbinders notwendig sein.

Mit dem mitgelieferten Montagematerial kann das Panel entweder direkt auf dem Mainboard montiert werden oder davon abgesetzt an einer anderen Stelle.

Die Motortreiber

Im Komplettset sind auch vier Schrittmotortreiber-Module enthalten. Diese Treibermodule sind kompatibel mit den verbreiteten Allegro-A4988-basierten Pololu- und Stepstick-Modulen. Diese Module werden allerdings wirklich vollständig montiert geliefert: Im Gegensatz zu vielen anderen müssen hier die Stiftleisten nicht noch erst selbst eingelötet werden.

Die Module treiben einen Motorstrom von bis zu 1.5A pro Phase. Für die üblichen NEMA17-basierten Drucker sind in der Regel Ströme im Bereich von 0.3A bis 0.75A ausreichend. Der Sollstrom wird durch ein Poti eingestellt. Dabei werden die vollen 270° Drehbereich tatsächlich ausgenutzt. Viele andere Module nutzen nur 90° oder sogar noch weniger, dadurch werden genaue Einstellungen wesentlich filligraner.

Technische Daten

  • CPU ATmega1284P, 16MHz: 128kB flash, 16kB RAM, 4kB EEPROM
  • 4 austauschbare A4988 Schrittmotortreiber-Module, Pololu-kompatibel, 1,5A pro Phase
  • 3 Leistungs-MOSFET-Ausgänge mit PWM-Funktion und roten Status-LEDs, 10A/5/1A max (Heatbed, Extruder, Lüfter), geeignet für induktiven Lasten.
  • 3 digitale Eingänge mit 3-poligen Anschluss (GND/signal/+5V), geeignet für mechanische, optische oder magnetische Endschalter
  • 2 analoge Eingänge für NTCs
  • Bedienpanel mit:
  • microSD-Steckplatz
  • grafisches LCD mit Hintergrundbeleuchtung, 128x64 pixel, Controller ST7565R, SPI, blau/weiss
  • Drehencoder (24 Raststellungen) mit Drucktaster
  • Summer
  • Mini-USB-Anschluss, MCP2200 UART-Adapter mit 8 freiprogrammierbaren GPIO-Signalen und TX/RX LEDs (blau)
  • Versorgungsspannungseingang 8 bis 30V, max. 15A, mit Schmelzsicherung abgesichert (normale Auto-Sicherung, Ersatz leicht erhältlich)
  • Verpolungsschutz am Spannungseingang (nahezu verlustfrei, nicht einfach nur eine große Diode)
  • DC/DC-Wandler für 5V-Erzeugung. Es muss kein Spannungs-Bereichswiderstand angepasst werden, wenn eine Spannung <> 12V genutzt werden soll. Eingangsspannungs-LED (gelb)
  • Schraubanschlüsse für alle Verbindungen, keine Löt- oder Crimparbeiten erforderlich.
  • zusätzlich sind noch Lötpunkte für 2.54mm Molex-Verbinder vorgesehen. Wer steckbare Verbindungen bevorzugt, kann diese ganz leicht ergänzen.
  • Doppelter Steckanschluss für zwei parallele Z-Motoren (für Mendel Prusa)
  • Schrittmodus für jede Achse einzeln mit Jumper einstellbar: voll, halb, 1/4, 1/8, 1/16
  • eine frei programmierbare gelbe LED. Wird z.B. vom Arduino bootloader verwendet.
  • Größe 220 x 58 mm²
  • die Platine ist ganz edel in dunkelblau und Gold gehalten ;-)

Was ist alles mit dabei?Das Komplettset besteht aus: Das Mainboard, vier Motortreiber-Module, das MaKrPanel, die beiden Kabel zum Anschluss des Panels und Montagematerial für das Panel (vier Sechkantbolzen M3x30, 4 Schrauben, Unterlegscheiben und Federscheiben)

Wichtig: Für den Anschluss an den Computer ist noch ein Mini-USB-Kabel erforderlich. Dieses wird nicht mitgeliefert.

Das MaKrPanel-Set besteht aus: Dem MaKrPanel, den beiden Kabeln zum Anschluss des Panels und Montagematerial für das Panel (vier Sechkantbolzen M3x30, 4 Schrauben, Unterlegscheiben und Federscheiben)

Wofür ist das eingesammelte Geld?

Mit euren Vorbestellungen helft ihr bei der Produkteinführung, und zwar sogar auf zwei Arten gleichzeitig: Die ersten Verkäufe helfen bei der Deckung der Einmalkosten zum Produktionsstart. Ausserdem, fast noch wichtiger, helfen mir die Bestellungen, die benötigten Mengenverhältnisse zwischen den verschiedenen Varianten Komplettset/nur Board/nur Display besser einzuschätzen.

Über den Projektträger

Im letzten Jahr hat mich die Idee, einen 3D-Drucker selber bauen zu können, sofort gefesselt. Seitdem stolpere ich immer wieder über neue Projektideen. Es ist unglaublich, wie aktiv und kreativ viele Leute dort draussen sind! Mein größtes Problem ist es dabei nur, mich nicht allzuweit von allen diesen genialen Ideen ablenken zu lassen. Ich könnte problemlos jede Woche etwas neues anfangen, so viele großartige Berichte finde ich ständig.

Ich bin ein freiberuflicher Elektronik- und Softwareentwickler für Embedded Systeme mit mittlerweile 14 Jahren Berufserfahrung. Zuletzt habe ich als Entwicklungsleiter für einen Elektronik-Entwicklungs- und Fertigungsdienstleister in Thailand gearbeitet.

Dazu kommen dann noch einmal weitere 14 Jahre Erfahrungen aus privaten Projekten in diesem Bereich, von frühen Schulzeiten bis zum Studium und Diplom (ja, Diplom. Die Master-Umstellung kam erst später).

Nach Ende dieser Ulule-Aktion werde ich diese Boards (und einige andere Teile) regulär vermarkten. Die Preise werden dann noch immer günstig sein, allerdings ein klein wenig höher als jetzt hier. Mehr Infos dann auf makr3d.de

FAQ

  • Bekomme ich auch eine Rechnung?

    Selbstverständlich, komplett mit Adresse, ausgewiesener MwSt und Steuernummer. Es ist ein ganz normaler Kauf und die Boards erfüllen den ganzen Satz an EU-Anforderungen (RoHS, WEEE-Elektronikschrott-Registrierung, Verpackungsverordnung).

    Letzte Aktualisierung: vor 5 Jahre, 8 Monate

  • Wie ist es mit Versand ins Ausland?

    Der Versand wird am Ende von Amazon.de abgewickelt werden. Sie ermöglichen Versand in diese 27 EU-Länder:

    Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Großbritannien, Irland, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Slovakei, Slovenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn und Zypern.

    Ich würde gerne über amazon.com auch weltweit liefern können, bisher habe ich aber noch nicht herausbekommen, wie ich als Nicht-Amerikaner und Nicht-US-Firma den Import in die USA abwickeln könnte. Wenn hier jemand einen gangbaren Weg ohne amerikanische Tocherfirma, 50000$-Customs-Bond und volle US-Steuererklärung kennt, bitte sofort melden!

    Letzte Aktualisierung: vor 5 Jahre, 8 Monate

  • Sind die Versandkosten in den Preisen schon enthalten?

    Nein, das kostet extra. In der Regel sollte der erste Artikel 3,80€ innerhalb Deutschlands oder 10€ für die anderen EU-Länder kosten. Jeder weitere Artikel ist dann günstiger, ca. 2,00€ bis 2,50€ pro Stück. Die genauen Versandkosten werden vor der Abfrage der Kontodaten angezeigt. Wenn die Werte dort völlig von dem Abweichen sollten, was ich hier schreibe, bitte ich um Nachricht, damit ich den Fehler schnell beheben kann.

    Letzte Aktualisierung: vor 5 Jahre, 8 Monate