Elektronik_Header_3Lüftersteuerung mit ESP-01

 

3DTouch Interface

Nachdem ich zwei 3DTouch Sensoren fĂŒr die Höhenprofilerstellung mittels OpenCNCPilot in Verbindung mit einer Standard GRBL Version an einer CNC-FrĂ€se umgebaut hatte - die erste Quick&Dirty Version und der Nachfolger in schön und praktisch fĂŒr nachtrĂ€gliche Anpassungen - und sich deren Brauchbarkeit im praktischen Einsatz erwiesen hatte, ĂŒberlegte ich mir eine Vereinfachung im Sinne von “einfacher nachzubauen”.

Der klassische 3DTouch Sensor senkt und hebt den Taststift vom Controller des 3D-Druckers gesteuert. GRBL fĂŒr CNC-FrĂ€sen stellt diese Ansteuerung nicht zur VerfĂŒgung, also muss die Steuerung des Stiftes irgendwie anders erfolgen.

Der Ausweg ist die Zwischenschaltung einer kleinen Elektronik, die den Stift steuert, das Probe-Signal des Sensors aber direkt an GRBL weiterleitet, damit keine Verzögerungen impliziert werden. Die Steuersignale zum Anheben und Absenken des Taststiftes werden mit einem Microcontroller erzeugt, dessen Funktion erschöpft sich im Erkennen des Probesignals und der Erzeugung von Signalen fĂŒr aus dem Modellbau bekannte Servos.

Ein kleines Problem existiert in Form des Pegels der Meldung eines Touchevents. Die 3DTouch Sensoren melden Kontakt mit einem Aktiv HIGH Signal. An der FrĂ€se hat sich hingegen eingebĂŒrgert, dass ein Touchevent als Aktiv LOW Signal gemeldet wird, da z.B. beim Erstellen eines Höhenprofils einer Leiterplatte die Platine mit Masse zu verbinden ist und der Taststift den Kontakt nach Masse meldet.

GRBL lÀsst sich zwar umparametrieren, will man aber nichtleitende und leitende Materialien wechselweise abtasten, sollte beides mit der gleichen PolaritÀt gemeldet werden.

Folglich muss das Ausgangssignal des Sensors invertiert werden, bevor es an GRBL weitergeleitet wird. Die Invertierung mit dem ”C wÀre prinzipiell möglich, um aber Verzögerungen so weit wie möglich zu vermeiden, wird das Signal mit einem Transistor oder MOSFET invertiert.

Damit die Schaltung schön klein ausfĂ€llt, verwende ich als Microcontroller einen Digispark Baustein. Der lĂ€sst sich einfach ĂŒber USB programmieren und hat genĂŒgend Ein- und AusgĂ€nge fĂŒr den gedachten Einsatzfall.

Die Schaltung ist unspektakulĂ€r und besteht im Wesentlichen aus dem Digispark und ein paar Steckern. Der Inverter fĂŒr das Probe Signal in Form eines Transistors oder MOSFET kommt hinzu, ein Blockkondensator verhindert Störungen.

3DTouch Interface          (Cllick fĂŒr grĂ¶ĂŸere Darstellung)

Die Stecker fĂŒr den Anschluss des 3DTouch sowie den Ausgang Richtung GRBL habe ich in der abgewinkelten Version vorgesehen, der Digispark ist ebenfalls steckbar. Alle Bauteile bis auf den MOSFET sind normale TH Bauteile, der FET ist SMD und wird ggf. auf der Unterseite der Platine montiert.

3DTouch Interface

Es darf natĂŒrlich nur entweder der MOSFET oder der Transistor bestĂŒckt werden. Bei Verwendung des MOSFET ist R2 zu bestĂŒcken, wird der Transistor eingesetzt, mĂŒssen stattdessen R3 und R4 eingelötet werden.

Sollte der eigene Touch Sensor ein aktiv LOW Signal erzeugen, kann die Invertierung durch setzen einer LötbrĂŒcke umgangen werden. In diesem Fall werden der Transistor, der MOSFET und die WiderstĂ€nde R2..R4 nicht bestĂŒckt.

 


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