Elektronik_Header_3LŘftersteuerung mit ESP-01

 

3DTouch Sensor V2

Vor einiger Zeit habe ich einen Druckbett-Nivellierungssensor 3DTouch analysiert und eine alternative Firmware daf├╝r geschrieben, die den Betrieb auch an einer CNC-Fr├Ąse erlaubt, deren Controller keinen Ausgang f├╝r das Steuersignal der Standardfirmware des 3DTouch zur Verf├╝gung stellt. Einige Projekte konnte ich mit dem umprogrammierten Sensor realisieren, dann habe ich ihn aus Unachtsamkeit offenbar zerst├Ârt. Zur Zeit tastet er nur die ersten 3..5 Punkte korrekt ab, danach stellt er den Betrieb ein und meldet keine weiteren Oberfl├Ąchenkontakte  -  Unbrauchbar :-(

Nach einer relativ langen Pause habe ich k├╝rzlich erneut eine Oberfl├Ąchenabtastung auf nichtleitendem Material ben├Âtigt und mich dazu entschlossen, den zweiten mir zur Verf├╝gung stehenden Sensor ebenfalls umzubauen.

Da ich beim Einsatz des ersten Sensors schon bemerkt hatte, dass die von mir fest einprogrammierte Pause von 0,5 s recht knapp bemessen ist, ich aber aufgrund der komplizierten Kontaktierung f├╝r den Programmiervorgang keine Lust hatte, das zu ├Ąndern, habe ich mir diesmal vorgenommen, die Firmware des Sensors auch nachtr├Ąglich ├Ąndern zu k├Ânnen.

Bei anderen Projekten - einem Handsender und einem elektronischen W├╝rfel - habe ich den ICSP (In Circuit Serial Programming) Zugang des Microprozessors auf eine Stiftleiste mit 1,27 mm Pitch gelegt, was ich auch hier so umgesetzt habe. Der vorhandene Adapter passt nat├╝rlich, der initialen und nachtr├Ąglichen ├änderung der Firmware steht somit nichts mehr im Wege.

Die schon beschriebenen ├änderungen an der Leiterplatte habe ich identisch durchgef├╝hrt. Hier ist lediglich zus├Ątzlich der Programmierstecker dazu gekommen.

3DTouch V2

Die Änderungen der Platine stellen alle notwendigen Anschlüsse auf der Unterseite zur Verfügung, so dass die Verdrahtung übersichtlich vonstatten geht.

3DTouch V2 mit Programmierstecker

Lediglich der Anschluss des Signals SCI an Pin 2 des ┬ÁC muss auch jetzt wieder mit einem zus├Ątzlichen Draht erfolgen.

zus├Ątzlicher Anschluss f├╝r HV Programmierung

Dieses Signal ist f├╝r die high voltage Programmierung des Bausteins notwendig, die zum L├Âschen des Flashinhalts und zum Beschreiben der Fuses mit den f├╝r die anschlie├čende serielle low voltage Programmierung ben├Âtigten Werten dient. N├Ąheres dazu habe ich bereits bei der ersten Version des 3DTouch Umbaus geschrieben.

Die Fuses werden mit einem kleinen Arduino Sketch passend programmiert. Ich verwende daf├╝r das Programm von Krzysztof Adamski, lediglich die Pinzuweisung am Anfang des Programms muss an die verwendete Schaltung angepasst werden. Zus├Ątzlich habe ich die Fuse Werte an meine W├╝nsche angepasst. Die ge├Ąnderte Version des Programms stelle ich zur Verf├╝gung.

Nach dem Schreiben der Fuses wird dieser zus├Ątzliche Draht entfernt, er ist f├╝r die anschlie├čende ICSP Programmierung nicht notwendig.

Der fertig umgebaute 3DTouch mit Programmierstecker pr├Ąsentiert sich so:

3DTouch mit Programmierstecker

3DTouch mit Programmierstecker

Die Verbindung zwischen mySmartUSB light, dem ICSP Programmer meiner Wahl, und dem Sensor erfolgt mit dem oben beschriebenen Adapter:

3DTouch am Programmer

 

Nota bene:
Dieser zweite 3DTouch Sensor hat einen f├╝rchterlich sp├Ąten Ausl├Âsezeitpunkt gegen├╝ber dem ersten von mir ├╝berarbeiteten Sensor. Der erste hat nach nicht ganz 1 mm getriggert, dieser Zweite taucht ca. 2 mm ein, bevor der Probevorgang triggert. Ich musste die obere Stellung in den Probe Settings von OCP entsprechend ├Ąndern, die Probezeit wurde somit deutlich l├Ąnger (aufgrund der l├Ąngeren Fahrzeit beim Ann├Ąhern an die Oberfl├Ąche). Ich muss mir mal anschauen, ob ich den Triggerzeitpunkt ├Ąndern kann. Vermutlich l├Ąuft es auf eine mechanische Justierung hinaus.

Alternative
Wem der Umbau und die Programmierung eines 3DTouch-Sensors wie hier beschrieben zu knifflig ist, kann mit dem 3DTouch-Interface einen unver├Ąnderten 3DTouch- oder BLTouch -Sensor in Verbindung mit GRBL verwenden.


Die endg├╝ltige Befestigung des Sensors an der Fr├Ąse habe ich aus einem St├╝ck einseitig kupferbeschichteten FR4 Material und einem ca. 3 mm durchmessenden Kupferdraht hergestellt.

3DTouch Sensor Befestigung

3DTouch Sensor Befestigung

Der Draht passt ziemlich genau in eine 3,17 mm Klemmhalterung f├╝r Fr├Ąser und kann durch Biegen genau senkrecht ausgerichtet werden. Das ist zumindest bei meinem Sensor leider notwendig, da die Befestigungsfl├Ąche des Sensors nicht auch nur ann├Ąhernd senkrecht zur Taststiftachse verl├Ąuft.


Per Jensen hat den Umbau eines 3DTouch Sensors erfolgreich nachvollzogen und einen Adapter entworfen, der die Befestigung des Sensors an der Spindel erleichtert.

IMG_20200421_131319__01_resize

Die zugeh├Ârigen Designfiles f├╝r den 3D-Druck stellt er zur Verf├╝gung. Vielen Dank daf├╝r!

Mit Dremel oder ├Ąhnlichen Spindeln fasst die Klemme f├╝r 3,175 mm Bits auch die M3 Schraube, die von oben in die Aufnahme zu drehen ist und dann von ihrem Kopf befreit wird.

Tipp
ER11 Klemmungen f├╝r 3,175 mm, wie sie z.B. an g├Ąngigen China-Spindeln zu finden sind, fassen eine M3 Schraube nicht, die Schraube rutscht durch, man muss daf├╝r eine 3 mm Klemmung verwenden. Deshalb das Loch f├╝r die M3 Schraube vorsichtig etwas erweitern und stattdessen einen etwa 3 mm durchmessenden Kupferdraht einsetzen. Man erspart sich dadurch das Auswechseln der ER11 Klemmung, falls man 3,175 mm durchmessende Fr├Ąser verwendet.


Per hat noch eine Version 2 des Adapters erstellt. Bei dieser Variante wird die M3 Schraube von der Unterseite her in den Adapter eingeschraubt, man spart sich so das K├Âpfen der Schraube. Zwischen Aussparung f├╝r den Schraubenkopf und dem eigentlichen Schraubenloch ist eine Lage Filament vorhanden, die man mit einem scharfen Schraubenzieher oder ├ähnlichem durchsto├čen muss.

Diese zus├Ątzliche Lage Filament ist absichtlich eingef├╝gt worden, da auf diese Weise die Erstellung von Supportstrukturen ├╝berfl├╝ssig gemacht wird. Eine gut verst├Ąndliche Darstellung dieses Tricks zeigt Joel auf Youtube (in Englisch).

 


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