Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RAMPS 1.4 in Serie schalten?


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von Seb G. (tecnoob)


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Hey Leute,
Ich habe ein Problem.
Ich habe eine RAMPS 1.4 Platine für meinen 3D Drucker. Diese unterstützt 
maximal 16V.
Mein Netzteil gibt aber 24V aus.
Jetzt ist es beim RAMPS ja so, dass es 2 getrennte Stromkreise hat.
Ich habe mir jetzt überlegt, diese einfach in Serie zu schalten, damit 
ich dann 12V auf jedem Schaltkreis habe.
Würde das funktionieren?
Das würde einen relativ hohen Strom verursachen, aber es hat im RAMPS 
sicher gewisse Schutzmassnamen gegen zu hohe Ströme?

Oder hat irgendwer eine Idee, wie ich es auf eine andere Art lösen 
könnte, möglichst ohne mir ein neues Netzteil anschaffen zu müssen?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Seb G. schrieb:
> Mein Netzteil gibt aber 24V aus

Einfache Lösung: Besorg dir ein Netzteil mit maximal 16V.

Seb G. schrieb:
> Jetzt ist es beim RAMPS ja so, dass es 2 getrennte Stromkreise hat.
> Ich habe mir jetzt überlegt, diese einfach in Serie zu schalten, damit
> ich dann 12V auf jedem Schaltkreis habe.
> Würde das funktionieren?
> Das würde einen relativ hohen Strom verursachen, aber es hat im RAMPS
> sicher gewisse Schutzmassnamen gegen zu hohe Ströme?

What? Oo

Selbst wenn es gehen sollte - ich bezweifle das stark, die beiden "2 
getrennte Stromkreise" sind sicherlich nicht galvanisch getrennt - 
würdest du Probleme bekommen, sobald du die beiden Boards irgendwo mit 
einer gemeinsamen Masse verbindest - beispielsweise, wenn du beide an 
einem µC anschließt.

Wenn eins der beiden Boards irgendwo einen virtuellen Massebezug von 12V 
hätte, würde man früher oder später in Teufels Küche kommen.

Niemals niemals machen ...

Kauf dir das richtige Netzteil ... Oder klemm eine >12W 12V-Glühbirne 
noch  rein ;-)

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Seb G. schrieb:
> Jetzt ist es beim RAMPS ja so, dass es 2 getrennte Stromkreise hat.
> Ich habe mir jetzt überlegt, diese einfach in Serie zu schalten, damit
> ich dann 12V auf jedem Schaltkreis habe.

Bei Serienschaltung fließt durch beide der selbe Strom. Warum sollten 
deine beiden RAMPS in jeder Lebenslage den selben Strom ziehen?

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Seb G. schrieb:
> Mein Netzteil gibt aber 24V aus.
> Jetzt ist es beim RAMPS ja so, dass es 2 getrennte Stromkreise hat.
> Ich habe mir jetzt überlegt, diese einfach in Serie zu schalten, damit
> ich dann 12V auf jedem Schaltkreis habe.
> Würde das funktionieren?

Nein.

Du kannst aber das Ramps 1.4 recht problemlos auf 24V-Betrieb umbauen, 
wenn Du den 5V-Bereich extern versorgst. Der Spannungsregler auf dem 
Board kann die Verlustleistung bei 24V nicht abführen.

Lass einfach mal nach "Ramps 1.4 24V Umbau" suchen. Da gibt es Treffer 
ohne Ende.

Ich habe das bei unserem Drucker damals auch gemacht - das ist wenig 
Aufwand, es waren meiner Erinnerung nach nur ein paar 
Änderungen/Bauteile.

Edit: hier ist das ganz gut beschrieben:
http://rigidtalk.com/wiki/index.php?title=Modifying_a_RAMPS_1.4_board

: Bearbeitet durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Ich habe das bei unserem Drucker damals auch gemacht - das ist wenig
> Aufwand, es waren meiner Erinnerung nach nur ein paar
> Änderungen/Bauteile.

Auf der Schrittmotorseite braucht man gar nichts umzubauen. Der A4988 
verträgt VBB bis maximal 35V.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Chris D. schrieb:
>> Ich habe das bei unserem Drucker damals auch gemacht - das ist wenig
>> Aufwand, es waren meiner Erinnerung nach nur ein paar
>> Änderungen/Bauteile.
>
> Auf der Schrittmotorseite braucht man gar nichts umzubauen. Der A4988
> verträgt VBB bis maximal 35V.

Doch, ich meine, die Elkos machen dort Probleme, weil die auf vielen nur 
für 16V ausgelegt waren. Auch 25V wäre zu knapp.

Das sollte er auf jeden Fall prüfen.

von Seb G. (tecnoob)


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Chris D. schrieb:
> Du kannst aber das Ramps 1.4 recht problemlos auf 24V-Betrieb umbauen,
> wenn Du den 5V-Bereich extern versorgst. Der Spannungsregler auf dem
> Board kann die Verlustleistung bei 24V nicht abführen.
>
> Lass einfach mal nach "Ramps 1.4 24V Umbau" suchen. Da gibt es Treffer
> ohne Ende.

Die Sache ist, man muss da noch paar andere Teile ersetzen, da diese 
laut Datenblatt für 16V ausgelegt sind, und einen Monat warten, bis die 
Teile aus China ankommen will ich auch nicht.

Wolfgang schrieb:
> Auf der Schrittmotorseite braucht man gar nichts umzubauen. Der A4988
> verträgt VBB bis maximal 35V.

Das war der Grund, wieso ich es einfach mal ausprobiert habe mit den 
24V, der Arduino dann aber doch kaputt gegangen ist. Habe es danach 
sofort ausgesteckt und habe Angst, dass noch mehr kaputt geht.

Mampf F. schrieb:
> Kauf dir das richtige Netzteil ... Oder klemm eine >12W 12V-Glühbirne
> noch  rein ;-)

Ginge das auch mit einem 12V Kühler? xD
Die Sache ist, das RAMPS hat 2 getrennte Stromkreise, das Problem wäre 
einfach, dass das Heizbett 10A braucht, der Druckkopf ca. 5A und die 
Motoren vielleicht noch 5V, somit hätte ich um die 20A, die dann durch 
die Glühbirne, bzw. den Kühler gehen würden, oder sehe ich das falsch?
So viel Strom würde das Ding doch zerstören?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Seb G. schrieb:
> Mampf F. schrieb:
>> Kauf dir das richtige Netzteil ... Oder klemm eine >12W 12V-Glühbirne
>> noch  rein ;-)
>
> Ginge das auch mit einem 12V Kühler? xD
> Die Sache ist, das RAMPS hat 2 getrennte Stromkreise, das Problem wäre
> einfach, dass das Heizbett 10A braucht, der Druckkopf ca. 5A und die
> Motoren vielleicht noch 5V, somit hätte ich um die 20A, die dann durch
> die Glühbirne, bzw. den Kühler gehen würden, oder sehe ich das falsch?
> So viel Strom würde das Ding doch zerstören?

OMG, soviel gute Vorschläge und dir gefällt meiner mit der Glühbirne am 
besten? xD

Das Problem ist, man kann keinem 12V-Verbraucher sagen, dass er jetzt 
gefälligst 20A durchlassen soll ... Das ohmsche Gesetz sagt, Strom = 
Spannung / Widerstand.

Daher bräuchtest du schon einen Verbraucher, der an 12V auch 20A 
verbraucht ... eine 12V, 240W Glühbirne zB ;-)

von Seb G. (tecnoob)


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Fürs Ohmnische Gesetz benötigt man doch den Gesamtwiderstand, und nicht 
den des einzelnen. Würde man die 2 Stromkreise parallel schalten, und 
nachher die Glühbirne in Serie, hätten wir 10A pro Stromkreis, was in 
der Summe 20A und 12V ergibt. Danach hätten wir eine 1A 12V Glühbirne.
U=R*I | R = U/I
Also:
12V/20A = 0.6 Ohm
12V/1A = 12 Ohm

Somit hätten wir einen Gesamtwiderstand von 12,6 Ohm (Ich weiss, je nach 
dem, ob die Motoren angeschaltet sind, und der Druckkopf und das 
Heizbett angeschalten sind, ist der Widerstand variabel).

24V / 12,6 Ohm = 1.14A

Warte, würde das bedeuten, mit der Glühbirne von 12W würden 1,14A durch 
die ganze Schaltung fliessen? o.O

von Wolfgang (Gast)


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Seb G. schrieb:
> Das war der Grund, wieso ich es einfach mal ausprobiert habe mit den
> 24V, der Arduino dann aber doch kaputt gegangen ist.

Der Arduino und der Digitalteil vom A4988 braucht natürlich ihre 
runtergeregelte Versorgungsspannung und wenn der verbaute 
Spannungsregler die 24V nicht ab kann, kommt es auf die Todesart an, was 
auf der 5V-Seite passiert. Ein kleiner DC/DC-Wandler, der aus den 24V 
eine passende Vorspannung erzeugt, kostet keinen €.

Falls du mal einen zu deinem RAMPS 1.4 passenden Schaltplan (nicht so 
eine graphisch unterstützte Netzliste) verlinkst, könnte man gucken, wo 
die kritischen Stellen bei 24V-Versorgung sind.

von Seb G. (tecnoob)


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von Wolfgang (Gast)


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Mampf F. schrieb:
> Daher bräuchtest du schon einen Verbraucher, der an 12V auch 20A
> verbraucht ... eine 12V, 240W Glühbirne zB ;-)

Der Haken daran ist nur, dass diese Glühbirne nur bei 20A den 
Spannungsabfall von 12V generiert. Wehe wenn ein anderer Strom fließt, 
insbesonder beim Einschalten, wenn die Glühbirne noch kalt ist.

von Wolfgang (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Schaltplan

?

von Seb G. (tecnoob)


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http://rigidtalk.com/wiki/index.php?title=Modifying_a_RAMPS_1.4_board
bzw.: 
http://rigidtalk.com/wiki/index.php?title=File:RAMPS1_4schematic.png
Bin mir nicht wirklich sicher, ob das exakt das gleiche Modell ist, aber 
das sollte es sein.

: Bearbeitet durch User
von Aron A. (arone)


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Auch bei den billig Ramps Boards müssen in der Regel nur die beiden 
Polyfuses raus und die Diode. Die Elkos sind in der Regel 35V Typen.

Die spannendere Frage ist aber welche Spannung die Lüfter, Heizbett und 
die Heizpatrone vertragen.
Betreibst du die 40W 12V Heizpatrone mit 24V steigt die Leistung auf 
einmal auf 160W. Damit kannst du dir das Hotend wegschmelzen.

Du müsstest dann in der Firmware den maximalen Tastgrad auf ein viertel 
begrenzen. Aus Sicherheitsgründen solltest du dir aber eine 24V 
Heizpatrone besorgen.

Beitrag #5238713 wurde vom Autor gelöscht.
von Seb G. (tecnoob)


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Was genau sind Polyfuses, bzw. wo sind diese auf dem RAMPS verlötet?
Die Stromversorgung zum Arduino könnte ich über einen Spannungsregler 
machen, dazu müsste ich nur die Diode abknippsen und an den 
Spannungsregler ran löten und den Strom vom Spannungsregler ins VIN 
leiten, oder? (Es wären genau die 5V). Die anderen Bauteile sollten also 
den 24V stand halten?
Das mit der Heizpartone ist geregelt, und beim Bett weiss ich nicht, ob 
es auf 24V oder 12V ausgelegt ist, da das Netzteil aber 24V ausgibt, 
vermute ich mal, dass das Bett ebenfalls auf 24V ausgelegt sein sollte.

: Bearbeitet durch User
von Aron A. (arone)


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Die Polyfuses sind selbstätig rückstellende Sicherungen. Das sind die 
gelben flachen Dinger. Du kannst den Arduino über Vin versorgen aber 
empfohlen sind maximal 12V an dem Eingang. Wenn du so ein StepDown Modul 
oder ähnliches hast könntest du damit die 24V auf z.B. 7V runterregeln 
und diese in den Vin einspeisen.

Die standard Heizbetten bieten die Möglichkeit diese mit 12V oder 24V zu 
betreiben. Du musst nur die Anschlusskabel am Bett umstecken/umlöten.

: Bearbeitet durch User
von Seb G. (tecnoob)


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Die Sache ist, dass es kein Standard-Heizbett ist, wie man es auf EBay 
kaufen kann, es ist einfach irgendwas vom Robox RBX1.
Dieses Bett besteht zunächst aus irgend einer Schaumstoff artigen 
Schicht. Darauf eine Folie mit dem Metall, wo der Strom durchfliesst und 
es erwärmt. Darauf noch ne Folie und eine Glasplatte. Wobei, mir ist 
gerade aufgefallen, dass es auch da 3 Pins hat. Hat jemand zufällig ein 
Datenblatt dazu?
Es hat keine Nummer o.ä. drauf.

: Bearbeitet durch User
von Aron A. (arone)


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Du kannst ja den Widerstand zwischen den Pins messen.

von Seb G. (tecnoob)


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58 Ohm messe ich an den Pins, die bereits vorhanden sind, das scheint 
mir irgendwie etwas zu viel...
Bei 24V gibt das ca. 0,4A.
Ist es normal, dass das Bett so wenig Strom braucht? o.O

von Aron A. (arone)


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Das klingt nach wenig. Auf 100W sollte man schon kommen je nach Fläche. 
Für ein 230V Heizbett ist der Widerstand dann doch wieder ein bisschen 
klein. Vielleicht 110V wenn der Drucker aus dem Ausland kommt.

von Seb G. (tecnoob)


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Naja, der Drucker kommt aus England.
Also hat der Drucker weder 24V, noch 12V?
Kann man nichts machen, um den Widerstand etwas zu senken, damit man das 
auch mit 24V bzw. 12V betreiben kann?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Seb G. schrieb:
> Naja, der Drucker kommt aus England.
> Also hat der Drucker weder 24V, noch 12V?
> Kann man nichts machen, um den Widerstand etwas zu senken, damit man das
> auch mit 24V bzw. 12V betreiben kann?

Klar, einen Widerstand parallel anschließen ...

Die Formel hierfür lautet:

1/Rges = 1/R1 + 1/R2

oder auch

Rges = R1*R2/(R1+R2)

58Ohm (R1) hast du ja schon gemessen ... Wenn du 200W bei 24V möchtest, 
wäre das ein Widerstand von 2,88Ohm (=Rges).

Einfach einsetzen für R2:

1/R2 = 1/Rges - 1/R1

R2 = 1/(1/Rges - 1/R1)
R2 = sowas um die 3,03Ohm

Kontrolle:

3,03*58/(3,03+58)=2,879 passt

Du muss dann nur schauen, dass der Widerstand P=U^2/R Leistung abkann 
... Also 24^2/3,03 = sowas 190W.

Sonst geht der Widerstand kaputt ;-)

: Bearbeitet durch User
von Seb G. (tecnoob)


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Sorry für die vielleicht dumme Frage, aber wenn ich ihn parallel 
schalte, gehen durch die Heizfolie ja trotzdem nur 0,4A durch, und der 
Rest geht durch den Widerstand, so habe ich zwar die Stromstärke, aber 
die Wärme entsteht dann ja im Widerstand, und nicht in der Heizfolie?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Seb G. schrieb:
> Sorry für die vielleicht dumme Frage, aber wenn ich ihn parallel
> schalte, gehen durch die Heizfolie ja trotzdem nur 0,4A durch, und der
> Rest geht durch den Widerstand, so habe ich zwar die Stromstärke, aber
> die Wärme entsteht dann ja im Widerstand, und nicht in der Heizfolie?

Ja gut aufgepasst :)

Was folgern wir daraus?

von Seb G. (tecnoob)


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Ich brauche für die 100W die 76V?
P = U^2/R
P*R = U^2
wurzel(100 * 58) = 76,16V

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Seb G. schrieb:
> Ich brauche für die 100W die 76V?
> P = U^2/R
> P*R = U^2
> wurzel(100 * 58) = 76,16V

Ich muss zugeben, das mit dem zusätzlichen Widerstand war nicht ganz 
ernst gemeint :)

Ja, du brauchst mehr Spannung ... An der Heizplatte selbst wirst du 
nichts ändern können.

Weißt du nicht, mit welcher Spannung dein Heizbett normalerweise 
betrieben wird?

von tecnoob (Gast)


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Mampf F. schrieb:
> Ich muss zugeben, das mit dem zusätzlichen Widerstand war nicht ganz
> ernst gemeint :)

Das habe ich mir schon gedacht xD

Mampf F. schrieb:
> Weißt du nicht, mit welcher Spannung dein Heizbett normalerweise
> betrieben wird?

Nein, es war mal ein Robox RBX1 Drucker. Der ist kaputt gegangen, und 
ich dachte mir, ich baue ihn jetzt mal für 50€ um, aber die Teile von 
dem Ding haben so gut wie nie Datenblätter. :/
Ich werde das Heizbett wohl ersetzen müssen. :/

von Aron A. (arone)


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Im Internet steht das Heizbett kann 125°. Dafür braucht man schon ein 
paar Watt um das in erträglicher zeit zu erreichen. Sicher das du den 
Widerstand richtig gemessen hast? Und kannst du nicht gucken wo das 
Heizbett jetzt angeschlossen ist?

von tecnoob (Gast)


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Aron A. schrieb:
> Sicher das du den Widerstand richtig gemessen hast? Und kannst du nicht
> gucken wo das Heizbett jetzt angeschlossen ist?

Hab den Widerstand drei mal gemessen, kann sein, dass mein altes 
Messgerät Abweichungen hat, was aber eher unwahrscheinlich ist.

Es war an der Hauptplatine angeschlossen, aber mit gleich dicken Kabeln, 
wie sie am Netzteil an den 24V waren, und dort fliesst ein relativ hoher 
Strom, also vermute ich mal, dass es gut sein kann, dass das Heizbett um 
die 100V braucht.

Beitrag #5239524 wurde vom Autor gelöscht.
von tecnoob (Gast)


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Hab jetzt mal ein Foto gemacht. Das schwarze dickere Kabel unten ist das 
des Heizbettes.
Ich habe es gestern mal an 12V und 24V angeschlossen, und tatsächlich 
0,2A und 0,4A gemessen. Es sieht wohl so aus, als bräuchte man da einige 
Volt zum aufheizen.

von tecnoob (Gast)


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Kleiner Nachtrag...
Das Heizbett ist an einer AC-Output Angeschlossen, weswegen ich mal 
vermute, dass es um die 230V AC benötigt, in DC gerechnet wären es ja um 
die 110V?

von Christian B. (luckyfu)


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tecnoob schrieb:
> dass es um die 230V AC benötigt, in DC gerechnet wären es ja um
> die 110V?

eher nicht! 230V AC entsprechen wohl eher 325VDC...

von tecnoob (Gast)


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Ich habe mal irgendwo ein Bauteil gesehen (wahrscheinlich ein 
Spannungsregler), der hatte nen maximalen input von 230V AC und 110DC.
Ich glaube nicht, dass sie die Spannung runter geschraubt haben, habe 
auf den ersten Blick keine Bauteile dafür gesehen, und das Netzteil hat 
auch 24V...

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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tecnoob schrieb:
> Das Heizbett ist an einer AC-Output Angeschlossen,

Hmm ok, da wird es dann schwierig ... Es gibt Spannungswandler von 230V 
AC auf 110V AC. Für die Leistung, die du brauchst, wirst du da 
vermutlich sowas 50EUR ausgeben dürfen.

Die Alternative ist ein anderes Heizbett zu verwenden.

von tecnoob (Gast)


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Würde für die Spannungsregelung nicht schon ein einfaches trafo reichen?

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