[Recensione] Sensore induttivo di livello – SN04 N

Introduzione

Se sei  nel mondo della stama 3D anche solo da una settimana hai già visto il sensore SN04 N. Grazie alla sua economicità questo sensorino è onnipresente e rappresenta il livellamento automatico della stragrande parte delle stampanti in Kit cinesi. Questo sensore può aiutarci nell’aggiustare il livellamento del piatto anche se ovviamente non bisogna pensare che installando questo upgrade ci scorderemo di fare il livellamento manuale. Questa sonda di livello automatico però può aiutarci con le regolazioni di fino. Per questa ragione potrebbe farti risparmiare tempo. E’ superdiffusa anche grazie alla elevatissima compatibilità, perchè sostanzialmente è un interruttore. Risulta perfettamente compatibile con: Ramps, Melzi, Smoothieboard, e chi più ne ha più ne metta.

Sonda di livello automatico

La sonda di gran lunga più popolare nella stampa 3D sembra proprio essere questo sensore induttivo. Che effettivamente ha il suo perché! Innanzitutto è precisissimo, ha una deviazione standard di 0,005 migliore rispetto al microinterruttore e al servo, con una deviazione standard di 0,3.

La sonda pesa in totale circa 50g, quindi non aggiunge un peso che possa effettivamente dare fastidio nel movimento al gruppo estrusore.

Ovviamente ha anche degli aspetti negativi. Il peggiore è che non può essere usato con un sovrapiatto, come ad esempio un vetro. I 5 millimetri di lettura vengono ridotti dalla presenza di un vetro diventando 4. Se a questo aggiungiamo che il sensore deve essere qualche millimetro più in alto dell’ugello, altrimenti cozzerebbe contro le stampe appena eseguite, capiamo che non esiste il “fiato” necessario.

Descrizione del funzionamento

Questo sensore di prossimità induttivo rileva la presenza di un oggetto metallico entro 5 mm dalla superficie del sensore. La distanza di rilevamento può variare leggermente in base alla forma, alle dimensioni e al tipo di metallo di cui è fatto l’oggetto. Può rilevare attraverso materiali sottili e non metallici e dispone di un indicatore LED che si accende quando il dispositivo è alimentato e aumenta la luminosità quando viene rilevato un oggetto.
Questo sensore è alimentato tra 6 V  e 36 V in continuo e funziona, come già detto, con qualsiasi microcontrollore.

Qualche trucchetto per il sovrapiatto

Come abbiamo accennato prima, questo sensore, dato il poco spazio di rilevazione del metallo non permette l’uso di un sovrapiatto che non sia il sottilissimo PEI. Se comunque volete utilizzare il vetro o l’Ultrabase non disperate, con qualche magheggio è possibile.

Dovrete procurarvi un rotolo di alluminio da cucina, ora taglioandone un pezzo poco più largo del vostro piatto e stando attenti a stenderlo bene durante la fase di calibrazione riuscirete nell’intento. Poi si dovrà dire alla stampante di fare l’home Z in X0 e Y0. In quel punto (l’angolo verso mdi voi a sinistra) potete lasciare una strisciolina di alluminio sempre presente ed il gioco è fatto. Assicuratevi solo di non andare a stampare dove è presente l’alluminio.

Un’altra soluzione potrebbe essere il procurarsi un sovrapiatto in alluminio da 1mm. Questo sovrapiatto pur essendo molto sottile è estremamente resistente e non deformabile. L’acciaio è riconosciuto molto facilmente dalla sonda, anche più distante dell’alluminio dell’alluminio. Anche questa soluzione ha una controindicazione. L’acciaio è infatti molto pesante e potrebbe darvi problemi di vibrazioni se il piatto si muove in Y come su una tipica prusa. E’ invece una soluzione ideale per stampanti CoreXY con il piatto che si muove in Z (su e giù). Anche sul modello simil prusa però è possibile usarlo, tutto sta alla forza dei motori installati e alla rigidezza del telaio.

Specifiche TECNICHE

Materiale guscio: plastica
Modello: SN04-N
Rileva distanza: ca. 5 mm
Rileva oggetto: metallo / ferro
Tensione di funzionamento: DC 6-36V
Modalità di uscita: NPN Tre fili normalmente aperti
Corrente di uscita: 300mA
Applicazione: macchine utensili e altre attrezzature.
Dimensioni: ca. 3,5 x 1,7 x 1,7 cm / 1,38 x 0,70 x 0,70 pollici
Quantità: 1 pz
Peso: 50G

Come si installa – Software

Con l’installazione del sensore di livellamento automatico sostituirai nella tua stampante 3D l’endstop z con questo. Non avrai più bisogno del vecchio z-stop perché il tuo sensore sonderà il letto per la sua posizione z.
Il sensore ha un LED che si accende quando viene attivato. Potrebbe essere debole o non chiaro se il sensore non riceve abbastanza tensione.

Il montaggio è molto semplice, si tratta di individuare il tuo endstop Z, rimuoverlo ed al suo posto collegare il sensore. Questo presenta 3 cavi, l’endstop solo 2. Se presti attenzione però vedrai che l’alloggiamento sulla scheda main della stampante ha 3 pin.

I sensore SN04-N è un interruttore  “normalmente aperto”, il cui segnale viene inviato alla scheda solo quando viene attivato. Potrebbe essere necessario controllare il firmware che dica.

 CTRL + F cerca  = “Z_MIN_ENDSTOP_INVERTING”

Come seconda cosa dobbiamo testare il sensore su alcuni metalli, alluminio, rame, ecc. Il LED dovrebbe accendersi. Per un test finale, tenere la mano sull’interruttore OFF della stampante e fare un home Z, pronti a fermare tutto in caso di problemi.

I passaggio successivo: installazione del firmware

Se hai familiarità con la configurazione del firmware e con Configuration.h in Marlin allora parti molto avvantaggiato. Se non la hai probabilmente ti conviene rivolgerti a forum o gruppi Facebook specifici per il tuo modello di stampante. Questo sensore è così diffuso che sicuramente troverete un firmware già pronto e perfettamente funzionante.

Potete seguire questa guida per collegare la stampante al PC, e da li con l’IDE Arduino si può procedere al cambio firmware.

Se siete fanatici del fai da te riuscirete a configurare il firmware autonomamente. (Per i neofiti è sempore meglio inserire un Firmware già collaudato)

Configurazione firmware

Dovrai apportare le seguenti modifiche nel file configuration.h

 

• Scorrere fino alla sezione etichettata: “Automatic bed level”. 
• Abilitare rimuovendo “//” all’inizio della riga.
• Impostare la posizione della sonda secondo la tabella di supporto della sonda sopra:
  

 #define X_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER 65 // Offset X: -left + right [dell’ugello]
#define Y_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER -36 // Offset Y: -front + dietro [l’ugello]

• Per definire le posizioni (della sonda) dei punti per l’autolivello (a volte necessario):

  1) #define LEFT_PROBE_BED_POSITION 35
2) #define RIGHT_PROBE_BED_POSITION 200
3) #define BACK_PROBE_BED_POSITION 180
4) #define FRONT_PROBE_BED_POSITION 20

Questi punti devono essere raggiunti con l’offset x, y definito per il supporto della sonda altrimenti si avrà un messaggio di errore durante la compilazione e il caricamento.

• Imposta il metodo di livellamento automatico che utilizzerai (in questo caso Bilineare), basta decommentarlo:// # definisce AUTO_BED_LEVELING_3POINT
  // # definisce AUTO_BED_LEVELING_LINEAR
  #define AUTO_BED_LEVELING_BILINEAR
  // definisce AUTO_BED_LEVELING_UBL
  // # definisce MESH_BED_LEVELING  

Livellamento automatico con Gcode G29

Il livellamento automatico è un comando che viene eseguito dopo la riga gcode “G28; home all axis” nel codice di avvio dello slicer.  A questo punto, potrebbe essere necessario regolare il firmware alcune volte per ottenere le posizioni di sondaggio impostate correttamente. Il comando di livellamento automatico è: G2.
Si può aggiungere questo comando se vogliamo ogni volta analizzare la totalità del piatto. Sinceramente vi consiglio di farlo solo all’accensione, manualmente e non prima di ogni stampa.

 Calibrazione della Z Offset 

Una calibrazione necessaria quando si installa La sonda è l’Offset Z. Per dirla all’italiana la distanza tra la rilevazione della distanza e il nozzle, in verticale. Anche se bisognerebbe regolare anche i valori X e Y. Anche in questo caso la distanza dei relativi assi tra sonda e ugello.

Potete calibrare l’offset in diversi modi. Tramite firmware dove dovrete impostare i vari valori (X,Y,Z).

Dalla finestra di comando di Repetier Host, Inserisci quanto segue:

M851; nota il numero

M851 Z0; imposta l’offset su zero

G28

G1 Z0

Il display LCD dovrebbe mostrare Z = 0

Ora sposta lentamente l’asse Z verso il basso finché l’ugello non si trova alla giusta distanza dal piatto di stampa. Puoi misurare la distanza nozzle piatto tramite un pezzo di carta sottile. Oppure, per una maggior precisione avviando la stampa varie volte e modificando l’offset mano a mano per arrivare ad avere un ottimo primo layer.

Dal display andare al Menu quindi Preparare / Sposta asse / 0.1mm / Sposta Z

Nota il valore dell’asse Z sul display dovrebbe essere qualcosa come -1,5

M851 Z-1.5; per impostare l’offset ottenuto nel passaggio precedente.

M500; Memorizza i valori in EEPROM in modo che non venga ripristinato quando si accende e spegne la stampante.

Se trovi che è necessario aumentare o diminuire il divario, allora procedi come segue:

M851 Z-1.4; Per aumentare la distanza

M851 Z-1.6; Per diminuire la distanza

M500; come sempre per salvare il valore su EEPROM

Come si installa – Hardware

Progetta un supporto per sensore oppure sceglilo tra i moltissimi presenti su Thingiverse.
Questi sensori hanno una distanza di rilevamento di ~ 5 mm. Idealmente, il supporto del sensore dovrebbe essere regolabile da una posizione inferiore alla punta dell’ugello a pochi millimetri sopra. Tramite la regolazione dell’offset dell’asse z può essere trovata la posizione ideale per un sensore. Per le prime prove però  conviene impostare il sensore molto più in basso rispetto all’ugello per evitare che si schiantino sul letto. A regime il sensore dovrebbe essere 2mm più in altro del nozzle.

E’ molto semplice da installare a livello hardware, solo un connettore da collegare.  Potete seguire la foto qui sotto per collegare il SN04 N alla scheda.

 

 

Conclusioni

Questo upgrade è veramente molto economico e quindi consigliato. Puoi stamoparti la mount in autonomia con la stampante. Perchè quindi non evolvere la propria macchina con questo piccolissimo, precisissimo ed economicissimo sensore per risparmiarti il ​​fastidio di livellare manualmente al millesimo il piatto?

Questo sensore  SN04 N si può acquistare ovunque,  su AMAZON senza spese di spedizione e ricevendolo in 3 giorni si trova a 6.00 €!

 

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