Termistor Printer 3D: Peran dan Cara Memastikan Cetak Akurat
Apa Itu Termistor Printer 3D?
Termistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah dengan cepat dan dapat diprediksi seiring perubahan suhu.
Termistor terbuat dari semiconductornya, terutama germanium dan silikon, dan nilai resistansinya bergantung pada rentang suhunya.
Apa yang Dilakukan Termistor dalam Printer 3D?
Termistor digunakan dalam printer 3D sebagai sensor suhu. Mereka dipasang pada titik-titik sensitif suhu seperti meja panas (heat bed) dan ujung panas (hot end). Pada titik-titik ini, mereka memantau suhu dan mengirim data ke mikrokontroler.
Untuk mengontrol suhu printer, mikrokontroler printer menggunakan data terkait untuk mengatur suhu printer.
Saat termistor memanas, perubahan resistansinya terdeteksi dan dipetakan terhadap data kalibrasi oleh firmware printer untuk menghitung perubahan suhu.
Jenis-Jenis Termistor
Ada dua jenis termistor:
a) Koefisien Suhu Negatif (NTC)
Ini adalah jenis termistor yang paling umum digunakan dalam printer 3D. Termistor NTC menawarkan resistansi yang bervariasi tergantung pada suhu. Saat suhu naik, resistansi turun dari tinggi menjadi rendah dan memungkinkan arus mengalir.
Pada saat menyala, NTC menawarkan resistansi seri tambahan saat digunakan untuk mengurangi arus inrush. Resistansi turun menjadi sangat kecil saat suhu normal ketika termistor memanam sendiri dengan arus, yang memungkinkan arus normal mengalir.
b) Koefisien Suhu Positif (PTC)
Termistor PTC juga menawarkan resistansi yang bervariasi tergantung pada suhu. Seiring peningkatan suhu, resistansi naik dari rendah menjadi tinggi dan mencegah arus berlebih.
Termistor PTC digunakan dalam skenario tertentu daripada termistor NTC. Hal ini mencakup: kondisi suhu ekstrem, peralatan dengan waktu reset hampir nol seperti termometer digital, atau sistem yang mengalami siklus sering.
Mengapa Termistor Adalah Sensor yang Baik?
Termistor menguntungkan untuk digunakan dalam banyak aplikasi sebagai sensor karena daya tahan tinggi dan kemudahan penggunaan karena perilakunya cukup dapat diprediksi. Penggunaannya dalam aplikasi pengukuran dan pengendalian suhu sangat unggul.
Jelas, perubahan resistansi listrik termistor karena perubahan suhu yang sesuai sangat terlihat terlepas dari apakah suhu badan termistor berubah karena radiasi atau konduksi dari lingkungan sekitar atau karena "pemanasan sendiri" yang disebabkan oleh dissipasi daya di dalam perangkat.
Suhu badan termistor akan tergantung pada konduktivitas termal lingkungannya dan juga suhunya ketika termistor digunakan dalam rangkaian di mana daya yang dissipasi di dalam perangkat cukup untuk menyebabkan "pemanasan sendiri".
Termistor "memanam sendiri" untuk digunakan dalam aplikasi seperti deteksi aliran udara, deteksi tingkat cairan, atau pengukuran konduktivitas termal.
Bagaimana Mengganti Termistor pada Meja Panas Printer 3D Saya?
Berikut adalah langkah-langkah yang dapat digunakan untuk mengganti termistor dan tabung pemanas.
Anda akan memerlukan alat berikut:
- Sebuah termistor
- Tabung pemanas
- Sebuah gunting
- Pecut
- Obeng berganda
- Satu kunci inbus 1,5 mm
- Kawat ikat
Langkah 1: Melepas kipas di samping nozzle
Pertama, pastikan bahwa nozzle telah mendingin hingga suhu ruangan untuk menghindari cedera. Lepas dua penutup samping dengan menggunakan obeng, kemudian longgorkan dua sekrup di samping kipas.
Colokkan konektor kipas menggunakan pecut untuk menekan port, kemudian lepas kipas.
Langkah 2: Menghapus termistor dan tabung pemanas lama
Sekarang, menggunakan pecut, colokkan konektor tabung pemanas lama dan termistor, kemudian potong tabung pemanas lama dan termistor.
Setelah memotong, gunakan kunci inbus 1,5 mm untuk longgorkan sekrup pada blok panas, dan keluarkan tabung pemanas lama dan termistor.
Langkah 3: Memasang termistor dan tabung pemanas baru
Ikat tabung pemanas baru dan termistor dengan kawat ikat, kemudian masukkan tabung pemanas baru dan termistor ke dalam blok panas. Sebagian dari tabung pemanas harus meluas ke sisi lain dari blok panas.
Pastikan termistor berada di dalam blok panas, kemudian rapatkan sekrup dan masukkan tabung pemanas baru dan termistor melalui modul. Colokkan konektor ke port.
Tabung pemanas dan termistor tidak boleh mencapai hot end.
Langkah 4: Memasang kipas
Colokkan konektor kipas ke antarmuka kemudian pasang ke modul.
Langkah 5: Mengrakit bagian-bagian
Pasang dua penutup samping.
Langkah 6: Menguji termistor
Hubungkan modul ke kontroler, kemudian nyalakan daya. Muat filamen printer, kalibrasi meja panas dan mulai cetak pendek untuk menguji.
Periksa apakah ada masalah saat mencetak.
Bagaimana Menguji Resistansi Sensor Suhu?
Ada berbagai cara untuk memeriksa resistansi. Untuk diskusi ini, kita akan mempertimbangkan pemeriksaan resistansi menggunakan multimeter.
Resistansi bukanlah nilai yang dapat Anda ukur secara langsung. Untuk menemukan resistansi termistor, Anda harus menyimpulkan arus yang mengalir di termistor, kemudian mengukur resistansi yang dihasilkannya.
Bacaan akan bervariasi di seluruh suhu karena ini adalah termistor. Lebih baik untuk mengambil bacaan Anda ke resistansi suhu ruangan (25℃)
Langkah Bagaimana Memeriksa Resistansi:
Untuk memeriksa resistansi suhu kita akan membutuhkan; multimeter dan probe multimeter
Langkah 1: Lepas isolasi kaca serat pada sepasang kabel yang menghubungkan termistor.
Langkah 2: Atur rentang multimeter ke resistansi tercatat termistor misalnya 100k.
Langkah 3: Terapkan probe multimeter pada dua kabel. Multimeter harus menampilkan resistansi suhu.
Bagaimana Mengetahui apakah Termistor Rusak?
Sebagian besar termistor pencetakan 3D memiliki resistansi suhu 100k pada suhu ruangan. Berbagai gejala termistor rusak dalam printer 3D meliputi:
- Saat Suhu Cetak Lebih Tinggi dari Biasa
Bahan printer biasanya memiliki suhu cetak yang direkomendasikan. Jika printer memerlukan suhu yang lebih tinggi untuk mengekstrusi bahan dari pada suhu tercatat, termistor dapat rusak.
Thermal runaway adalah situasi di mana printer 3D memanas hingga suhu sangat tinggi dan tidak dapat berhenti. Ketika ini terjadi, printer mungkin menangkap api!
Thermal runaway mungkin disebabkan oleh berbagai alasan. Namun, kemungkinan terbesar adalah ketika termistor tidak teratur dengan baik.
Karena kesesuaian yang buruk, firmware akan terus meningkatkan panas sehingga mencapai target.
Untuk mencegah thermal runaway, Anda perlu menginstal perlindungan thermal runaway dalam firmware printer. Firmware sendiri tidak mencegah thermal runaway. Ia hanya mencoba menghentikan panas berlebih printer di jejaknya.
- Gagal mencetak oleh printer, atau banyak error cetak karena masalah suhu
- Bacaan variasi suhu abnormal pada monitor printer
Bagaimana Mengkalibrasi Termistor 3D Anda
Ada berbagai cara untuk mengkalibrasi termistor 3D. Kita akan mempelajari cara mengkalibrasi menggunakan multimeter.
1. Menguji Termokopel
Uji apakah termokopel multimeter akurat. Rebus sejumlah kecil air, kemudian celupkan termokopel ke dalam air. Bacaan 100℃ menunjukkan bahwa termokopel akurat
2. Mengidentifikasi Hot End
Sekuka buka firmware printer. Periksa untuk mengidentifikasi hot end. Biasanya ada file dalam file program printer yang mengontrol hot end. Manual pemilik mungkin menunjukkan lokasi file untuk printer Anda.
3. Menghubungkan Hot End ke Multimeter
Hubungkan termokopel multimeter ke hot end. Cara yang sesuai adalah menemukan ruang di antara hot end dan nozzle dan mencermatkannya di sana.
4. Menyalin Tabel
Buka tabel suhu, dalam firmware. Tabel berisi nilai resistansi termistor terhadap suhu. Untuk menentukan suhu dari resistansi yang diukur, printer menggunakan file ini. Sekarang salin tabel, kemudian hapus kolom suhu dalam tabel baru.
5. Mengisi Tabel
Dalam tabel lama, atur hot end ke nilai suhu, kemudian ukur bacaan suhu yang akurat pada multimeter. Salin bacaan ke nilai resistansi pada tabel baru yang cocok dengan nilai pada tabel lama, kemudian ulangi langkah-langkah untuk semua nilai resistansi.
6. Mengganti Tabel
Hapus tabel termistor lama dan ganti dengan yang baru setelah Anda menemukan suhu yang diinginkan untuk nilai resistansi.
Faktor yang Mungkin Mengakibatkan Kesalahan dalam Rentang Suhu
Meski semua komputasi data dan perhitungan terkait termistor, pengukuran termistor masih menampilkan margin kesalahan yang tidak normal melebihi margin yang dapat diterima 1% dalam printer 3D. Kesalahan ini dapat dikaitkan dengan:
Berikut adalah beberapa faktor yang akan menyebabkan kesalahan tersebut:
1. Gagal Termistor Terlihat
Kabel termistor cukup rapuh. Mereka dapat mudah rusak saat mengganti nozzle. Termistor yang rusak dapat menyebabkan bacaan suhu sangat rendah. Ini dapat berakibat buruk untuk printer karena bacaan yang dilaporkan bukan suhu sebenarnya. Dalam beberapa kasus langka, ini dapat menyebabkan kebakaran.
2. Drift Seiring Waktu
Termistor aus seiring waktu sebagai akibat paparan berkelanjutan pada suhu tinggi. Paparan pada suhu tinggi menyebabkan kenaikan resistansi, yang dapat diterjemahkan menjadi bacaan suhu yang tidak normal lebih rendah dari pada yang sebenarnya.
Paparan ini adalah faktor tambahan terhadap drift normal dalam waktu yang diharapkan di setiap mesin atau komponen mesin karena degradasi.
3. Data Kalibrasi yang Tidak Akurat
Data kalibrasi yang salah dapat menyebabkan kesalahan pada termistor. Oleh karena itu, selain kesalahan yang disebabkan oleh toleransi, margin kesalahan di sini akan jauh lebih tinggi dari yang diharapkan.
4. Toleransi
Termistor relatif konsisten dalam performa, namun, toleransinya menurun seiring kenaikan suhu.
Deviasi untuk termistor yang digunakan dalam beberapa hot end printer 3D mungkin tidak selalu akurat pada 1%. Ini mungkin lebih tinggi seperti 2%, dan bahkan lebih tinggi dari ini selama pencetakan.
5. Rangkaian Motherboard
Beberapa komponen pada motherboard printer atau resistansi yang sangat tinggi pada kabel penghubung dapat menyebabkan kesalahan bacaan suhu termistor. Insiden- insiden ini dapat berubah dan drift seiring waktu.
6. Pengaturan PID yang Buruk
Pengaturan PID yang buruk dapat menyebabkan meja panas atau hotbed printer bergojak-gosok, dan dalam beberapa kasus, dilaporkan secara salah.
Membeli Termistor
Alasan utama seseorang harus membeli termistor adalah jika yang mereka miliki telah rusak.
Kedua, seseorang dapat membeli yang baru jika mereka ingin memodifikasi printer mereka untuk mencetak pada suhu yang lebih tinggi dari pada yang biasanya dirancang untuk.
Anda juga harus mempertimbangkan untuk membeli dari peraiyal yang terkemuka sehingga apa pun yang Anda beli adalah asli.
Kesimpulan
Termistor adalah komponen kecil dalam printer 3D, namun memainkan peran penting dalam pencetakan. Status termistor tidak boleh diabaikan karena itu dapat menghentikan semuanya.
