Tegangan mana yang harus dipilih:12 V atau 24 V?
Banyak komponen printer 3D tersedia dalam dua pilihan:12 V dan 24 V, begitu juga dengan printer 3D itu sendiri . Karakteristik ini harus diingat ketika ada peningkatan yang dilakukan pada printer 3D, seperti mengganti ekstruder, hotend, atau komponen apa pun untuk ini. Namun apa artinya semua itu bagi pengguna?
12 V dan 24 V adalah tegangan, dan mereka paling umum dalam dua opsi ini. Lebih khusus lagi, itu adalah tegangan keluaran dan ada hubungannya dengan catu daya (PSU) printer 3D . Catu daya adalah perangkat yang tugasnya memasok daya listrik ke beban listrik, perangkat yang mengambil arus listrik dan mengubahnya menjadi bentuk energi lain seperti panas atau cahaya. Dalam printer 3D , PSU menyalurkan daya ke semua komponen penting seperti kipas angin, heatbed atau hotend. Tanpa catu daya minimum yang diperlukan atau dengan catu daya yang berlebihan, elemen printer 3D tersebut mungkin tidak berfungsi dengan baik.
Gambar 1:Spesifikasi voltase output pada driver stepper. Sumber:Desain Dyze.
PSU menerima 110 hingga 240 V dari soket dan, dengan bantuan trafo , ubah menjadi 12 hingga 24 V , tegangan lebih cocok untuk perangkat. Selain itu, PSU juga memiliki rangkaian penyearah , elemen yang bertanggung jawab untuk mengonversi arus AC dari soket ke arus DC yang dibutuhkan printer 3D.
Gambar 2:Port kabel input AC dan output DC pada PSU. Sumber:Desain Dyze.
Catu daya printer 3D biasanya memiliki spesifikasi berikut:
- Tegangan pengenal :nilai ini menunjukkan tegangan input AC mana yang diambil PSU dari soket - 110 V @ 60 Hz atau 240 V @ 50 Hz (seperti terlihat pada gambar di atas). Biasanya, ini dapat diubah dengan menekan tombol di sisi PSU.
- Tegangan keluaran :nilai ini menentukan tegangan arus DC yang dapat diberikan PSU setelah mengubah arus AC. Nilai ini bervariasi di antara PSU tetapi satu PSU hanya dapat mendukung satu voltase tertentu:baik 12 V atau 24 V . Ini sangat penting, sebagai komponen printer 3D juga dinilai untuk voltase tertentu dan harus cocok dengan voltase keluaran PSU . Menggunakan komponen 12 V dengan perangkat 24 V akan membuat komponen bekerja dua kali lipat dari kecepatan yang dirancang untuknya, yang dapat menyebabkan panas berlebih, berasap, motherboard terbakar, bahkan menyebabkan ledakan atau kebakaran . Masalah lain muncul jika terjadi peristiwa hubung singkat. PSU dapat melepaskan semua daya berlebih itu ke dalam komponen, menyebabkan kerusakan. Itu dapat terjadi dengan PSU apa pun tetapi dengan daya yang lebih rendah (12 V) lebih sedikit energi yang akan dilepaskan ke komponen yang terhubung dibandingkan dengan PSU 24 V. Sebaiknya gunakan konverter DC-DC untuk menurunkan voltase dari 24 V ke 12 V untuk mencegah hal itu. Sebaliknya, menggunakan komponen 24 V dengan printer 3D 12 V akan menghasilkan kinerja yang gagal karena komponen tidak akan mendapatkan tegangan yang cukup untuk beroperasi. Dalam hal ini, pengguna harus menggunakan penguat tegangan yang akan mengonversi 12 V yang disediakan oleh PSU menjadi 24 V yang diperlukan.
- Arus keluaran (ampere) :ini adalah jumlah ampere tertinggi yang dapat disediakan oleh PSU. Dalam kasus PSU pada gambar di atas, nilai ini adalah 30 A. Spesifikasi arus keluaran memengaruhi berapa banyak pemanas yang dapat dimiliki printer 3D dan seberapa panas heatbed.
- Total watt :nilai ini menunjukkan berapa banyak daya per detik yang dapat diberikan oleh PSU. Ini dihitung dengan mengalikan tegangan keluaran dan arus keluaran (ampere). Jadi suplai 12 V dengan arus maksimum 30 A akan mampu menyediakan daya 360 W.
Tujuan PSU terutama untuk menerima, mengonversi, dan memasok daya, tetapi juga memiliki beberapa tugas lain untuk tampil. PSU juga bertanggung jawab untuk membatasi arus yang diterima ke tingkat yang aman, dengan bantuan beban listrik, serta mematikan arus jika terjadi gangguan listrik.
Tugas PSU lainnya adalah membatasi derau elektronik atau lonjakan tegangan agar tidak mencapai beban listrik, dan menyimpan energi sehingga jika terjadi gangguan sementara pada catu daya, PSU dapat terus mengalirkan daya ke beban listrik.
Voltase mana yang lebih baik?
Saat memilih tegangan komponen untuk printer 3D, seperti kartrid pemanas, hotend, ekstruder, atau kipas, tegangan komponen tersebut harus selalu sesuai dengan tegangan keluaran printer 3D , atau konverter DC-DC atau penguat voltase harus digunakan.
Sejauh memilih PSU baru untuk printer 3D , ada beberapa faktor yang harus diperhatikan. A 24 V PSU hanya membutuhkan kira-kira setengah jumlah kabel kurang dari PSU 12 V . Alasannya adalah semakin tinggi voltase, semakin sedikit arus yang mengalir melalui PSU (untuk mendapatkan daya yang sama, hanya dibutuhkan setengah arus), yang memungkinkan pengurangan ukuran kabel. Hal ini, pada gilirannya, berarti pengurangan biaya kabel dan jumlah tembaga yang harus ditambang untuk memproduksinya.
Gambar 3:Kabel 12 V (atas) dan 24 V (bawah). Sumber:Desain Dyze.
Beberapa keuntungan yang terlihat menggunakan PSU 24 V dalam pencetakan 3D adalah bahwa:
- Pemanas dan hot end membutuhkan lebih sedikit waktu untuk pemanasan.
- Ada lebih banyak torsi dari stepper, yang terlihat jelas pada ekstruder.
- Stepper menghasilkan lebih sedikit noise.
Dalam hal PSU 12 V , mereka berguna untuk menjalankan peralatan langsung dari baterai . Kerugian dari PSU 12 V adalah membutuhkan penguat tegangan untuk mengoperasikan perangkat 24 V , dan perkabelannya lebih mahal karena membutuhkan lebih banyak tembaga .
Cara memeriksa PSU printer 3D
Saat membeli printer 3D, baik baru atau bekas, pengguna harus memastikan untuk mengetahui voltase catu daya sebenarnya dari printer 3D . Terkadang memeriksa lembar data teknis tidak cukup, karena PSU mungkin telah dimodifikasi oleh pabrikan dan lembar teknis tidak diperbarui. Mengenai printer 3D bekas, pemilik sebelumnya mungkin telah memodifikasi PSU tanpa menjelaskannya. Oleh karena itu, sebaiknya selalu periksa PSU printer 3D langsung di printer sebelum membeli atau memasang komponen pemutakhiran apa pun . Jika PSU baru dibeli, PSU juga harus dipastikan berfungsi dengan baik sebelum memasangnya di printer 3D.
PSU biasanya berupa kotak persegi panjang perak besar. Beberapa catu daya terpisah mandiri peralatan, seperti printer 3D Creality CR-10 V3, sedangkan printer lainnya terpasang di struktur utama , seperti printer 3D Anycubic Vyper atau printer 3D Artileri Genius.
Gambar 4:Dari kiri ke kanan, PSU pada printer Creality CR-10 V3, Anycubic Vyper, dan Artillery Genius 3D. Sumber:Creality, Anycubic, dan Artileri.
Pertama, tegangan keluaran PSU harus diverifikasi dengan melihat label pada PSU, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Gambar 5:Spesifikasi voltase keluaran pada PSU. Sumber:E3D.
Jika PSU tidak memiliki informasi tentang tegangan output , ini dapat diperiksa dengan bantuan voltmeter atau multimeter . Perlu diingat bahwa peralatan elektronik harus selalu ditangani dengan sangat hati-hati dan langkah-langkah keamanan. Pendeteksian tegangan keluaran printer 3D yang benar ditunjukkan dalam video tutorial oleh Anycubic
Video 1:A tutorial on how to detect and replace a PSU. Source:Anycubic.
This process can be resumed in the following 3 steps :
- Before touching the PSU or disconnecting any wires, the printer should be disconnected from the outlet . If there are no ESD safety measures in place, such as a grounding mat, grounding can be done by touching anything that is metal, for example a radiator. The accumulated current will go into the metal because the metal is a better conductor of electricity.
- Then, after 30 seconds, the PSU of the 3D printer can be touched safely . It’s crucial to make sure to avoid ESD events near the 3D printer. Even if the discharage goes unnoticed, is felt upon discharge, it can still damage the printer’s electronic components. The 30 second period is crucial as some cheaper boards/PSUs are not equipped with bleed resistors to quickly discharge capacitors.
- The third step is to check the voltage in all the output terminals , being very careful not to touch or short the input AC power terminals. The reading on the voltmeter should be nearly the same as the indicated output voltage . A slightly higher voltage will help with an underpowered heatbed, other components may be overpowered.
Knowing the output voltage of the PSU and the 3D printer is crucial to correctly choosing the printer’s components and avoiding dangerous consequences of underpowering or overpowering the components and the 3D printer. While 3D printers can operate on both 12 V and 24 V PSUs, or even have the option to switch between voltages, the more advantageous option is a 24 V PSU, as it requires less power to produce the same amount of current, its wiring is smaller, and it offers some benefits to the performance of the 3D printer.