Retrofitting USB-C para uma impressora 3D: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Sempre vale a pena acompanhar os tempos com um mínimo de investimento. Comprei minha impressora 3D pela primeira vez há três anos e, infelizmente, depois de uma longa espera, a impressora foi enviada com uma porta SD quebrada. Tudo o que me restou fazer foi devolvê-lo e esperar mais alguns meses por uma substituição ou encontrar alternativas de conectividade.

É aqui que começa toda a "diversão". Desde então, tenho executado a impressora 24 horas por dia usando o OctoPi, que é muito popular entre a comunidade de fabricantes. O OctoPi usa um cabo USB para USB Mini para se conectar à impressora. Eu tentei configurações diferentes, como conectores retos ou em ângulo reto, mas todos eles continuaram falhando. Isso resultava em muito trabalho toda vez que eu precisava imprimir algo. Tive que mexer o cabo para encontrar o ponto certo (sem trocadilhos). Também tentei marcas diferentes, nada durou muito e quando você usa a impressora por mais de mil horas, pode se tornar um pouco frustrante.

Minha primeira experiência com cabos / conectores USB-C foi quando atualizei meu telefone. Desta vez, dei um salto de fé e mudei do iPhone para um telefone Android. Comecei a gostar de como o conector se conecta e funciona. Eu pessoalmente achei que era um design muito bom. Não demorou muito até que comecei a comprar meus eletrônicos com conectividade apenas USB-C. Isso significava que eu estava totalmente carregado com cabos, cores / marcas / comprimentos diferentes.

Então percebi que não deveria ser tão difícil trocar o conector em outro hardware, então fiz meus primeiros testes em alguns modelos chineses baratos para o Arduino Nano. Como o processo foi um sucesso, decidi tentar a sorte e converter minha impressora 3D também.

Etapa 1: Materiais e Ferramentas

A beleza desse projeto é que ele pode ser feito com ferramentas básicas que a maioria dos entusiastas da eletrônica tem por aí.

As ferramentas mínimas de que você precisa são:

• Ferro de solda - pode ser um muito básico ou pode ser uma estação de solda, vale tudo
• Solda - Eu pessoalmente uso 60Sn / 40Pb 0,4 mm / 0,8 mm de diâmetro
• Pinça - torna a instalação do fio de cobre mais fácil
• Alicate
• Mãos que ajudam - Usei um torno impresso em 3D (consulte o vídeo do Youtube)
• Furadeira
• Broca 3MM
• Chave de fenda hexagonal 1,5 MM e 3 MM
• Arquivos de agulha
• Multímetro (apenas opcional para solução de problemas)

Agora que falamos sobre as ferramentas, aqui está uma lista com os materiais:

• Filamento de impressora 3D - aprox 0,53 m para o adaptador que projetei
• Breakout USB-C - qualquer marca funciona, a que usei é da POLOULU
• Fio de cobre esmaltado 29AWG - você pode usar diferentes diâmetros e revestimentos, mas descobri que minha combinação funciona melhor
• 2 x parafusos hexagonais M3 x 15 MM
• 2 x parafusos hexagonais M1.5x5MM

Etapa 2: Remover a placa principal da impressora 3D

Como diferentes marcas têm diferentes layouts e designs de caixa, só posso oferecer aqui algumas dicas e truques sobre como tornar esse processo à prova de idiotas.

• Seja muito gentil ao trabalhar com eletrônicos. Às vezes, os conectores não se separam com facilidade. Minha impressora, por exemplo, é uma CREALITY ENDER 3 e todos os conectores da placa principal foram cobertos com cola quente. Não se apresse e use o mínimo de força ao trabalhar com a placa principal;
• Se você nunca fez isso antes, é uma boa ideia marcar todos os cabos e conectores em seus locais corretos. Isso será útil ao remontar tudo. Você pode encontrar esquemas para a maioria das impressoras 3D de consumo no mercado, portanto, se você falhar nessa etapa, ainda haverá esperança. Você pode rastrear todos os cabos para ver aonde eles levam e tudo que você precisa fazer é combiná-los com o conector correto.

Etapa 3: Remover o Mini Conector USB antigo da placa

Esta é uma etapa complicada em que com um pouco de paciência deve ser exequível

• Adicione o máximo de solda que puder nas 4 pequenas pernas da blindagem do conector e também nas 5 almofadas do conector
• Trabalhe em torno do conector tentando manter o fluido de solda
• Quanto maiores forem os blobs de solda que você criou, mais fácil será mantê-los fluidos
• Enquanto você mantém o fluido de solda, tente empurrar suavemente o conector para longe. É muito importante que você não puxe ou force o conector, pois isso pode resultar em almofadas quebradas como fiz na minha primeira placa de teste
• Consulte meu vídeo do YOUTUBE para ver como eu fiz isso
• Uma vez que o conector está fora, se necessário, você pode limpar todas as almofadas usando o pavio de solda
• Grande ponta de solda de cinzel é recomendada por sua boa inércia térmica

Etapa 4: Preparação dos fios e soldagem na placa principal da impressora

Durante esta etapa, teremos que preparar nossos fios para soldagem

• corte seus fios no tamanho desejado
• limpe as pontas do esmalte girando sua solda até 380 ° C - se a estação de solda não suportar o controle de calor, você pode raspar suavemente o esmalte do fio usando uma faca de artesanato afiada
• transfira a solda em ambas as extremidades do fio e prossiga com a soldagem da primeira extremidade na placa principal da impressora
• para fazer isso eu recomendo uma pequena ponta de solda de cinzel

Etapa 5: Preparando o Breakout USB-C

Agora teremos que aparafusar a placa breakout USB ao adaptador que projetei. O adaptador servirá ainda para fixar todo o conjunto no local desejado na caixa da impressora 3D. Minha recomendação é encontrar o melhor local onde seja mais próximo do conector antigo para manter os fios o mais curtos possível.

Para a montagem, você usará os 2 parafusos M1,5 x 5 MM que serão rosqueados diretamente no adaptador

Etapa 6: Preparando o Invólucro da Impressora 3D

• Coloque o conector USB-C na caixa da impressora 3D na posição onde deseja instalá-lo
• Desenhe o contorno do conector USB no contorno usando uma caneta
• Durante este processo também desenhe a posição onde as fixações laterais para o adaptador ficarão
• Comece a perfurar o material usando a broca 3MM
• Você precisará fazer exatamente 3 furos um ao lado do outro
• Depois de fazer isso, comece a lixar suavemente a abertura até que corresponda perfeitamente ao contorno que você desenhou
• Se você estiver satisfeito com o trabalho, pode prosseguir com a montagem final do combo USB-C Breakout / adaptador

Etapa 7: Solda Final

Assim que o breakout estiver na posição correta na caixa da impressora 3D, você pode prosseguir com a fixação da placa principal de volta em seu lugar. Neste estágio, você só precisa usar os parafusos para consertá-lo, mas não comece a colocar o arnês de volta, pois você precisa de todo o espaço possível no momento.

Prossiga com a soldagem dos fios de cobre na placa de breakout. Tenha muito cuidado com o local do cabo. Nesta etapa, consulte o esquema que forneci ou o vídeo do YOUTUBE.

Etapa 8: Montagem final

Depois de soldar o último dos fios, você pode prosseguir com a instalação de todos os chicotes e conectores de volta na placa principal da impressora.

Não tenha pressa e certifique-se de que tudo está no lugar correto. Não posso deixar de enfatizar o quão importante é prestar atenção na ordem dos fios. Eu pessoalmente consegui trocar alguns fios e quebrar um dos drivers do motor de passo.

Antes de prosseguir com o teste da impressora, recomendo fazer uma verificação visual em todas as soldas e fios. Se você tiver um multímetro à mão, pode verificar a resistência dos fios colocando os testadores nas placas de PCB. Isso garantirá que todos os fios estejam conectados e funcionando como deveriam.

Etapa 9: energização e teste

Depois de colocar tudo de volta no lugar, é hora de um teste.

• ligue a impressora e insira o NOVO cabo USB-C na impressora
• ligue o OctoPi e tente conectar à impressora
• mude para a guia de controle e diga à impressora para mover a base e a cabeça da impressora em diferentes direções

Se esse processo for bem-sucedido, você pode chamá-lo de vitória e começar a fazer coisas

* se OctoPi não conseguir se conectar à impressora, aconselho outra inspeção visual cuidadosa das soldas / fios / conectores para ter certeza de que tudo está no lugar. Se a medição da resistência nos 4 fios corresponder, isso significa que o problema não é proveniente do transplante.

Etapa 10: Palavras e pensamentos finais

Algumas pessoas acharão esse processo confuso e eu concordo que não é a maneira mais limpa de fazer isso, mas lembre-se do seguinte:

• nenhum dos mods é visível, pois tudo está dentro da caixa da impressora
• o mod é seguro mesmo que os fios se toquem, pois são revestidos de esmalte, que é um isolante elétrico muito bom
• os fios que sugeri são o equilíbrio perfeito entre confiabilidade / rigidez / condutividade
• você não será capaz de quebrar os fios, mas é mais provável que arranque as almofadas do PCB antes de danificá-los de qualquer maneira

Dependendo de onde você obtém suas peças, não deve custar mais do que $ 10 apenas para materiais

Quando comecei a fazer esse mod para a impressora, eu tinha uma opção diferente na mesa. Infelizmente, não consegui adquirir as peças de que precisava devido à disponibilidade. No final, essa solução teria funcionado muito caro, então optei por deixá-la por enquanto.

A ideia era usar alguns conectores da JST que se encaixassem diretamente em cima dos antigos pads de Mini PCB USB.

Os conectores em discussão são:

• Masculino: 08SUR-32S
• Fêmea: BM08B-SURS-TF

Em minha opinião, essa teria sido a maneira mais limpa e apresentável de fazer esse transplante. A opção ainda está sobre a mesa para o futuro, uma vez que eu conseguir suprir as peças.

Deixe-me saber o que você pensa e deixe um comentário abaixo. Se você tiver tempo, é sempre melhor ver o vídeo real que fiz com todo o processo.