Доработка платы mks gen 1. Подключение электроники к плате MKS Gen V1.4. Подключение драйверов шаговых двигателей

- 1 шт.
Драйвер шагового двигателя Drv8825 - 5 шт.
Дисплей RepRapDiscount Smart Controller с 2-мя шлейфами - 1 шт.

Универсальная плата MKS GEN v1.4 была разработана для управления 3D-принтером. Создана на основе популярного решения – связки платы Arduino Mega 2560 и платы расширения Ramps 1.4, широко используемой для принтеров проекта RepRap. Плата оснащена 8 битным микроконтроллером ATmega2560, имеет 5 слотов для подключения драйверов шаговых двигателей, возможность подключения питания 12-24 В. Плата MKS GEN 1.4 поддерживает все прошивки Arduino, установка которых проходит в аналогичном порядке.

Технические характеристики платы MKS GEN V1.4

8 битный микроконтроллер ATmega2560;
Напряжение питания 12 - 24 В;
Возможность подключения до 5 драйверов ШД с простой настройкой микрошага (микропереключатели). 3 шаговых двигателя на оси X, Y, Z и 2 экструдера Е0, Е1;
Поддержка основных драйверов ШД: A4988, DRV8825, TMC2100, LV8729 и др.;
Возможность подключения до 3 термисторов (например: 1 - для нагревательного стола, 2 - для первого экструдера, 3 - для второго экструдера);
Шесть 3-х пиновых разъёмов для концевых выключателей Xmin / Xmax / Ymin / Ymax / Zmin / Zmax;
Наличие разъема под LCD дисплеи + SD карты;
Дополнительные пины для обвязки 3D принтера: AUX-1, AUX-2, AUX-3, Servos1 (так же как и на Ramps 1.4);
4 мощных MOSFET для питания нагрев. стола, двух экструдеров и вентилятора;
3 дополнительных выхода питания 3 В и 12-24 В (в зависимости какое питание подали на плату)

Подключение Gen V1.4

Ниже на картинке показана схема подключения обвязки 3D принтера к плате управления MKS GEN v1.4 расчитанной на 12v:

После того как все собрали и перепроверили, можно приступать к прошивке платы. Так как плата MKS Gen v1.4 это тоже самое, что и связка Arduino mega 2560+ramps 1.4, то прошивка будет идентичная. Рекомендуем ознакомится со статьями про прошивке marlin.

Сочетание микросхемы Arduino Mega 2560 и платы расширения Ramps 1.4 пользуется популярностью из-за своей функциональности. Среди недостатков связки - сложность подключения ряда разъемов. В MKS GEN v1.4 подключение более простое, так как разъемы равномерно распределены по всей плате. Это стало поводом для увеличения ее габаритов, но не настолько, чтобы сделать 3D принтер более громоздким. Еще одним преимуществом является возможность подключения питания 24В, что позволит нагревать рабочий стол максимально быстро. Особенно это актуально для 3d-принтеров с увеличенными габаритами рабочего стола.

Преимущества платы MKS Gen v1.4

• Вместо двух плат мы имеем одну аккуратную плату управления (правда немного больше по размерам, но это нестрашно), все разъемы равномерно разнесены по всей плате, что в свою очередь упрощает процесс подключения;
• Можно подключить источник питания 24 В. В Gen V1.4 стоят понижающие преобразователи напряжения. В связке Arduino+Ramps Вам придется использовать только источник напряжения 12 В или выпаивать диод D11N4004 на плате Ramps и питать отдельно Arduino, что согласитесь, не очень удобно. Напомню, что рекомендуемое напряжения питания Arduino mega — 7-12 В, максимальное — до 20 В (но это нерекомендуемое, и помимо всего прочего необходимо принять меры для охлаждения микросхемы);
• В следствии высокого напряжения питания, Ваш нагревательный стол будет греться быстрее. Вы скажете, что стол и так быстро греется даже от 12 В, и будете правы, если использовать нагревательный стол размером 200 на 200 мм. А если нужно греть стол 300 на 200 мм или 300 на 300 мм? Поверьте, процесс нагревания будет очень долгим. И тут как нельзя кстати подойдет источник напряжения 24 В, и все проблемы будут решены. Конечно и в связке Аrduino и Ramps можно подключить нагревательный стол к 24 В через реле, но это снова лишние дополнительные манипуляции, которых можно избежать благодаря плате Gen V1.4;
• Поставлены более мощные MOSFET по сравнении с Ramps 1.4;
• Плата управления поддерживает драйвера шаговых двигателей A4988,

MKS Base 1.4 board integrated 5 servo control model which does not included in MKS Gen 1.4 board. All other features of these two boards are same. We can use same Marlin firmware for both boards.

Please take following steps to install the software in order to let your printer work properly.

Prerequisite: You should have connected your Arduino Mega 2560, MKS 1.4 board, LCD control panel and 3D printer properly(if you don’t know how to connect the circuit, check with your supplier or google the related topic).

Please be noted MKS board Z axis servo controller installation as following:

If you have only one Z axis servo, please connect it to Z_MOT slot, if you have two Z axis servos, another servo should be connected to E1_MOT.

For MKS Gen Board:

If you have only one Z axis servo, please connect it to Z slot, if you have two Z axis servos, another servo should be connected to E1.

Caution: do not plug or unplug and wire or module when power is on, do not even touch the board when power is on or your hand has static charge(you can rmove static charge by touching metal tap) . Always double check power wire is properly installed. If you do not follow above move, you can damage the control board and your 3D printer.

Step 1) Install Arduino and driver(Please download the Arduino IDE version 1.5.X, you’d better download 1.5.4 version IDE)
First, please download Arduino IDE from https://www.arduino.cc/en/Main/Software.

Step 2) use USB cable to connect Arduino Mega2560 and your PC. Your pc should detect Arduino Mega2560 and install driver automatically.
If driver can not be installed automatically, you can download the driver from following link:

Unzip above file and run the installation program

Step 3) Install U8glib library into Arduino IDE. If you have already installed U8glib, please skip this step>
First: Download U8glib library from kookye U8glib library .
Then, in Arduino IDE ->Sketch->Include Library->Add Zip Library , select the zip file you just downloaded and load into IDE. see following picture:

Step 4) In Arduino IDE->Tools->Board select Arduino Mega 2560:

In Tools->Port select the COM port which associated with Arduino Mega2560(see picture below)

Step 5) Download Ramps1.4 board Marlin firmware as per your LCD screen type.

LCD screen No.	Picture	Download link
2004		2004 LCD Marlin firmware
12864		12864 LCD Marlin firmware

Unzip above file, you will see a folder called “Marlin”

In above Marline folder, there is Configuration.h file which defines some important hardware config setting values. Please read following instruction to change the Configuration.h and configuration_adv.h file according to your hardware situation:
A)If you connect MKS Gen/Base board with two Z axis servo motors, please make following changes,

in configuration_adv.h uncomment line 148 #define Z_DUAL_STEPPER_DRIVERS as following:

#define Z_DUAL_STEPPER_DRIVERS // disable this line if you have only one Z motor

B)If you connect MKS Gen/Base board with only One Z axis servo motors, please make following changes,

In configuration.h line 248 to 253:

#define INVERT_X_DIR false // for Mendel set to false, for Orca set to true

#define INVERT_Y_DIR true // for Mendel set to true, for Orca set to false

#define INVERT_Z_DIR false // for Mendel set to false, for Orca set to true

#define INVERT_E0_DIR false // for direct drive extruder v9 set to true, for geared extruder set to false

#define INVERT_E1_DIR false // for direct drive extruder v9 set to true, for geared extruder set to false

#define INVERT_E2_DIR false // for direct drive extruder v9 set to true, for geared extruder set to false

in configuration_adv.h disable line 148 #define Z_DUAL_STEPPER_DRIVERS as following:

//#define Z_DUAL_STEPPER_DRIVERS // disable this line if you have only one Z motor

Step 6) In Arduino IDE->File->Open, find Marlin Folder and open Marlin Arduino File(Marlin.ino)

Your IDE will compile the firmware and load it into Mega2560 board. There might be some warning error message during compiling, just neglect those message.
After the firmware is loaded into Arduino Mega2560, your LCD will show 3D printer menu as per following picture:

Now you can now control the printer accordingly.

Buy from US	Buy from UK	Buy from DE	Buy from IT	Buy from FR	Buy from ES	Buy from JP

Обзор платы MKS GEN v1.4

Универсальная плата MKS GEN v1.4 была разработана для управления 3D-принтером. Создана на основе популярного решения – связки платы Arduino Mega 2560 и платы расширения Ramps 1.4, широко используемой для принтеров проекта RepRap. Плата оснащена 8 битным микроконтроллером ATmega2560, имеет 5 слотов для подключения драйверов шаговых двигателей, возможность подключения питания 12-24 В. Плата MKS GEN 1.4 поддерживает все прошивки Arduino, установка которых проходит в аналогичном порядке. МКС GEN имеет ряд преимуществ, по сравнению с другими платами, о которых мы расскажем Вам далее.

Технические характеристики платы MKS GEN V1.4

• 8 битный микроконтроллер ATmega2560;
• Напряжение питания 12 - 24 В;
• Возможность подключения до 5 драйверов ШД с простой настройкой микрошага (микропереключатели). 3 шаговых двигателя на оси X,Y ,Z и 2 экструдера Е0, Е1;
• Поддержка основных драйверов ШД: A4988, DRV8825, TMC2100, LV8729 и др.;
• Возможность подключения до 3 термисторов (например: 1 - для нагревательного стола, 2 - для первого экструдера, 3 - для второго экструдера);
• Шесть 3-х пиновых разъёмов для концевых выключателей Xmin / Xmax / Ymin / Ymax / Zmin / Zmax;
• Наличие разъема под LCD дисплеи + SD карты;
• Дополнительные пины для обвязки 3D принтера: AUX-1, AUX-2, AUX-3, Servos1 (так же как и на Ramps 1.4);
• 4 мощных MOSFET для питания нагрев. стола, двух экструдеров и вентилятора;
• 3 дополнительных выхода питания 3 В и 12-24 В (в зависимости какое питание подали на плату);

Подключение Gen V1.4

Ниже мы покажем схему подключения обвязки 3D принтера к плате управления MKS GEN, остановимся на каждом пункте и более подробно опишем процесс подключения всех элементов.

Подключение драйверов шаговых двигателей

Чтобы шаговыми двигателями можно было управлять, нужно поставить по одному драйверу на каждую ось и один драйвер на экструдер. Для этих целей на плате MKS Gen v1.4 существует пять разъемов для подключения драйверов

Прежде чем установить драйвера шаговых двигателей, необходимо выставить микрошаг драйвера. Для установки микрошага драйвера используете джампера (перемычками), которые обычно идут в комплекте вместе с МКС GEN.

Перемычки установки микрошага на GEN v1.4 находятся под драйверами шаговых двигателей. Всего под каждый драйвер можно установить максимум три перемычки. В зависимости от того, сколько и в каком порядке вы их поставили, будет определяться, какой шаг выставлен.

Если вы используете драйвер шагового двигателя A4988 с минимальным микрошагом 1/16, то расположение перемычки берем исходя из таблицы:

1 2 3 нет нет нет полный шаг да нет нет полушаг нет да нет 1/4 шага да да нет 1/8 шага да да да 1/16 шага

Большинство использует микрошаг 1/16 (все перемычки установлены), поэтому прежде чем устанавливать драйвера, устанавливаем все перемычки под все драйвера!

Если вы используете драйвер шагового двигателя Drv8825 с минимальным микрошагом 1/32, то расположение перемычек берем исходя из таблицы:

Перемычка (Да/Нет) размер шага

1 2 3 нет нет нет полный шаг да нет нет полушаг нет да нет 1/4 шага да да нет 1/8 шага нет нет да 1/16 шага да нет да 1/32 шага нет да да 1/32 шага да да да 1/32 шага

Обратите внимание! На драйвере шагового двигателя DRV8825 подстроечный резистор располагается на другой стороне платы, по сравнению с A4988, поэтому обратите внимание на правильную ориентацию драйвера при установке их в разъемы плат управления.

После того, как все перемычки поставлены, можно приступать к установке драйверов. В нашем случае драйвера будут A4988. Необходимо сразу прикрепить на каждый драйвер алюминиевый радиатор, это можно сделать с помощью термоклея или двухстороннего скотча (чаще всего на радиаторах уже наклеен двусторонний скотч).

Драйвер устанавливается строго в одном положении - подстроечным резистором в противоположную сторону от разъема питания (маркировка ножек драйвера должна совпасть с маркировкой на плате). Радиаторы не должны касаться ножек подстроечного резистора!

Подключение шаговых двигателей к MKS GEN V1.4

На плате есть 5 разъемов для подключения шаговых двигателей и соответственно 5 разъемов для драйверов. Каждая ось подписана (X, Y, Z, E0, E1), что позволяет безошибочно подключить в соответствующий разъем. Пины одного разъема идут по порядку и соответствуют обмоткам шагового двигателя: 1 и 2 пин - одна обмотка ШД; 3 и 4 пин другая обмотка ШД. По сути особо разницы нет, какая именно обмотка будет подключена в первые пины, а какая в следующие.

Подключение концевых выключателей

На плате GEN предусмотрено шесть разъемов для подключения концевых выключателей, их порядок следующий: X min, X max, Y min, Y max, Z min, Z max. Подключая концевики, необходимо соблюдая полярность.

Обратите внимание! При подключении концевых выключаталей, самое главное не перепутать пины, то есть необходимо на концевом выключателе определить, какой из трех проводов отвечает за «Signal», «-» и за «+» и подключить в соответствующие пины на плате GEN. Если вы перепутаете, то велика вероятность, что при срабатывании концевика, плата выйдет из строя. Обычно на концевых выключателях идет следующая маркировка:

зеленый цвет - «Signal»

черный цвет - «-»

красный цвет - «+»

Также широко распространены 2-х проводные механические концевики, в данном случае «+» на плате MKS GEN v1.4 не используем и подключаем следующим образом:

1. Соедините контакт помеченный на плате»S» с контактом «NC» микропереключателя.
2. Соедините контакт помеченный на плате «GND» или «-» с контактом «C» микропереключателя.

Подключение термисторов

На плате GEN предусмотрено разъемы под 3 термистора. В первый разъём-T0 подключают термистор хотэнда, а в T1 термистор нагревательного стола. Полярность у термисторов отсутствует, поэтому подключаем как хотим. T2 служит для термистора второго хотэнда, если у вас один хотэнд, тогда его не трогаем.

Подключение к MKS GEN нагревательного стола и нагрева хотэнда

Разъемы для подключения "силовых" элементов обозначены как HE1, HE0, FAN и H-BED. В H-BED подключают нагревательный стол, а в HE0 подключается нагрев хотэнда. Так же если у вас есть обдув рабочей зоны, то можете его подключить в "FAN" и у Вас останется один свободный разъем под второй экструдер.

Подключение LCD дисплея к MKS GEN

На плате есть специальный разъем для подключения дисплея, поэтому подключить любой LCD дисплей не составит труда. В качестве примера возьмем дисплей RepRapDiscount Smart Controller.

Необходимо взять два шлейфа и ими соединить между собой дисплей и GEN в соответствующие разъемы (на дисплее и на плате они подписаны как EXP1 и EXP2). Дисплей готов к работе.

Обратите внимание! Зачастую при дальнейшем использовании вашего дисплея, на экране будут появляться «иероглифы», непонятные символы и тому подобное, для предотвращения этого можно сделать следующее:

• дисплей крепить к корпусу не на металлические стойки, а нейлоновые (или на другие виды, кроме металла);
• заземлить все платы;
• перевернуть сетевую вилку;
• подключиться к другой розетке;
• и самое главное, каждый провод, идущий от дисплея к плате ramps, обернуть алюминиевой фольгой (фольги не жалеть!).

Подключение питания GEN v1.4

Для подачи питания в плату предусмотрено один разъем (в отличии от ramps 1.4). Можно подключить источник питания как 12 В, так и 24 В.

Обратите внимание! При подключение питания, не перепутайте «+» с «-», лишний раз лучше перепроверить!

Заключение

После того как все собрали и перепроверили, можно приступать к прошивке платы. Так как плата MKS Gen v1.4 это тоже самое, что и связка Arduino mega 2560+ramps 1.4, то прошивка будет идентичная. Рекомендуем ознакомится со статьей про прошивке marlin.

На все товары магазина возможны персональные скидки, в зависимости от стоимости заказа и покупаемоего товара.

Плата MKS Gen V1.4 используется для создания на её основе станков с числовым программным управлением, 3D принтеров, гравировальной или фрезерной машины и т.п.
Расположение на плате компонентов и составных частей контроллера:

Перед использованием платы MKS Gen V1.4 нужно загрузить в неё прошивку. Подробную инструкцию, где скачать и как загрузить прошивку можно посмотреть .
Теперь нужно определиться с местом монтажа MKS Gen V1.4. Место должно быть защищено от агрессивных факторов окружающей среды, т.к. плата не установлена в корпус. Плата MKS Gen V1.4 может быть смонтирована на любой плоской поверхности, для этого на плате предусмотрены четыре отверстия.
Далее нужно определиться, какие драйверы двигателей будут использоваться. Плата MKS Gen V1.4 поддерживает драйверы двигателей: DRV8825 и A4988 или другие аналогичные. На плате есть места для установки 6 драйверов двигателей. Драйверы двигателей устанавливаются в соответствии с распиновкой, которая находится с обратной стороны платы.
Далее нужно подобрать шаговые двигатели, с которыми предстоит работать. В соответствии с техническими характеристиками контроллера нужно выбирать шаговые двигатели с напряжением питания 12 – 24 вольт постоянного тока и максимальным потребляемым током до 1А, но так, чтобы максимальный потребляемый ток платы не превышал в сумме 5А. Если это условие выполнить невозможно, то для двигателей нужно использовать внешний источник питания. Также, если Вы используете драйвера двигателей с большим потребляемым током и внешним питанием, то на плате предусмотрено пять штыревых разъемов, обозначенных Jc_M1 – Jc_M5 с управляющими сигналами EN, STEP, DIR, GND.
После установки драйверов можно подключать двигатели, которые соответствуют упомянутым выше техническим характеристикам. Двигатели подключаются к разъемам, обозначенным X, Y, Z, E0, E1. К контактам, обозначенным на обратной стороне платы 1A, 1B – подключается первичная обмотка, к 2A, 2B – вторичная.
Плата, по умолчанию, поддерживает подключение трех осей и двух экструдеров. Разъемы, предназначенные для экструдеров, можно использовать для подключения дополнительных осей, если в системе используется меньше двух экструдеров. В свою очередь, если в системе используется меньше трех осей, то к осевым разъемам можно подключать дополнительные экструдеры.
Теперь нужно произвести ручную настройку шага двигателей. Возле каждого слота для подключения драйвера двигателя есть колодка, состоящая из шести пинов, для управления шагом двигателя. Условно назовем их M0, M1, M2, причем пара M0 левая. Ручная настройка шага производиться с помощью джамперов, которые идут в комплекте. Для управления шагом нужно размыкать или замыкать пары контактов M0, M1, M2.
Таблица установки джамперов для управления шагом или микрошагом:

Чтобы избежать перегрева и увеличить производительность настоятельно рекомендуется установить на драйверы двигателей и основной контроллер ATmega2560 – радиаторы .
Теперь можно приступать к подключению концевых выключателей. Для этого на плате предусмотрено шесть гнезд, обозначенных X-, X+, Y-, Y+, Z-, Z+, для подключения шести концевых датчиков – по два на каждую из осей X, Y, Z. Штыри для подключения датчиков обозначены на плате пиктограммами S, «–», «+». Датчики с минусом – это минимальное значение оси, с плюсом – максимальное.
После концевых датчиков подключаются термисторы. Для этого на плате предусмотрено три гнезда по два контакта каждое, обозначенные J14, J16, J21:

• J14 термистор для экструдера E1;
• J16 термистор для нагревательной площадки;
• J21 термистор для экструдера E0.

После этого можно подключать питание к силовой части MKS Gen V1.4. Питание должно осуществляться от внешнего источника питания с напряжением 12 – 24 В постоянного тока с максимальным током не меньше 5 А. Подключать источник питания нужно к клеммам-зажимам, обозначенным на правой нижней стороне платы пиктограммой +12V/24-. Полярность обозначена пиктограммами с обратной стороны платы. Чтобы правильно подобрать источник питания для всей системы, нужно произвести небольшой расчет. Источник питания в комплекте с MKS Gen V1.4 не идет. Для расчета нужных характеристик источника питания можно использовать формулу: Выходной ток = Сумма токов всех потребителей системы + 2A. Но нужно учитывать, что максимальный рабочий ток платы составляет 5А.
Потом нужно, с помощью кабеля USB тип A – USB тип B (входит в комплект поставки), соединить плату с компьютером. USB порт продублирован на плате 8-контактным разъемом, обозначенным AUX-1. На плате MKS Gen V1.4 в качестве конвертера USB – UART установлен чип FDTI FT232RL.
На плате MKS Gen V1.4 предусмотрены клеммы для питания двух хотэндов (Hot End). Эти клеммы обозначены на плате пиктограммами HE0, HE1. Полярность выходов обозначена на плате пиктограммами. Выходное напряжение 12В. Если подключать хотэнд типа Diamond, то нужно обязательно запитать, соблюдая полярность, кулер этого хотэнда от разъема, обозначенного на плате J17.
На плате MKS Gen V1.4 предусмотрены клеммы для питания одного кулера. Эти клеммы обозначены на плате пиктограммой FAN. Полярность выходов обозначена на плате пиктограммами. Выходное напряжение равно входному напряжению питания платы.
На плате MKS Gen V1.4 предусмотрены клеммы для подключения т.н. Hot Bed (нагревательной платформы) и питания к ней. Клеммы обозначены на плате пиктограммой BED. Но поскольку запас платы по мощности ограничен, лучше питать нагревательную платформу от внешнего источника питания с напряжением 12 В или 24 В и выходным током 11 А – в зависимости от потребностей Hot Bed.
На плате есть два отдельных выхода питания для подключения ситуативных устройств. Есть выход 5 В, обозначенный на плате J5; выход 12 В, обозначенный на плате J17; Полярность обозначена на обратной стороне платы пиктограммами.
На плате есть два разъема, обозначенных EXP1 и EXP2. Они предназначены для подключения устройства с названием RepRapDiscount Full Graphic Smart Controller . Это устройство представляет собой модуль дисплея и модуль для карты памяти. Программа работы считывается платой с карты памяти и приводится в исполнение. Это позволяет работать плате MKS Gen V1.4 автономно без подключения к компьютеру. Также к этим разъемам можно подключить вместо RepRapDiscount Full Graphic Smart Controller свой дисплей типа 1602 или 12864.
На плате есть разъем для подключения четырех серводвигателей, обозначенный Servo1 и Servo2.
AUX-1 это разъем для подключения модуля Sdramps .
AUX-3 это разъем для подключения модуля ExtThermoCouple 1.0 .
На плате есть четыре дополнительных клеммных колодки для подключения различной периферии:

• J18 дополнительные сигналы интерфейса RS232: CTS, DCD, DSR, RI;
• J28 интерфейс I2C: SCL, SDA, GND, 5V;
• J15 разъем для подключения модуля Wi-Fi: RXD2, TXD2, GND, 5V;
• J4 разъем USB MSD: D22, D32, SCK, MOSI, MISO, GND, 5V.

На плате есть разъем интерфейса ISP для внутрисхемного программирования микроконтроллера ATmega2560. Распиновка разъема обозначена на плате пиктограммой.
На обратной стороне платы есть клеммы под джамперы для перевода платы под управление через Wi-Fi. Таблица установки джамперов нарисована возле клемм на обратной стороне платы.

Характеристики:

модель: MKS Gen V1.4;
микроконтроллер: ATmega2560;
USB – UART: FDTI FT232RL;
напряжение питания: 12 – 24 В;
максимальный ток: 5 А;
напряжение питания логики: 5 В;
напряжение питания кулеров: 12 – 24 В;
напряжение питания хотэндов: 12 – 24 В;
поддержка драйверов: DRV8825, A4988;
размеры: 143 х 64 х 5 мм;
вес комплекта: 140 г.

Комплект поставки:

• плата управления MKS Gen V1.4 Arduino+RAMPS для 3D-принтера;
• кабель USB тип A – USB тип B;
• джамперы – 18шт.