Wanhao I3+ Installation D'un Mosfet

Hello !

Je fais ce tuto pas à pas pour installer un Mosfet sur une imprimante wanhao duplicator i3 PLUS.

Note : les images correspondant à la phase décrites seront indiquées par le numéro de l'image entre tirets. Exemple : -1-

Première question : Qu'est ce qu'un "mosfet" ?

((Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor))

Le mosfet est un transistor, pour faire simple il agit comme un interrupteur piloté "à distance". Il dispose de trois broches de connexion : Le Collecteur, la Base et l'Emetteur.

Pour faire simple, lorsque l'on envoi une tension sur la Base, le Collecteur et l'Emetteur sont "connectés".

Si vous n'avez pas compris à quoi ça pourra bien nous servir, je vous invite à lire la répose de la seconde question : pourquoi ?

Seconde question : Pourquoi ?

Vous avez probablement déjà vu des connecteurs brûlés sur les carte mères, parfois ça ne se limite pas au connecteurs, mais carrément aux composants de la carte mère.

Il se trouve que le lit chauffant nécessite une forte intensité pour fonctionner. Cette forte intensité peut faire fondre les connecteurs sur la carte mère voir même les pistes de la carte mère. Il faut donc que l'on réduise l'intensité consommée sur ce connecteur tout en alimentant correctement le lit chauffant.

C'est maintenant qu'intervient le mosfet. Plutôt que de faire passer l'alimentation du lit chauffant à travers la carte mère on va alimenter le lit chauffant en direct sur l'alimentation générale (Collecteur et Émetteur) de l'imprimante et se servir du connecteur sur la carte mère comme d'une commande (Base) pour indiquer au mosfet quand allumer le lit chauffant.

La Base du mosfet ne consomme qu'une faible intensité ce qui soulage la carte mère, alors que le mosfet que nous utiliseront supporte très largement l'intensité nécessaire au fonctionnement du lit chauffant.

Voici ce dont vous aurez besoin :

Outils :

- Un jeu de clés allen (hexagonales)

- Un jeu de tournevis (cruciformes et plats)

- Un bracelet de décharge statique (optionnel, mais fortement conseillé)

- Un fer à souder (avec graisse décapante)

- Une pince à dénuder et une pince coupante

- Un multimètre

Matériel :

- Un mosfet (je vous jure !) Amazon - Mosfet

- De la gaine thermorétractable de différents diamètres et différentes couleurs

- De la gaine tressée (optionnel, mais plus propre) Conrad - Gaine tressée

- Des colliers (colson, rislan)

- Deux câbles de section 1.50mm² (au minimum) avec isolant en silicone (1m suffira) Conrad - Cable noir / Conrad - Cable rouge

- Du câble de petite section à deux fils

- Un petit ventilateur (optionnel)

- De la visserie diverse

- Des cosses en U à sertir ou souder (il vaut mieux les souder)

Compétences :

Le mieux étant d'avoir des bases en électronique et en soudure à l'étain. Il faut aussi savoir utiliser un multimètre.

Rappel : Les circuits électroniques sont sensibles aux décharges électrostatiques. Lors d'un différent de potentiel entre un circuit et notre corps, une décharge électrostatique peut se produire et endommager le circuit.

Pour éviter cela vous pouvez utiliser un bracelet conducteur à connecter sur la masse de l'imprimante, ou si vous n'en disposez pas, avant l'intervention touchez une partie du châssis non peinte pour vous décharger de cette électricité statique.

Décharge :

Je ne suis pas responsable si vous abîmez votre matériel ou si vous vous blessez. Si vous ne vous sentez pas capable de le faire, demandez l'aide d'un ami qui a plus d'expérience.

Dans un premier temps on va accéder à la carte mère ou se trouvent les connecteurs du lit chauffant.

1. Pour cela rien de plus simple, on retire les 4 vis autour des deux montants, on débranche tout et on extrait la partie basse. (la manœuvre est dans votre guide utilisateur, c'est l'inverse de ce que vous avez fait pour la monter) -1-

2. Une fois la base seule, on la retourne (je vous conseille de mettre un tissus en dessous pour protéger le plateau) et on enlève les vis présentes en dessous pour détacher le panneau inférieur. -2-

3. Nous voilà devant la carte mère, et l'alimentation de l'imprimante. -3-

Maintenant que vous êtres devant la carte mère, il va falloir trouver un emplacement au mosfet.

Vous pouvez le mettre derrière l'alimentation -1-, mais la longueur de câble du lit chauffant n'est pas suffisante, il faudra donc rallonger les câbles en soudant nos câbles achetés à part en bout à bout, proprement et isolés par de la gaine thermorétractable. (pas de dominos par pitié...)

Il vous faudra aussi créer un support pour ne pas que les soudures soient en contact avec le châssis, sinon l'imprimante risque de ne pas apprécier le résultat.

Personnellement je l'ai mis derrière l'imprimante. Les fils d'origine du lit chauffant sont assez long, et on peut se servir des deux vis externe pour y accrocher un support. Le câble d'alimentation étant déjà encombrant, y placer un boitier ne devrait pas être trop handicapant. -2-

Il faut juste faire attention à ne pas tirer sur le fil de la sonde de température.

Nous avons donc définit dans les étapes précédentes que nous aurons besoin d'un départ direct de l'alimentation, de la commande venant de la carte mère, et du lit chauffant.

Il est temps de réparer les raccordements à faire et/ou à changer.

Le lit chauffant :

-1- Le lit chauffant comporte deux paires de câbles (flêches violettes) :

• Les câbles de plus grosses section rouge et noir sont l'alimentation du lit chauffant
• Les câbles de petite section blanc sont la sonde de température

On va s’intéresser au fil rouge et noir. Il faut les retirer du connecteur et couper le collier qui les maintient (collier blanc sur ma photo) Attention aux fils ..

Ce connecteur sur la carte mère va devenir la commande qui indiquera au Mosfet quand alimenter le lit chauffant (c'est ce connecteur qui a tendance à cramer).

L'alimentation :

-2- Si l'on regarde les broches de l'alimentation, on voit qu'une cosse V+ et une cosse V- sont disponibles. Ce qui nous arrange bien, ce seront les cosses pour l'alimentation directe du lit chauffant.(Flèches violettes également).

Le schéma des raccordements est en image n°3

Pour cette étape armez vous d'un fer à souder, de la graisse décapante et de la patience !

Note : La graisse décapante n'est pas utile si vous sertissez les raccords, mais personnellement j'ai horreur de ça, vous ne verrez donc que des cosses soudées. Les cosses à sertir ne sont généralement pas soudable tel quel, l'étain n'accroche pas dessus. La graisse décapante fera en sorte que l'étain adhère, ceci est aussi valable sur les câbles. Les soudure sont plus propres si le câble a été décapé avant étamage/soudage.

Il va donc falloir mettre des cosses en U aux deux extrémités du câble d'alimentation directe pour le lit chauffant, et deux cosses en U aux extrémités du câble du lit chauffant (anciennement connectés à la carte mère).

Mettez le Mosfet en position à l'arrière de l'imprimante, et placez le câble d'alimentation pour en mesurer la longueur et les couper à bonne longueur (prévoyez un ou deux cm de plus). J'utilise un câble de section 1.50mm² avec un isolant au silicone qui résiste au montées en température. (n'utilisez pas n'importe quel câble.)

Une fois que j'ai la longueur et coupé le câble, je prépare mes cosses. Je retire l'isolant en plastique dessus -1-, dénude mes câbles, et décape les extrémités des câbles et les cosses. Je soude le tout en n'oubliant pas d'y mettre de la gaine thermorétractable pour isoler les parties conductrices (j'en ai mis deux couches) -2-. Je mets aussi de la gaine tressée autour des câbles pour qu'ils restent ensembles, et pour les protéger (puis ça fait plus propre). -3- -4-

Il va rester la commande, qui part de la carte mère et qui va au Mosfet (le petit connecteur blanc sur la carte du Mosfet) -5-

Pour ma part j'avais un fil plus long que le petit machin donné avec le Mosfet. Il était plus long mais toujours trop court, j'ai donc soudé un câble de même section en bout à bout pour aller jusqu'au connecteur de la carte mère -6-

Il ne faut pas oublier la gaine thermorétractable pour isoler le tout. J'ai aussi mis de la gaine tressée autour.

Pour les extrémités qui iront sur la carte mère, j'ai dénudé plus long et je les ai rabattues sur elles même pour avoir une extrémité plus épaisse et augmenter la surface de contact dans le connecteur. -7-

Note : Ce connecteur est assez chiant a utiliser avec des fils de petite section. Assurez vous qu'il soient bien pris lorsque vous avez fini de serrer en tirant légèrement dessus

Vous devez maintenant disposer de :

1. Un câble de section 1.50mm² avec des cosses en U aux deux extrémités d'une longueur désirée
2. Cosses en U aux extrémités des câbles du lit chauffant
3. un câble de commande du Mosfet assez long pour parvenir jusqu’à votre carte mère, et aux extrémités dénudées

On va connecter le câble d'alimentation directe sur le bloc d'alimentation aux cosses libres vues précédemment, connecter le câble de commande du Mosfet sur la carte mère (attention à la polarité!) et faire sortir les extrémités du câble de lit chauffant, alim et commande par l'encoche prévue pour le câble du stepper C. -1-

A cette étape vous devez avoir le même résultat que moi.

Note : lorsque vous placez le câble de l'alimentation, passez le avec les autres derrière le stepper du plateau. Lorsque vous sortez le câble du lit chauffant, surveillez le petit câble blanc de la sonde, il ne doit pas être tiré! Pour éviter cela, j'ai remis le collier que l'on a retiré à l'étape X et rajouté un deuxième collier pour bloquer le câble du lit chauffant et être sur qu'il n'arrache pas celui de la sonde dans les prochaines manipulations (visible sur la photo 1)

Vous avez donc un paquet de câbles qui sortent de votre imprimante -2-. On va le connecter, mais avant cela, il faut isoler le dessous du mosfet pour les tests, pour m'a part j'ai vissé un morceau de carton en dessous comme ça je suis sur de ne pas faire de courts circuit. -3-

Sur cette même photo on peut voir que la polarité de l'alimentation (DC IN) est repérée mais pas celle du lit chauffant !

Pour la déterminer vous pouvez regarder sur internet, mais les copies chinoises diffèrent parfois entre elles, puis ce sera l'occasion de vérifier que cela fonctionne vraiment.

On branche donc l'alimentation sur les broches DC IN et on connecte la commande sur le petit connecteur blanc, on retourne l'imprimante, on rebranche celle-ci et on l'allume. Une led rouge sur le Mosfet devrait s'allumer, ça veut dire qu'on a bien l'alimentation sur les bornes DC IN -4-.

Équipez vous maintenant de votre multimètre. Vous devez avoir 24v sur les bornes DC IN du Mosfet.

Maintenant, naviguez dans les menus de l'imprimante et lancez un préchauffage (PLA par exemple) -5-. Une led bleue doit s'allumer sur la carte du Mosfet -6-

Il faut maintenant mesurer la tension sur les cosses des connecteurs marqués HOT BED sur la carte du Mosfet.

Si vous obtenez -24V c'est que les polarités du multimètre sont inversées -7- et donc vous pouvez identifier le plus et le moins. Refaite le test en inversant les sondes du multimètre -8-.

Voilà! votre Mosfet est opérationnel !

Débranchez l'imprimante, branchez le lit chauffant sur le Mosfet -9- et refaites le test, au bout de quelques secondes le lit chauffant doit être chaud -10-

Maintenant que l'on opère avec le mosfet sur un bout de carton, il va falloir lui faire un support, ou pour mon cas un boitier (pas de risque de courts circuits).

J'ai fait le mien sur Solidworks 2013 en ayant pris les côtes moi même -1- . Mais il existe peut être déjà des supports tout faits sur Thingiverse.

Note : J'ai opté pour l'ajout futur d'un ventilateur de 30mmx30mm en 12v qui sera opérationnel quand j'aurai fait le caisson de mon imprimante. je n'avais pas envie de faire des raccords sur raccords pour l'alimenter et le mosfet n'a pas l'air de chauffer tellement pour l'instant en imprimant du PLA (lit chauffant à 50° en général pour moi)

Une fois imprimé je l'ai mis en place et tout s'est super bien passé ! Je vous met les deux fichiers STL en fichier joint si ça peut vous aider.

Vous aurez juste besoin de 8 vis M3 ou M3,2. Attention à ne pas prendre de vis avec une tête trop large pour le Mosfet, vous risqueriez d’abîmer la carte en serrant, ou alors mettez comme moi des rondelles isolantes en carton.

Vous pouvez voir le résultat final sur les photos n°2 et 3