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Relaissteuerung

Update S10

Am Ende der Seite befindet sich die Beschreibung, wie es beim S10 Laser funktioniert.

Hinzufügen von Relais zur Steuerung zusätzlicher Geräte

Die meisten Steuerplatinen bieten die Möglichkeit, ein Relais anzuschließen, das durch Firmware-Befehle ausgelöst werden kann. Man kann dies z. B. zur Steuerung des Luftkompressors verwenden. Wird die Firmware mit Standardparametern kompiliert (oder aus LaserGRBL übernommen), steht ein Steuerbefehl zur Verfügung. Dieser Befehl ist “M8”. Dies ist ein G-Code-Befehl, wie im Kapitel Grundprinzipien erläutert. Es gibt einen weiteren Befehl, “M7”, der nur verfügbar ist, wenn man die Firmware kompiliert und diese Funktion aktiviert. Beide Befehle weisen die Firmware an, einen Pin auf der Steuerplatine zu setzen, mit dem andere Geräte wie LEDs, Lüfter oder wie gesagt der Air Assist Kompressor gesteuert werden können. Um die Pins auszuschalten, gibt man den Befehl “M9” in der Befehlszeile ein. Beide Pins werden zusammen ausgeschaltet, man kann sie nicht einzeln ausschalten. Die folgende Abbildung zeigt, wo man die Pins findet, die von diesen Befehlen gesteuert werden.

Übersicht über die Steuerplatine und wo das Relais angeschlossen werden muss. An welcher Stelle das VCC Signal abgegriffen wird, ist relativ egal, man kann es auch aus dem Extra- oder Probe-Steckplatz holen. Das macht keinen Unterschied. (Mainboard Bild von plottmania)

Da diese Pins nicht in der Lage sind, hohe Lasten zu treiben, muss man ein Relais dazwischenschalten. Das Bild zeigt, wie es geht. Oben rechts auf der Platine befindet sich neben den Endanschlaganschlüssen ein Stiftleisten. Hier findet man einige analoge Mikrocontroller-Pins zur Verfügung gestellt. Diejenigen, die wir suchen, sind A3 und A4 (dieser nur, wenn man die Firmware selbst angepasst hat, wie oben erwähnt). Die meisten Relais benötigen drei Leitungen, um gesteuert zu werden: VCC und GND (Spannung) und das Steuersignal (manchmal auch IN oder S genannt). Verbinde sie wie abgebildet, und es sollte direkt startklar sein. Jetzt kann man es testen, indem man “M8” in die Befehlszeile eingibt und die Eingabetaste drückt. Man sollte ein Klickgeräusch am Relais hören (oder eine kleine LED, die den Status anzeigt). Wenn man ein Solid-State-Relais verwendet hat, gibt es kein Klickgeräusch. Bei Solid-State-Relais empfehle ich eins, das separate Eingänge für Spannung und Trigger hat, wie dieses: AliExpress.

Ich empfehle keine zweipoligen SSR zu nutzen, da der Steuer-Pin des Mainboards damit als Spannungsversorgung missbraucht wird. Das kann im schlimmsten Fall dazu führen, dass der Pin überlastet und beschädigt wird. Daher immer ein Relais verwenden, das eine separate Spannungsverorgung und den Pin nur zum Triggern nutzt.

Wer ein konventionelles Relais wählt, dem empfehle ich, ein Relais zu kaufen, das zwischen high-level-active und low-level-active wählen kann, wie dieses: Amazon-Link. Auf diese Weise kann man die Logik am Relais umkehren. Bei einigen Nutzern war das Relais die ganze Zeit aktiv und wurde nur ausgeschaltet, wenn man den Befehl M8 sendet. In diesem Fall muss die Logik des Relais von High-Level auf Low-Level oder umgekehrt geändert werden. Der Standardtrigger ist in der Firmware wie folgt definiert: Low-Level: deaktiviert/High-Level: aktiviert (das Relais sollte in diesem Fall High-Level-aktiv sein). Man kann auch eine eigene Firmware kompilieren, um diese Einstellung umzukehren, falls man ein low-level-aktives Relais hat, das die Eingangslogik nicht vertauschen kann. Wichtig ist noch, dass das Relais mit 5V Spannung funktioniert. 12V oder andere Spannungen funktionieren nicht! Auf der Netzspannungs-Seite muss die „durchtrennte“ Leitung des Kompressors mit den Kontakten COM und NO (normally open) verbunden werden.

Warnung

Mit einem Relais kann man jede Last anschließen / steuern. Sogar 110/220V Geräte wie der Luftkompressor. Tue das nur selbst, wenn du weißt, was du tust! Elektrizität ist nichts zum Spielen, sie kann tödlich sein! Im Zweifelsfall einen Elektriker, zu Rate ziehen!
Die Steuerplatine selbst ist harmlos, sie enthält nur 5V- und 12V-Stromleitungen, die im aktiven Zustand sicher berührt werden können (sie kann natürlich zerstört werden, wenn man einen Kurzschluss erzeugt). Daher trennt man sie besser von der Stromversorgung (Netzteil UND USB-Kabel), während man die Kabel anschließt.

Hier als grober Überblick, wenn ich Zeit finde, werde ich das noch mal ordentlich malen.

Konfigurieren von LightBurn zum automatischen Ein- und Ausschalten des Luftassistenten

LightBurn kann so konfiguriert werden, dass diese Befehle automatisch verwendet werden, um den Luftkompressor während der Arbeit zu starten / zu stoppen.

Im Dialog Geräteeinstellungen können Sie auswählen, ob Sie M7 oder M8 als Steuerbefehl verwenden möchten.
In Ihren Ebeneneinstellungen können Sie die Air Assist-Taste für jede gewünschte Ebene aktivieren.

Von nun an wird der Kompressor eingeschaltet, während der Laser arbeitet und danach ausgeschaltet.

Wenn Sie mit dem Löten nicht vertraut sind, können Sie einen solchen Dupont-Draht (Stecker + Buchse) verwenden, um das Relais anzuschließen, wenn es Schraubklemmen wie den im Bild oben hat.

Sculpfun S10

Auch das ist beim S10 möglich, allerdings hier mit einer kleinen Änderung zum S6/S9 (zumindest bei der aktuellen Version der Firmware). Der Pin, den man hier nutzen muss, ist der Pin IO04. Die Spannungsversorgung habe ich diesmal von dem 5V Versorgungsport genommen.

Um das Relais anzusteuern, muss man den Befehl M7 benutzen, nicht wie sonst üblich M8 (ich denke, mit weiteren Firmware-Versionen wird das auch noch verbessert / geändert). Wichtig ist noch, dass es sich um ein High-Level-Trigger Relais handelt, da man hier den Pin noch nicht invertieren kann. Zum Beispiel so eines: AliExpress-Link

In den Maschineneinstellungen in LightBurn muss M7 als Steuerungssignal für den Air Assist ausgewählt werden.