Problème capteur inductif Hephestos 2 et Witbox 2
Publié : dim. janv. 22, 2023 4:31 pm
Le détecteur inductif H2 et W2 est une carte avec un µP ARM Cortex M0 , un contrôleur d'inductance LDC1000 et un TCN75AVUA charger de compenser la température ambiante afin d'avoir une détection plus précise. Une bobine est intégré au CI (partie ronde du CI) et un crystal 8Mhz cadence le tout.
Une led rouge s'allume lorsque la détection se fait.
On a tous constaté que cette détection est assez relativement précise mais que surtout elle se dégrade avec le temps.
J'ai donc effectué des mesures de détection du plateau. J'arrive à une erreur max de +/- 30µ, ce qui est suffisant pour une impression à 200µ mais bien moins satisfaisant à 100µ, et ne parlons pas de 50µ...
Bien, on va rester sur la base 200µ.
On note des variations de positionnement du Z de plus de 200µ, ce qui fait que de temps à autre la pièce se décolle ou que la buse est trop basse suivant le réglage de l'offset.
J'ai donc commencé par vérifier le moteur plateau sur ma W2. Sa précision de monté/descente est de +/- 1µ. L'écart entre monté et descente est de -1µ.
Ces résultats sont excellents et doivent offrir une excellente impression de parois verticales (je n'arrive pas à si bon sur une W1 avec moteur couplé à la vis Z)
Bref, au niveau mécanique il n'y a strictement aucun problème, le 0 électronique est toujours à la même hauteur mécaniquement.
On a donc une mécanique parfaite et un détecteur moyen mais dont les défauts constatés ne sont pas suffisant pour créer un véritable problème autre qu'une base +/- parfaite
J'ai donc décidé de contrôler l'effet de la détection à 20° puis avec la buse à 200°.
A 20°, comme noté plus haut la reproductibilité est de +/- 30µ
Une fois que la température monte, cette erreur passe en quelques minutes de +/- 30 à 170µ + +/- 30µ mais globalement toujours positivement, le plateau s'écarte inexorablement de la buse.
Pour autant, la température du CI ne passe que de 20 à 30°, ce qui n'est pas énorme comme écart et de plus devrait être compensé par le chip à cet effet.
Soit la compensation en température est mal faite, soit c'est autre chose comme je l'avais déjà imaginé, le circuit imprimé se déforme avec la température. Pour autant, fixé par deux vis c'est peu probable d'avoir autant d'erreur avec 10° d'écart de température.
Je démonte donc la carte avec l'idée de l'isoler de la buse avec un isolant thermique afin que l'impact de la buse chaude ait moins moins d'effet sur le CI de mesure température et sur le capteur inductif en lui-même.
Si vous regardez, cette carte est fixé au châssis sur deux supports en alu et deux vis fraisées qui s'encastrent dans la carte afin de ne pas dépasser dessous, c'est à dire ne pas risquer de toucher à la pièce en cours d'impression.
Si l'on regarde de plus près, on constate que les vis fraisées ne serrent que les supports rond en alu. Ce n'est donc pas les vis qui fixent CI et support au chassis.
En regardant d'encore plus près, sur le support proche de la bobine d'induction, j'ai constaté une fissure dans le sertissage. En touchant le support je me suis aperçu que celui-ci peut bouger dans le circuit imprimé, et donc se rapprocher du plateau d'environ 2 à 300µ sans forcer.
On a donc un circuit qui ne se trouve fixé que par un seul sertissage et offre un porte à faux au capteur de plus de 5cm, ce qui explique alors l'effet que peut avoir la chaleur sur la précision du 0 à chaud. La carte en verre epoxy recouverte de couches de cuivre se tord avec la chaleur. J'avais déjà constaté que ces supports se décollaient du CI mais je supposais que les têtes de vis bloquaient l'ensemble. Il n'en est rien, le trou sur le CI est plus gros que la tête de vis ! Le sertissage est donc super important.
J'ai donc décidé de coller les deux supports au CI avec de la colle époxy dans l'attente de trouver une très fine rondelle à ajouter aux vis fraisées afin de bloquer l'ensemble au vissage.
On peut facilement imaginer qu'à force de taper sur des pièces décollées ou sur le plateau, le sertissage finit par désolidariser le circuit du support. Donc, si vous avez le même problème de O instable, démontez votre carte, il est très probable que vous ayez la même chose, ou même pire.
Une led rouge s'allume lorsque la détection se fait.
On a tous constaté que cette détection est assez relativement précise mais que surtout elle se dégrade avec le temps.
J'ai donc effectué des mesures de détection du plateau. J'arrive à une erreur max de +/- 30µ, ce qui est suffisant pour une impression à 200µ mais bien moins satisfaisant à 100µ, et ne parlons pas de 50µ...
Bien, on va rester sur la base 200µ.
On note des variations de positionnement du Z de plus de 200µ, ce qui fait que de temps à autre la pièce se décolle ou que la buse est trop basse suivant le réglage de l'offset.
J'ai donc commencé par vérifier le moteur plateau sur ma W2. Sa précision de monté/descente est de +/- 1µ. L'écart entre monté et descente est de -1µ.
Ces résultats sont excellents et doivent offrir une excellente impression de parois verticales (je n'arrive pas à si bon sur une W1 avec moteur couplé à la vis Z)
Bref, au niveau mécanique il n'y a strictement aucun problème, le 0 électronique est toujours à la même hauteur mécaniquement.
On a donc une mécanique parfaite et un détecteur moyen mais dont les défauts constatés ne sont pas suffisant pour créer un véritable problème autre qu'une base +/- parfaite
J'ai donc décidé de contrôler l'effet de la détection à 20° puis avec la buse à 200°.
A 20°, comme noté plus haut la reproductibilité est de +/- 30µ
Une fois que la température monte, cette erreur passe en quelques minutes de +/- 30 à 170µ + +/- 30µ mais globalement toujours positivement, le plateau s'écarte inexorablement de la buse.
Pour autant, la température du CI ne passe que de 20 à 30°, ce qui n'est pas énorme comme écart et de plus devrait être compensé par le chip à cet effet.
Soit la compensation en température est mal faite, soit c'est autre chose comme je l'avais déjà imaginé, le circuit imprimé se déforme avec la température. Pour autant, fixé par deux vis c'est peu probable d'avoir autant d'erreur avec 10° d'écart de température.
Je démonte donc la carte avec l'idée de l'isoler de la buse avec un isolant thermique afin que l'impact de la buse chaude ait moins moins d'effet sur le CI de mesure température et sur le capteur inductif en lui-même.
Si vous regardez, cette carte est fixé au châssis sur deux supports en alu et deux vis fraisées qui s'encastrent dans la carte afin de ne pas dépasser dessous, c'est à dire ne pas risquer de toucher à la pièce en cours d'impression.
Si l'on regarde de plus près, on constate que les vis fraisées ne serrent que les supports rond en alu. Ce n'est donc pas les vis qui fixent CI et support au chassis.
En regardant d'encore plus près, sur le support proche de la bobine d'induction, j'ai constaté une fissure dans le sertissage. En touchant le support je me suis aperçu que celui-ci peut bouger dans le circuit imprimé, et donc se rapprocher du plateau d'environ 2 à 300µ sans forcer.
On a donc un circuit qui ne se trouve fixé que par un seul sertissage et offre un porte à faux au capteur de plus de 5cm, ce qui explique alors l'effet que peut avoir la chaleur sur la précision du 0 à chaud. La carte en verre epoxy recouverte de couches de cuivre se tord avec la chaleur. J'avais déjà constaté que ces supports se décollaient du CI mais je supposais que les têtes de vis bloquaient l'ensemble. Il n'en est rien, le trou sur le CI est plus gros que la tête de vis ! Le sertissage est donc super important.
J'ai donc décidé de coller les deux supports au CI avec de la colle époxy dans l'attente de trouver une très fine rondelle à ajouter aux vis fraisées afin de bloquer l'ensemble au vissage.
On peut facilement imaginer qu'à force de taper sur des pièces décollées ou sur le plateau, le sertissage finit par désolidariser le circuit du support. Donc, si vous avez le même problème de O instable, démontez votre carte, il est très probable que vous ayez la même chose, ou même pire.