Vergleich 3D Drucker Controller

MKS 1.4 Controller
MKS 1.4 Controller

Vergleich häufig verwendeter 3D Drucker Controller

Ich versuche in diesem Artikel einen Überblick über häufig verwendete Mainboards von 3D Druckern zu gegeben. Die aufgeführten Controller decken einen großen Teil der am Markt angebotenen Drucker Kits ab.
Alle aufgeführten Modelle sind oder waren bei uns im Einsatz.

Historie

Der Urvater diverser 3D Drucker Controller ist der Ramps 1.4. Der Ramps ist eine Huckepackplatine für den Arduino Mega. Er wirkt optisch etwas altbacken, ist unschlagbar günstig und akzeptiert diverse Stepper Treiber. Alle weiteren betrachteten Controller sind quasi Weiterentwicklungen des Ramps 1.4. mit integriertem Arduino Mega  und zum Teil mit integrierten Stepper Treibern.

Ramps 1.4 MKS 1.4 MKS Base Anet A6, A8
Preisbeispiel (Aliexpress) 3€ Ramps 1.4 + 8€ Arduino Mega = 11€ 19€ 17€ (inkl. Stepper Treiber) 22€ (inkl. Stepper Treiber)
Betriebsspannung 12 Volt 12 – 24 Volt 12 – 24 Volt 12 Volt
Sicherung Polyfuse 5 bzw. 10A Intern Intern ?
Anschluss Endschalter Stiftleisten Steckbuchsen Steckbuchsen Steckbuchsen
Anschluss Stepper Stiftleisten Steckbuchsen Steckbuchsen Steckbuchsen
Anschluss Thermistor Stiftleisten Steckbuchsen Steckbuchsen Steckbuchsen
Platinen Maße 102X60mm 142x85mm 110x90mm 100x95mm
Einbauhöhe mit Treiber >= 40mm >= 20mm >= 28mm >= 20mm
Stepper Treiber Nur Sockel Nur Sockel Integriert (A4982) Integriert (A4982)
Stepper Strom einstellbar Ja Ja Ja Nur die Z-Achse
Anzahl Motoren/Stepper Treiber 5 5 5 4 (2x Anschluss Z)
Anzahl Endstop 6 6 6 3
Baudrate 115200 250000 250000 115200
Unterstützung 2004 LCD (zweizeilig) Ja Ja Ja Ja
Unterstützung 12864 LCD (Grafik) Ja Ja Ja Ja
Stepping einstellbar Ja Ja Nein Nein
Extruder 2 2 2 1
Anschluss Touch TFT Nein Nein Ja Nein
Micro SD on board Nein Nein Nein Ja

Ramps 1.4 Controller

Der Ramps 1.4 ist in diversen günstigen Drucker Kit enthalten. Er ist eigentlich nur eine Aufsteckplatine (Shield) für den Arduino Mega. Bis auf die Treiber MOSFET für Extruder Heizung und Heizbett gibt es kaum aktive elektronische Bauteile. Der Ramps akzeptiert diverse Stepper Treiber und erlaubt das Stepping einzustellen. Die Anschlüsse der Motoren, Endschalter und Sensoren sind als Stiftleiste ausgeführt. Je nach Lieferant können die Rückstellbaren Sicherungen (Poly Fuse) bei hohen Strömen zu Problemen führen. Deshalb und wegen der Treiberplatinen sollte das Board mit einem Lüfter gekühlt werden.

Ramps 1.4 3D Drucker Controller
Ramps 1.4 3D Drucker Controller

Den Ramps 1.4 gibt es auch im Bundle mit Arduino Mega und LCD Display zu einem unschlagbaren Preis. In größeren Kits sind auch Stepper Treiber und Endschalter mit enthalten.

Leider läuft der Ramps nur mit 12 Volt. Es gibt diverse Anleitungen ihn auf 24 Volt umzurüsten. Da ab 20€ schon der MKS mit 24 Volt zu haben ist, lohnt sich der Aufwand meiner Meinung nach nicht.

Der Ramps hat dann seine Berechtigung wenn Stepper, Endschalter und Sensoren nur mit einfachen Dupont Steckern verfügbar sind.

 

MKS 1.4 Controller von Makerbase

Ich bin mit dem MKS seit meinem Folgertech FT-5 Drucker vertraut.
Leider nutzte dieser Drucker  die 24 Volt Option nicht aus. Erst mit der Revision 2 vom FT-5 wurde eine 24 Volt Versorgungsspannung gewählt.

Einen 3D-Drucker mit 24 Volt zu betreiben bietet eigentlich nur Vorteile.
Die Stepper arbeiten zuverlässiger und leiser und die Leitungsquerschnitte sind unkritischer.
Allerdings müssen alle Komponenten die direkt durch den MKS angesteuert werden, wie Heizwiderstand und Lüfter in der 24 Volt Version vorliegen. Heizbetten wie das MK3 lassen mit 12 und 24 Volt betreiben.

1.4 3D Drucker Controller
MKS 1.4 3D Drucker Controller

Im MKS Controller können diverse Stepper Treiber-Platinen eingesetzt werden. Vom A4982 oder DRV8825 für 1€ bis zu den leisen TMC 21XX Treibern ab ca. 5€.
Die Platine ist 4-lagig und für Kühlung optimiert. Da der Arduino bereits an Board ist, bleibt  die Einbauhöhe sehr gering.
Die Stepper sollten per Lüfter gekühlt werden.
Verglichen mit dem Ramps sieht die MKS Platine schon edler aus. Die Steckverbindungen erlauben eine professionellere Verkabelung als beim Ramps.
Der MKS 1.4 ist voll kompatibel zum Ramps 1.4. Marlin und Repetier laufen dort ebenso wie auf dem Ramps.
Die MKS Controller verfügen über den Arduino Boot Loader, so das ein Firmwareupdate oder Wechsel recht einfach ist.

Wenn man flexibel und komfortabel arbeiten möchte, macht man mit dem MKS 1.4 nichts falsch.

MKS Base Controller von Makerbase

Der MKS Base ist eine kompaktere Bauform des MKS 1.4 .
Stepper Treiber und Stepping können nicht geändert werden, wohl aber der Stepper Strom.
Zusätzlich ist der Einsatz eines Touch TFT möglich.
Die übrigen Daten entsprechen dem großen Bruder.

MKS Base 3D Drucker Controller
MKS Base 3D Drucker Controller

Anet A6, A8 Controller

Die Anet Controller ähneln dem MKS Base, haben aber einige Einschränkungen:

  • 12 Volt Betriebsspannung
  • Nur Strom des Z Motors einstellbar
  • Nur ein Extruder Motor und Heizer.
  • Pro Achse nur ein Endschalter.

Es existieren 2 Anschlüsse für die Z-Achse, die beide auf denselben Stepper Treiber gehen.
Den Micro SD Kartenleser hat der Anet mit auf der Platine.

Anet A6 A8 3D Drucker Controller
Anet A6 A8 3D Drucker Controller

Leider bringt der Anet den Arduino Boot Loader nicht mit. Diesem muss man einmalig mit Hilfe eines zweiten Arduino auf den Anet flaschen.

Der Controller des Anet A6 /A8 könnte bis auf den SD Slot 1:1 durch ein MKS Board ersetzt werden. Die beiden Z-Stepper Kabel müsste man verbinden.

Schwachstellen bei 3D Drucker Controllern

Sicherungen

Bei den Ramps 1.4 kommen manchmal falsch dimensionierte Sicherungen zum Einsatz, welche dann  zu früh den Strom begrenzen. Auch können die Sicherungen überhitzen. Abhilfe schafft ein MOSFET oder Relais. Ach kann man die die Polyfuse durch eine Schmelzsicherung ersetzen.
Drucker wie den Anet A6, A6 sollten man aus Sicherheitsgründen sowieso mit Netzteilabdeckung, Netzschalter und Sicherung nachrüsten.

Stromversorgung

Gerade bei 12 Volt Betriebsspannung laufen erhebliche Ströme (<= 10A) über Platine, Steckverbinder  und Kabel. Hier kann es sinnvoll sein die Heizleistung des Bettes über einen MOSFET oder Relais zu steuern und damit den Controller zu entlasten. Wackelkontakte oder zu gering dimensionierte Leitungen können im Extremfall zum Brand führen.

Kühlung

Die Controller mit integrierten Stepper Treibern werden in Bausätzen meist ohne Fremdkühlung verbaut. Diese per Lüfter zu kühlen erhöht deren  Zuverlässigkeit.
Verbaut man moderne Treiber mit Microstepping kommt man um eine Fremdkühlung nicht herum.

 

Fazit

Obwohl sich alle Modelle vom Grundaufbau ähnlich, bietet ein MKS Controller mehr Optionen für wenig Aufpreis.
Bei Eigenbauten sollte man den MKS schon wegen der der 24 Volt Toleranz in Betracht ziehen.

Auch als Ersatzteil für einen defekten Controller lohnt es sich einen Blick auf die MKS Controller Reihe zu werfen.  Allein das nicht notwendige Gefummel mit dem Bootloader lohnt die Mehrausgabe der wenigen Euro.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.