Плата управления MKS Gen V1.4 Arduino+RAMPS для 3D-принтера

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 здесь.
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.

Статья.