Usando cabos CAT6 para motor / sensores / ventiladores de impressoras 3D

Estou pensando em usar cabos CAT6 para conectar o conjunto da extrusora da minha impressora à placa de controle. Eles parecem uma solução elegante, mas li opiniões conflitantes on-line sobre se isso seria ou não viável.

Gostaria de saber se os cabos CAT6 podem lidar com a corrente necessária, se devo me preocupar com interferência eletromagnética ou outros problemas e como devo emparelhar os fios. O comprimento do cabo seria no máximo 30 cm.

Aqui estão as partes relevantes:

1. Cartucho aquecedor E3D (2 fios)
2. Cartucho de termistor E3D (2 fios)
3. Ventoinha hotend de 30 mm (2 fios)
4. Sonda de autonivelamento no eixo Z (3 fios)
5. Motor extrusor NEMA 17 (4 fios)
6. Ventilador de refrigeração de 50 mm (2 fios)

[cabo A] Imagino que usaria um cabo CAT6 para as partes 1 a 4, que formam uma unidade lógica (e no futuro eu posso combiná-las em um módulo removível). Fui informado de que a energia do ventilador pode ser unida a partir do z-probe ou do cartucho do aquecedor, portanto, 8 fios devem ser suficientes.

[cabo B] Eu usaria um segundo cabo CAT6 para as partes 5 e 6. Haverá dois fios sobressalentes, para que eu possa potencialmente dobrar a largura de banda do motor.

A questão da amplitude não é totalmente respondida porque o CAT6 não especifica a bitola do fio; portanto, o limite de corrente dependerá da bitola específica obtida. O CAT6 pode variar de 22 AWG a 24 AWG e, ​​dependendo de quem você perguntar, pode ser bom para 7A ou 0,5A. Dado que você terá vários fios em um pacote, isso poderá fazer com que aqueçam mais do que se estivessem ao ar livre. Para os steppers (1-2A), um único fio deve ser suficiente, mas para o aquecedor (em torno de 3-4A) você pode dobrar.

A EMI provavelmente não causará nenhum problema, independentemente de como você ligar as coisas. Os cabos CAT6 têm os fios trançados em pares de 2. Algumas pessoas recomendam aproveitar esses pares: os + 12V e o GND do aquecedor devem usar um par, cada uma das duas bobinas dos steppers deve ter seus próprios pares separados. O raciocínio por trás disso é que, com corrente igual fluindo em direções opostas em cada fio do par, os campos eletromagnéticos gerados serão cancelados.

Os pares trançados são geralmente usados ​​ao lidar com vários pares de fios que carregam sinais de alta frequência que podem afetar um ao outro. A principal preocupação do diafonia nesta aplicação é se o motor de passo pode causar o acionamento incorreto do fim de curso, mas isso é apenas uma preocupação durante o retorno à posição inicial, quando o avanço (e, portanto, a frequência do sinal) é baixo de qualquer maneira.

Fiz isso em parte da fiação da minha impressora e até agora está funcionando bem. Os dois cuidados são:

• No @tom apontado, o aquecedor é o item de alta corrente, portanto, tenha cuidado com o medidor de fio e evite passar o fio onde o ar não pode circular bem para esfriá-lo. As classificações dos fios diferem muito, dependendo de estarem em um pacote (má circulação de ar) ou livre.

• Na maioria das vezes, concordo que a EMI não deve ser um problema - mas se você alternar para termopares, pode se tornar um problema - eles são muito mais sensíveis, e isso pode ter sido parte do problema que descrevi em Como obter leituras consistentes e precisas dos termopares? (embora a fiação alternativa não tenha resolvido completamente o problema nesse caso).

O cabo CAT6 por si só não é um problema, é normalmente um fio sólido de 23 AWG que pode levá-lo a 4A muito bem. O verdadeiro problema vem dos conectores que você usa. O CAT6 geralmente anda de mãos dadas com os conectores Ethernet 8p8c, que só têm contatos classificados para 500mA.

Normalmente, o cabo CAT6 costuma ser estacionário (daí os fios do núcleo sólido), então eu optei por algo trançado. A McMaster vende alguns cabos baratos e agradáveis que atendem às suas necessidades e, na verdade, destinam-se a mover plataformas como uma máquina CNC.

Eu usei um gato 6 em uma das minhas impressoras e, por segurança, usei 4 fios para o bloco de calor da extrusora, 2+, 2-

Nos termistores, 1 é mais que suficiente para cada +/-.

Também tirei a blindagem grossa e usei um organizador de cabos 'cacheados' no lugar, não a blindagem dos fios, mas do cabo. Então, eu poderia encaixar 2 cabos em um pouco mais do que o mesmo espaço que um. Você provavelmente está fazendo isso para mantê-lo organizado também, mas essa é uma opção se você ficar sem espaço nas suas execuções.