Nắp PSU Meanwell LRS-350/RSP-320 cho Prusa Mk3/Mk4, ổ AC/Mains phía sau

Giới thiệu

Mẫu này có sử dụng một số ý tưởng thiết kế từ https://www.thingiverse.com/thing:3082178 vốn được làm cho dòng Meanwell NES-350-24 đã ngừng sản xuất. Mình thích thiết kế đó vì đơn giản, có ổ cắm AC/Mains hướng ra phía sau, và có sẵn khe luồn dây rút, nhưng bản model này thì không tương thích “nguyên trạng” với các PSU Meanwell dạng mỏng (slim) đời mới.

Tại sao nên nâng cấp PSU?

Có thể bạn không cần nâng cấp bộ nguồn. Nhưng nếu bộ nguồn zin đã cũ, hoặc máy bạn đang dùng PSU clone không rõ hãng, thì sao không thay bằng một mẫu còn xịn hơn OEM? Prusa trang bị PSU Meanwell hoặc Delta 240W. Khi làm nóng heatbed và extruder từ 15°C hoặc thấp hơn, công suất lấy từ ổ AC/Mains có thể vượt 325W. Với hiệu suất khoảng ~80% (điển hình cho kiểu PSU này) thì công suất đầu ra là 260W (cao hơn 8% so với mức 240W). Nếu nhiệt độ môi trường ấm hơn, gần 20°C, công suất đầu ra thường vào khoảng 230–245W.

PSU vẫn có thể chạy ổn ở các mức này vì nó có ngưỡng bảo vệ quá dòng (OCP) và quá công suất (OPP) khá “dư”. Tuy nhiên, chạy như vậy sẽ làm linh kiện bên trong lão hoá nhanh hơn, giảm độ tin cậy về lâu dài. Khi heatbed và extruder lên nhiệt, tải trên PSU sẽ giảm dần cho tới khi đạt trạng thái ổn định. Với in ABS/PETG, tải trung bình thường cỡ 90–150W, còn PLA thì khoảng 75–125W.

Khi nâng cấp lên PSU 320–350W, không chỉ hiệu suất PSU được cải thiện (công suất đầu ra nằm gần vùng 50–75% là nơi hiệu suất cao nhất), mà PSU cũng có khả năng bền hơn, nhất là khi đặt trong enclosure vì linh kiện không bị nóng nhiều. Điểm trừ duy nhất của PSU công suất cao là thường có quạt làm mát, đôi lúc sẽ ồn trong một số điều kiện. Phần lớn model có mạch điều khiển tốc độ quạt sẵn, quạt sẽ tắt khi idle và thay đổi tốc độ theo tải/nhiệt độ của PSU. Nếu quạt quá ồn, bạn có thể thay bằng quạt Noctua hoặc thêm điện trở inline để giảm điện áp/tốc độ quạt. Với PSU dùng quạt 12V như dòng LRS-350, bạn có thể thêm điện trở inline khoảng ~20 ohm ½ watt để giảm tốc quạt an toàn mà không ảnh hưởng tuổi thọ PSU. Không khuyến nghị gắn sound-baffle ở cửa hút/xả quạt vì sẽ tạo back-pressure quá lớn làm quạt thổi yếu.

Theo ý kiến cá nhân, RSP-320-24 ngon hơn LRS-350-24 dù công suất thấp hơn 30W. Dòng RSP có PCB thiết kế mới hơn với active PFC, điều khiển tốc độ quạt PWM êm hơn, hỗ trợ dải điện AC/Mains rộng (không cần công tắc 120/240) và hiệu suất khoảng ~90% thay vì ~80%.

Thay đổi so với thiết kế cover gốc của Sneaks

• Tăng độ dày khu vực gá PSU phía trên để vừa PSU “slim” dày 30mm như LRS-350-24 và RSP-320-24

• Dời công tắc nguồn lại gần ổ cắm AC/mains để đi dây gọn hơn

• Thêm các đường “relief” gần socket AC/Mains để bạn có thể bẻ và búng rời một phần của nắp đáy, giúp lắp power-panic PCB dễ hơn

• Đơn giản hoá các filet/chamfer để in nhanh hơn

• Thêm thanh giằng tăng cứng

• Thêm khoảng khoét cho dây motor trục Z

Yêu cầu

Điện/điện tử

Máy Mk3 đời cũ dùng PSU màu bạc thường đã có sẵn công tắc và ổ cắm AC/Mains cần thiết. Với Mk3S/S+/Mk4 đời mới dùng PSU màu đen, bạn sẽ cần 2 món sau:

• Ổ cắm AC/Mains kiểu Mk3 có tích hợp power panic của Polis3D hoặc Fystec: https://amzn.to/4jwGeJ9

• Công tắc rocker gắn panel 20x15mm 250V/6A: https://amzn.to/44eAa3e

Ốc vít/đai ốc

Đa số ốc và tán có thể tận dụng lại từ cover PSU cũ hoặc bộ spare parts.

• 3x vít M4x8mm hoặc M4x6mm đầu chìm (gắn PSU vào cover) (M4x10mm dài quá)

• 1x vít M4x10mm đầu tròn (button) (gắn PSU vào trụ khung MK3 – có thể dùng thêm 1 vít nếu khoan thêm lỗ trên khung)

• 4x vít M3x6mm đầu chìm (gắn đáy vào cover)

• 2x vít M3x10mm hoặc 2x vít M4x10mm đầu trụ (cap) hoặc đầu tròn (button) (gắn cover vào nhôm định hình trục Y của khung MK3 – kích thước tuỳ loại T-nut đang dùng trong rãnh)

• 2x vít M3x10mm đầu chìm hoặc đầu tròn (gắn ổ cắm AC/Mains vào cover)

• 4x tán vuông M3 (3x cho phần đáy / 1x cho phần cover)

• 2x tán nyloc M3 (gắn ổ cắm AC/Mains vào cover)

• 1x dây rút nhựa dài 4"

Dụng cụ

• bộ lục giác

• tuỳ chọn: máy khoan điện với mũi 3/16" hoặc 4.5mm

Thiết lập in

• filament PETG

• chiều cao lớp 0.25mm

• 3 perimeters

• 15% infill adaptive cubic hoặc gyroid

• nozzle 0.6mm (nozzle 0.4mm cũng OK)

• không cần supports

• tắt thin-wall detection

Lắp đặt

• Rút dây AC/Mains

• Tháo dây 24V khỏi PSU

• Tháo PSU cũ khỏi khung Prusa

• Tuỳ chọn: dùng mũi khoan 3/16" hoặc 4.5mm khoan thêm lỗ trên khung Prusa tương ứng với lỗ bắt của PSU dạng slim.

• Tuỳ chọn: ráp thử PSU bằng 1 hoặc 2 vít M4x10mm đầu tròn (button), rồi tháo PSU ra khỏi khung

• Tuỳ chọn: nối dài dây nguồn zin thêm 2cm

• Đặt chi tiết in 3D vào đúng vị trí tương đối trên khung Prusa

• Đặt PSU, công tắc, ổ AC/Mains… vào trong chi tiết in 3D ở vị trí tương đối, nhưng chưa bắt vít cố định gì hết

• Nối toàn bộ dây cho AC/Mains, power panic pcb, v.v.

• Cắm dây nguồn AC/Mains

• Test máy bật lên bình thường, heatbed và extruder lên tới nhiệt độ làm việc

• Reset máy và để extruder nguội cho tới khi quạt tắt

• Rút dây nguồn AC/Mains và kiểm tra lại toàn bộ đầu nối điện, đảm bảo ốc siết chặt và dây không bị cấn/kẹt

• Bắt vít cố định PSU, công tắc, power panic và ổ cắm AC/Mains vào phần chi tiết in 3D chính

• Bắt nắp đáy in 3D vào đúng vị trí

• Xoay cụm cover+PSU vào vị trí trên khung Prusa

• Bắt toàn bộ cụm vào chassis

Lưu ý: nếu bạn bắt PSU cố định trước rồi mới nối dây, sẽ không đủ khoảng trống để siết vít và bạn sẽ thấy dây hơi bị ngắn.