Onde alojar a eletrônica e a fonte?

Enquanto eu montava a minha Prusa Mendel a maior dúvida foi a de onde alojar a eletrônica e a fonte de maneira que ficassem protegidas contra choques físicos, pois tanto no transporte quanto na estante lá de casa rolavam umas esbarradas e vez ou outra encontrava um heatsink do pololu caido ou alguns cabos soltos.

Mesmo pesquisando e vendo as variações na internet foi difícil chegar a uma confuguração que me atendesse, aí vou compartilhar aqui algumas das etapas e furadas que me meti.

Placa de acrílico para suporte da RAMPS

A segunda e terceiras opções aqui e do lado oposto não ficaram legais ainda. Aqui é muito perto do motor e do eixo X que sobe e desce o tempo todo e esbarrava na placa ou nos fios.

Eletrônica em cima e fonte solta
A primeira opção foi montar a eletrônica na parte de cima presa em uma placa de acrílico de 6mm que era sucata e me foi cedida no galpão do Celso. Essa solução se revelou ruim pois como eu não tinha terminado a extrusora e estava sempre precisando de ajustes isso atrapalhou bastante pois o acesso ficava bem prejudicado.

Reprap Huxley

Essa é uma Huxley, só para demonstrar a primeira opção de fixação da eletrônica. Assim fica ruim para montar e desmontar a extrusora.

Muitas pessoas colocam a fonte na lateral com um suporte, como o Paulo colocou na primeira Prusa dele, funciona mas acho que não é uma solução muito bonita e não acredito que seja a melhor, pois teria o mesmo problema do acesso.

Organizando, começando com a fonte na base de madeira
Isso foi feito na casa do Wazen, com um pedaço de MDF que ele tinha e ficou muito bom, pois além de alojar bem a fonte deu uma firmeza extra para a estrutura e mantenho essa solução até hoje.

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Upgrade na base de madeira
Para melhorar a base eu peguei uma madeira que fosse maior do que a largura total da impressorra. Como a fonte raspava levemente na correia do eixo Y, eu fiz um rebaixo com a tupia. Ficou ótimo e passou a proteger as laterais da impressora.

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Prusa Z feet

Esses pés são muito simples mas dão uma resistência extra, ajudam a conter a trepidação e torção em velocidades mais altas. Para meu estado atual, fica bem complicado perto de 30mm/s

Desvantagem: peso.

Com a base de madeira tive mais opções para colocar a eletrônica e a coloquei ao lado da impressora. Tinha pensado em colocar embaixo, mas ia ficar inviável regular os drivers dos motores de passo por exemplo.

Caminho trilhado

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Depois de várias tentativas e mudanças, refiz o suporte da eletrônica com as placas de acrílico. Coloquei uma chapa em cima e outra abaixo pelas seguintes razões:

  • Dá espaço para colocar uma ventoinha ou mais;
  • Protege de choques e respingos;
  • Libera o espaço ao interior da impressora para manutenção (nível da mesa, lubrificação das barras, tensionamento das correias etc);
  • Fácil de tirar e colocar novamente para ajustar os pololus, verificar cabos etc.

Ficou assim:

Aspecto da reprap

Esta maneira tem me atendido bastante e fica bem fácil de regular tudo. A fonte está localizada abaixo da mesa aquecida num rebaixo da madeira.

Incrementando mais

Chave geral de 12V para a impressora e ventoinhas

Esse bloco foi mais um presente do Roberto Wazen. O interruptor da esquerda é a chave geral e a da direita somente para as ventoinhas e papagaiadas a parte. Ainda colquei um conector que pode ser visto logo abaixo da correia para facilitar tirar/colocar as coisas para manutenção e testes.

Colquei em uma outra linha partindo da fonte de 12V todas as ventoinhas: duas para a eletrônica, uma para o motor X e uma para o Y. Aproveitei e fiz uma chave para elas junto da chave geral de energia, aí só ligo elas quando os motores estiverem funcionando. Faz muita diferença, a impressão fica ruim e os motores perdem o passo depois de uns 10 minutos com as ventoinhas desligadas! Os pololus esquentam muito mas os motores nunca chegaram a ser um problema.

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Falta de atenção igual a Pololus queimados, duas semanas sem imprimir, dez horas de trabalho e 220 reais perdidos.

No carnaval fui a Friburgo e levei a minha impressora. Assim eu poderia fazer os upgrades colocando as peças que imprimi na semana e melhorar a fiação que está um pouco bagunçada.

O erro
Mês passado meu hotend não esquentava e quando esquentava depois de começar a extrusão a temperatura caía. Aí o Maia percebeu que um dos fios era muito mais fino do que o outro e estava esquentando, colocamos um outro mais grosso em paralelo e o problema foi resolvido.

Detalhe da entrada de energia da RAMPS

Detalhe da entrada de energia da RAMPS

A partir daí comecei a dar uma geral nos fios, e vi que os que vão da fonte para a RAMPS eram finos, pois na época usamos uns de sucata que estavam a mão só para testar. Fui lá todo pimpão fazer a melhoria mas na hora de ligar nos bornes colquei eles invertidos mesmo tendo colocado cores padrão (preto negativo e amarelo positivo).

Resultado: Pololus em chamas
Assim que liguei a fonte, uma forte faísca saiu debaixo dos Pololus da extrusora e do eixo X. Pololus fritos… A partir daí, muito pouco o que fazer, comprar outros, esperar, desmontar e calibrar tudo de novo.

Coloquei os cabos na posição correta, retirei todos os Pololus e para meu alívio o Arduino e a RAMPS estavam funcionando.

Flaming Pololus, Burned Pololus due to inverse polarity in flames

Pololus queimados

Adquirindo e montando novos Pololus
Na pressa acabei pegando quatro Pololus novos no eBay, de um cara do Reprap.me (Dinamarca) a 10 USD cada um. Eu já tinha comprado com ele antes e tinha entregue bem rápido, chegou em 15 dias com o frete de 2 USD. Só que dessa vez cometi a asneira de receber via Fedex, demorou uma semana e fui taxado em R$ 84,oo para uma compra no valor total de 40USD mais 30USD de frete. Prejuízo total: cerca de R$ 220,oo.

Era melhor ter esperado os 15 dias e ter gasto somente 45 USD, ou arriscado com os Pololus originais de onde temos relatos da lista de entregas em 1 semana via USPS com o frete mais simples.

Pololus na mão, vamos soldar!
Uma coisa que eu nunca fiz bem foi soldar eletrônicos (vide meus projetos de Arduíno), mas como a necessidade é a mãe do aprendizado, lá fui eu soldar os Pololus. O problema adicional é o tamanho dos stepsticks, cerca de 20mm por 15mm para soldar 16  terminais (8 de cada lado), o que dá pouco mais de 2mm por ponto e os componentes são muito perto um do outro.

Tamanho da placa: 20mm por 15mm, o grid é em centímetros. A breadboard é importante para deixar os terminais bem na vertical facilitando a soldagem.

Dicas e materiais:

  • Fazer tudo com calma e atenção;
  • Ferro de solda LIMPO, esquentei, passei uma esponja e depois uma lixa. Eu recomendaria um ferro com controle de temperatura;
  • Fio de solda FINO;
  • Breadboard para espetar os terminais. Quando soldei umas coisas pro Arduino, ficaram muito tortos! Depois vi que espetando eles na breadboard fica facinho;
  • Quando for soldar, encostar o ferro de solda pelo lado de fora e na direção contrária pressionar o fio.

Esse foi o melhor jeito que achei para soldar as peças.

As peças são muito pequenas e a solda pode fechar os circuitos, por isso antes de ligar e pegar fogo é bom verificar bem olhando e raspando com o ferro de solda ou uma chave de fenda os espaços entre os terminais.

Conclusão
Há dois dias montei tudo na RAMPS e funcionou ok, demorei um tempão para regular o motor Z: mais de uma hora. O motor X está funcionando lindamente mas o Pololu esquenta bastante, estou na dúvida se altero para tentar diminuir isso.

Ontem depois de tudo montado ainda não consegui imprimir, aí verifiquei mais uma lição de Extreme Go Horse que deve ser usada na Reprap: Se está funcionando não rela! Atualizei o Repetier host para 0.84 e quase quebrei a mesa umas 3 vezes, não sei porque ele mudou as posições iniciais que eram de 0x 0y e 0z para o meio da mesa e o Z em 0,04 mas desce bem mais do que isso. Alguém tem alguma idéia?

Ainda vou ter mais uns dias para estudar e ver o que está acontecendo antes de voltar a me divertir com a impressora.

Irrigação inteligente com Arduino: parte 2

Chegando no galpão em Lumiar (Nova Friburgo) só tive que fazer uns ajustes para isolar mais a caixa que protege a eletrônica e usei cola derretida (silicone) para prender o sensor de temperatura e umidade DHT11 para o lado de fora da caixa assim como prender o relay (relé) que não tinha buraco para parafusos.

Sendor DHT11

Sendor DHT11 colado na caixa de proteção com cola quente.

Fiz a fixação dos relés e do Arduíno com cola quente. Os orifícios são para passar os fios por baixo desta caixa plástica, assim a isolação contra umidade foi melhor. Depois dos fios passados ainda coloquei mais silicone.

Caixa para proteger as ligações e alimentação elétrica
Estando a eletrônica protegida, a próxima etapa foi passar os fios (220V~240V) para dentro do galpão e puxei de um outro prédio da Lumiar Cogumelos que fica uns 10 metros do galpão. Para proteger as tomadas fiz uma caixa de MDF e coloquei um pedaço de telha que estava sobrando, ficou assim:

Caixa de proteção da eletrônica

Caixa de proteção, a tomada da esquerda está controlada pelo relay e a da direita é para alimentar o Arduíno, ficando ligada direta.

Depois de colocar no lugar, dei uma verificada na corrente, se não tinha nenhum curto etc e finalmente liguei, foi mais simples do que eu achava e funcionou de primeira. Agora estou em contato com o cliente para irmos acertando os parametros corretos para a irrigação, de início vamos espaçar mais o intervalo de 15 minutos para 4 horas.

Confesso que ver um projeto destes funcionando é bem emocionante, num dia quente como estava sentir a água fria preenchendo o espaço foi bem agradável:

Água gelada sobre os cogumelos no galpão

Irrigação inteligente com Arduino Parte 1:
Veja aqui sobre o código, montagem e sensores

Primeira impressão

Opt Endstop holder

Minha primeira peça

Foi com muita alegria que consegui fazer a primeira impressão com qualidade o bastante para se chamar assim. Já faz um ano que comecei a comprar as primeiras peças e na semana passada na casa do Maia que também tem uma Prusa conseguimos imprimir esta peça acima.

Foi um desafio, e bem mais dificil do que eu imaginava mas por outro lado aprendi e agreguei mais do que imaginava sobre diversas áreas. O tempo todo tive que tomar decisões influenciam todo o projeto, muitas vezes no escuro mas que mas que agora, depois da primeira impressão bateu uma grande sensação de tranquilidade e realização. Vale a pena pessoal!

Maiores problemas e dificuldades:

  1. Dificuldade e demora em obter peças eletrônicas ou de precisão pois o preço aqui no Rio é impraticável;
  2. Hotend não funcionando direito e não encaixando na extrusora, usinagem e tornearia não são tarefas simples como parecem;
  3. Pequenas peças como suportes de endstops e presilhas das barras de PLA racharam;
  4. Parafuso trator feito em cada ficou irregular;
  5. Falta de conhecimento;

Soluções:

  1. Esperar e antecipar compras, tentar comprar com alguém do grupo;
  2. Comprar um conjunto inteiro já testado, o do grupo é excelente;
  3. Não apertar demais ou usar ABS, embora haja discordâncias em relação a isso;
  4. Peça a um torneiro para fazer uma recartilha em um parafuso ou compre um pronto;
  5. Estudar e participar do grupo de discussão.

Dicas:

  • Não compre apenas as vitaminas (parafusos, arruelas, porcas) listadas, compre tudo em dobro (exceto barras rocadas) e com tamanhos diferentes, sempre aparecem situações onde um fim de semana inteiro de trabalho não é concluido por falta de um parafuso de R$ 0,30;
  • Não economize em ferramentas, ao contrário do seu smartphone que fica obsoleto antes de sair da loja, elas vão durar para sempre e vão te ajudar muito mais; Dicas: multimetro, termometro termopar, chaves canhão de 5mm, 5,5mm, 6mm e DUAS 13mm conjulgadas (estrela+boca).
  • Não abuse do trava rosca, eles são feitos para nunca desmontar, dê preferência a porcas travantes e arruelas de pressão;
  • O Roberto Wazen fez uma base de MDF que me ajudou muito no transporte e na rigidez da Prusa, depois eu aumentei essa base e uso até hoje. Nela fixei a fonte e a eletrônica, deixando o acesso ao interior da impressora livre;
  • Aumentei um pouco a largura da minha impressora colocando mais duas porcas de  cada lado, o que aumentou cerca de 5cm no total deixando mais espaço para fixar os hotends, trabalhar, passar fios além de diminuir um pouco a possível inclinação por diferença entre os eixos do Z;
  • Aumento da largura, deu mais espaço para trabalhar

  • Mantenha a simplicidade do projeto que já funciona para milhares de pessoas, invente depois que começar a imprimir, fica mais divertido.

Configuração final em 06 Fev 2013

  • Modelo: Prusa Mendel i2 Metrica impressa pelo Muringa em PLA;
  • Eletrônica: RAMPS 1.4 da Ultimachine;
  • Extrusora: Greg Wade´s Extruder em ABS impresso pelo Muringa;
  • Hotend: Grupo de Estudos ReprapBR montado pelo Alain Mouette;
  • Mesa aquecida: PCB MK2 Heated Hot Bed;
  • Fonte: 12V 30A 360W Switching Power Supply (uso ela com corrente de 15V);
  • Motores 4 x NEMA 17 Minebea para os eixos e 1 Kizan para a extrusora;
  • Rolamentos lineares LM8UU;
  • Endstops opticos;
  • Polias GT2 de 36 dentes.

Agradável Surpresa
Mesmo trabalhando na área de desenvolvimento de software e já ter participado de projetos grandes que geraram software livre eu nunca tinha sentido de verdade o que é uma comunidade virtual. Só aqui na comunidade ReprapBR é que enxerguei o sentimento bacana de pertencimento e objetivos comuns, alegrias por ver problemas superados, agregar conhecimento e pessoas.

Foi uma grata surpresa presenciar o trabalho do grupo principalmente do Alain, Muringa, Paulo Fernandes e tantos outros que conheci depois do encontro do Guia CNC em Campinas e posso considerar amigos como o Roberto Wazen (to com saudade, papito, mas estava muito enrolado pra encontrar) e o Maia. Espero dar a minha contribuição e retribuir todo o apoio que recebi.

Agradecimentos
Eu jamais teria montado a impressora somente com os tutoriais espalhados na internet, contei nesse tempo com a ajuda do grupo reprapBr que na maioria das vezes me respondia os problemas em questão de minutos, entre eles o Muringa e o Alain Mouette.

Aqui no Rio, eu contei com a constante ajuda do Roberto ‘Inox’ Wazen que com empolgação e irreverência raras me ensinou a ter paciência nos procedimentos de montagem, rudimentos de eletronica além de ter emprestado várias peças. E também com o Maia que me emprestou os motores e resolveu várias partes obscuras da parte de eletrônica.

Muito obrigado pessoal!

Fritizing: software para desenho de esquema de eletrônica

Estava estudando um pouco de Arduino no tempo livre e descobri por acaso este belo software gratuito. Sou leigo em eletrônica e talvez por isso fique muito mais fácil para montar os componentes olhando um desenho ou esquema, e com o Fritizing voce pode ter algumas vizualizações diferentes, incluindo essa que parece com os elementos na vida real.

Diga voce se facilita ou não para montar? O programa é muito bom para documentar o que fizemos, pois sempre que eu monto um projeto acabo desmontando depois, pois só tenho uma peça de cada.

Dentre as vizualizações diferentes, há com a prototype board, a de esquema de eletrônica tradicional e PCB.

É só baixar e usar. Na loja deles tem vários componentes e sensores com bons preços além de imprimirem circuitos sob encomenda também.

Link:
http://fritzing.org/

Log da Prusa: Impressões e Ajustes

Minha Prusa passou uns meses aprendendo na casa do Maia e peguei ela de volta semana passada. Nesse meio tempo ela começou a imprimir graças ao hotend do grupo que comprei do Alain e que é excelente, funcionou de primeira, sem precisar de maiores ajustes. Recomendo a quem vai montar a sua Reprap adquirir um bico pronto pois é uma parte muito dificil de ajustar sem um torno mecânico.

Como o Maia montou um frankstein e remontou tudo quando eu estava lá, vou ter que regular ainda algumas coisas mas já comecei com algumas coisas que ele me passou e disse que precisava de melhorias.

  1. Pololu com defeito
    O Maia me emprestou um dele, aparentemente é um defeito no potenciômetro  O motor para um lado vai ok mas no reverso sempre rateia, nem no eixo Z que faz menos força adiantou.
  2. Suporte da mesa frouxo

    Fixação da mesa com rabo de gato (fita hellerman). Aprendi a não economizar mais isso, resolve muita coisa.

    Fixação da mesa com rabo de gato (fita hellerman). Aprendi a não economizar mais isso, resolve muita coisa.

    Isso traz problema em velocidades mais altas. Os meus suportes de PLA quebraram pois são menos maleáveis e resistentes que o ABS. Já resolvi apertando os parafusos novamente pois com a trepidação, mais da metade perdeu as porcas, arrochei e prendi cada suporte com um rabo-de-gato (fita Hellermann para alguns) e tive que fazer um furo no MDF. Ficou bem firme agora.

  3. Mesa desnivelada

    Fácil fácil

    Fácil fácil

    Impossível imprimir dessa maneira. Antes eu estava com molas, mas isso não ajudava muito, parti para a fixação direta com porca e parafuso, com duas porcas na parte de cima para travar a altura e depois uma porca por debaixo da mesa para travar o conjunto. Ficou bem melhor mas estou pensando em colocar as borboletas pois fica mais fácil de ajustar.

  4. Mesa empenada e esquentando pouco
    A minha mesa está empenada também, tanto a PCB quando o MDF acredito que pela temperatura. A temperatura também não está chegando a mais de 100 C. O Maia resolveu estes problemas colocando um vidro mais grosso, que tira o problema do empeno e usando fita dupla-face para melhor fixação. Ele também colocou fios mais grossos da fonte para a RAMPS e da RAMPS para a mesa aquecida, o que ajudou um pouco.
  5. Guia do filamento na extrusora

    Guia do filamento

    Guia do filamento. Se parece muito com esse aqui do thingiverse

    O Maia imprimiu uma guia para o filamento e aproveitei que desmontei um monte de coisas para dar um jeito nisso também.

MariaMole, uma IDE melhor para o Arduino

O nome não parece lá muito sério mas a proposta é ótima e já tinha visto propostas similares no Kickstarter, eu quero é ter um tempo livre agora para poder testar isso.

Print screen da IDE

Para quem ainda não se aventurou no Arduino, o que este programinha quer trazer, é uma interface mais fácil para programar o Arduino, como por exemplo ver os arquivos e classes interdependentes que pelo menos eu só acho através da documentação e de pesquisa no código.

Não conheço o uso e se alguém da comunidade está usando, mas vale a dica, se alguém tiver mais informações aceito de bom grado. E mais uma notícia boa, pra quem gosta de fuçar mas não lá muita intimidade com os tutoriais em inglês, tem tudo em português sim! Aqui.

Via:
Eu vi esta novidade na lista de discussão da ReprapBr

RAMBo, eletrônica nova na área

Vi hoje pelo blog da Ultimachine o anuncio da nova eletrônica que já está a venda. O custo vale a pena (185 USD) e fica mais compacta. Seu nome RAMBo vem de (R)epRap (A)rduino-(M)ega-compatible (M)other (Bo)ard e é feita para ter mais compatibilidade com os firmwares desenvolvidos para a RAMPS.

Foto da eletrônica da Ultimachine

RAMBo da Ultimachine

 

Parece que a tendência é mesmo usar a eletrônica sem o Arduino completo (usando somente o processador), ao contrário da RAMPS. Não sou expert nem conhecedor de eletrônica mas todos os lançamentos que vi apontam para este caminho: Gen6 e Gen7, Gen7BR, Sanguilolou, RA 3D etc.

Desde:
http://ultimachine.com/rambo

Referência e documentação:
http://reprap.org/wiki/Rambo

Referências de eletrônica da Reprap

Já tinha havia um tempo eu vinha me preparando para falar um pouco mais de eletrônica das Repraps (assunto que eu não domino), aí topei com este blo que apareceu lá no grupo de estudos do Guilherme que já escreveu tudo mastigado sobre as opções mais comuns e os conceitos básicos.

Pra quem vai começar, é leitura obrigatória, até a presente data, os tópicos são os seguintes:

Eletronica
http://reprapdoguilherme.blogspot.com/2012/07/eletronica-5-afinal-o-que-sao-essas.html

Gen 7
http://reprapdoguilherme.blogspot.com/2012/07/eletronica-4-gen7-br.html

Sanguinolulu
http://reprapdoguilherme.blogspot.com/2012/07/eletronica-3-placa-sanguinololu.html

RAMPS
http://reprapdoguilherme.blogspot.com/2012/07/eletronica-2-placa-ramps.html

Mesa aquecida
http://reprapdoguilherme.blogspot.com/2012/07/eletronica-1-mesa.html

Mais uma alternativa de eletrônica: RA 3D

Vi la no Kickstarter, este projeto de eletrônica parece ousado. O projeto já atingiu o “funding” necessário. Se eu não tivesse já a minha, ia pensar seriamente entre esta e a simplicidade (e preço baixo) da Sanguiloulu.

A galera Reprap de SP está desenvolvendo uma que é bem promissora baseada na Gen7, mas aí até lá, quem vai montar e não tem condições (como eu) de fazer a sua própria placa na unha, vai ter que se virar para arrumar, quem sabe essa RA não fica sendo mais uma boa opção?

É bem completa tem umas bobeiradas como iluminação e fotos do andamento da impressão mas traz por exemplo o SD card nativo e um painel de controle. O preço bate mais ou menos com a RAMPS (com Arduino Mega) montada, $ 189,oo USD.

Features of RA:

  • Screw terminals for easy connection
  • MP3 sound controller add-on available
  • Lighting control – up to 64 RGD LEDs
  • Status updates via lighting
  • Modified Marlin firmware pre-installed and configured for typical 1-extruder machine. You can run up to 3 extruders
  • 5 PWM driven MOSFET outputs with indicator leds
  • 2 – 12V MOSFET outputs for heated beds (10A per board fused) controlled by one pin
  • 3 – 12V  MOSFET outputs fused together at 10A for extruder cores
  • One 5V PWM output fused at 5A with 5V rail
  • Buzzer – Beeps when using Elefu Control Panel menu for feedback.
  • Reset button for MCU
  • Up to 6 Elefu A4988 Stepper Drivers. X,Y,Z and up to 3 Extruders.
  • Elefu A4988 Stepper Drivers do Full,Half, Quarter, Eighth, Sixteenth micro-stepping support.
  • RA is pin compatible with pololu A4988 Stepper Drivers
  • Power on LED indicator
  • 4 Thermistor inputs measure temperature of heated bed and 3 hot ends
  • 6 Limit switch inputs with ground and 5V for optical or mechanical end-stops
  • Dedicated +3v3, +5v and +12v outputs fused at 5A per rail for additional components including light ring, fans, MP3 sound controller, lighting control kit, camera IR trigger and any custom uses you can think up.
  • Camera IR trigger kit available to use with marlin-supported remote camera trigger gcode command.
  • LED light ring
  • FTDI USB for programming the ATMega2560 and uploading custom firmware with dedicated TX and RX LEDs for communication indicators
  • ATMega2560 built in. All unused pins mapped to board with +5V, GND
  • ICSP pin header for direct AVR programming
  • ATX power supply input – takes 24 pin and either 4pin or 8 pin connector for a maximum of 36A of current on the 12V rails and 5A each on the 5V and 3v3 rail, with 500ma of standby power for essential components
  • Power supply can be turned off via software when printer is finished printing

Elefu control panel Add-on features:

  • Rotary encoder with push button switch to control menus and operate your printer without a computer
  • SD card support – Print from SD card, no computer needed to run printer
  • Remote reset button for emergency stops
  • LCD Display with menu system for control of printer

Desde:
http://www.kickstarter.com/projects/104819283/ra-3d-printer-controller-by-elefu?ref=category

Links relacionados:
Sistemas da Reprap