Oprogramowanie sprzętowe drukarki 3D Klipper – co to jest? Dlaczego tego chcę?

Drukarka 3D zawsze jest dostarczana z programem magazynowym, znanym również jako oprogramowanie sprzętowe drukarki 3D, które łączy oprogramowanie ze sprzętem drukarki. Oprogramowanie sprzętowe drukarki 3D tłumaczy dane wejściowe oprogramowania, aby przejąć kontrolę i wydawać polecenia sprzętowi drukarki. Często aktualizujemy drukarkę za pomocą oprogramowania sprzętowego typu open source, aby zaktualizować ją i zmodyfikować w celu uzyskania nowych funkcji i bardziej zaawansowanej wydajności. Większość z nas zna popularne open source Marlin i RepRap. Ale są też inne opcje, które również cieszą się dużą lojalnością użytkowników, jak na przykład oprogramowanie drukarki 3D Klipper.

Jeśli chodzi o uruchamianie oprogramowania Klipper na drukarce 3D, ma ono wiele zalet i kilka drobnych wad. Jest kilka rzeczy, o których należy pamiętać podczas instalacji.

W tym artykule krok po kroku zapoznamy się z oprogramowaniem drukarki Klipper 3D na kanale YouTube Nero 3D. I wielkie dzięki za ich wspaniały film!

Co to jest Klipper? jak zainstalować go na mojej drukarce?

Klipper to oprogramowanie typu open source opracowane w czasach, gdy 8-bitowe płyty główne były głównym nurtem drukarek 3D firmy Kevin.O. Connor, użytkownik GitHuba.

Klipper to samodzielne oprogramowanie sprzętowe dla Twojej drukarki 3D. Oznacza to, że nie działa na platformie Marlin, jak na przykład ośmiornica na Raspberry Pi. Całkowicie zastępuje wbudowane oprogramowanie sprzętowe drukarki. Aby zainstalować Klippera, będziesz musiał ponownie sflashować płytę kontrolera, ale nadal korzysta ona z Raspberry Pi. Dzięki temu możesz mieć znacznie mocniejszy kontroler obsługujący drukarkę 3D.

Jak działa Klipper?

Klipper to oprogramowanie sprzętowe, które wykonuje wszystkie obliczenia i obliczenia matematyczne związane z kinematyką i sterowaniem drukarki. Wszystko to odbywa się na Raspberry Pi. Dzięki temu możesz mieć znacznie wydajniejszy kontroler obsługujący drukarkę, pozostawiając wbudowanemu kontrolerowi (płycie głównej) wyłącznie odpowiedzialność za obsługę instrukcji z Raspberry Pi.

Zalety/cechy oprogramowania sprzętowego Klipper

Bieganie Klipper ma wiele funkcji, które mogą być korzystne. Przejrzę tutaj i wymienię niektóre z głównych funkcji, dlaczego warto uruchomić Klipper na swojej drukarce 3D.

1. Klipper oferuje znacznie większą szybkość kroku

Klipper może wykorzystać starszy sprzęt i sprawić, że będzie działał znacznie szybciej.
Na przykład stara 8-bitowa płyta RAM jest w stanie wykonać ponad sto tysięcy kroków na sekundę, gdy oprogramowanie sprzętowe Klipper jest uruchomione, w porównaniu do skromnych około 10 000, które może wykonać w 8-bitowej instalacji Marlin.

W nowoczesnych systemach 32-bitowych, takich jak SKR i Duet 2, można potencjalnie uzyskać ponad 600 000 kroków na sekundę. W zależności od konstrukcji drukarki i ustawień krajalnicy, być może nigdy nie będziesz potrzebować tak dużej szybkości kroku.

Jeśli jednak używasz systemów, które mają wiele silników krokowych działających jednocześnie, na przykład Voron V2, który ma cztery silniki Z, a następnie wytłaczarki XY, gdy wszystkie działają jednocześnie z dużymi prędkościami, zwiększa to dość dużą szybkość kroków.

Dzięki oprogramowaniu Klipper możesz przyspieszyć i mocniej uruchomić swoją maszynę niż inne oprogramowanie.

2. Łatwa konfiguracja i konfiguracja Klippera

Instalacja i konfiguracja Klippera jest łatwa zarówno poprzez interfejs internetowy, taki jak Octoprint, jak i samodzielne interfejsy, takie jak Fluidd lub Mainsail.

Możesz edytować ustawienia konfiguracyjne i oprogramowanie sprzętowe za pomocą prostego interfejsu użytkownika w przeglądarce internetowej. Aktualizacja oprogramowania sprzętowego Klippera polega po prostu na dodaniu lub dostosowaniu niektórych poleceń w pliku konfiguracyjnym, zapisaniu i naciśnięciu przycisku restartu.

3. Klipper obsługuje wiele MCU

Klipper obsługuje także wiele MCU. Oznacza to, że możesz kontrolować dowolną liczbę kontrolerów, jaką możesz podłączyć do Raspberry Pi.

Na przykład jest to raspberry pi 3b, ma cztery porty USB i moją płytę kontrolera. Na przykład w przypadku większości standardowych oprogramowania sprzętowego można uruchomić tylko tyle stepperów, ile znajduje się na samej płycie kontrolera, lub trzeba kupić wyspecjalizowaną płytkę z płytką ekspandera, taką jak Duet z ekspanderem lub gtr z ekspanderem. Mogą to być drogie opcje.

Dzięki Klipperowi możesz po prostu podłączyć inną płytkę kontrolera, aby obsługiwać dodatkowe steppery. Wszystko, co musisz zrobić, to po prostu sflashować do niego oprogramowanie sprzętowe, podłączyć je do Raspberry Pi, a następnie przejść do konfiguracji, aby przypisać ją jako drugą płytę kontrolera dla dodatkowych sterowników krokowych, których możesz potrzebować.

4. Funkcja zwiększania ciśnienia Klippera

Zwiększanie ciśnienia to sposób kalibracji wytłaczarki w celu dostosowania przepływu w oparciu o elastyczność włókna i jego kompresję w rurce Bowdena. Funkcja zwiększania ciśnienia w oprogramowaniu Klipper zapewnia znacznie lepszą jakość druku. Funkcja zwiększania ciśnienia w oprogramowaniu Klipper prowadzi do znacznie lepszej jakości druku w przypadku drukarek 3D Bowdena z długimi rurkami Bowdena.

5. Większa prędkość drukowania dzięki kształtowaniu danych wejściowych Klippera

Dzięki swojej specyficznej funkcji zwanej kształtowaniem wejścia, Klipper pomaga wyeliminować dzwonienie w drukarce 3D spowodowane wibracjami.

Umożliwia to pracę drukarki 3D przy znacznie wyższym ustawieniu przyspieszenia niż wcześniej, bez powodowania jakichkolwiek zakłóceń w szczegółach wydruków.

6. Łatwe programowanie w języku Python dla dodatkowych funkcji

Inne funkcje, które mogą zachęcić Cię do korzystania z oprogramowania sprzętowego Klipper, w tym Klipper działa w języku Python, dzięki czemu można dodawać funkcje, takie jak dodatkowa obsługa kinematyki dla różnych stylów drukarek. Jest to stosunkowo prosta procedura, ponieważ
o ile znasz matematykę i wiesz, jak programować w Pythonie.

7. Obsługuje sondy PT100 i wszystkie popularne sondy łóżkowe

Obsługuje Klipper dla sond pt100, co oznacza, że ​​dokładniejsze sondy stołowe i hotend mogą być używane z Klipperem w wysokich temperaturach.

Oprogramowanie Klippera ma oczywiście niestabilność termiczną. Obsługuje wszystkie popularne sterowniki krokowe TMC poprzez różne elementy sterujące UART i SPI.

Klipper obsługuje wszystkie popularne sondy łóżkowe, takie jak sonda indukcyjna bl touch. Rozumie g-code ze wszystkich popularnych krajalnic. Klipper obsługuje także wiele stylów poziomowania łóżka, takich jak poziomowanie siatki łóżka lub regulacja poziomu suwnicy lub samego łóżka za pomocą systemów wielostopniowych.

8. Nowe funkcje Klippera

Klipper stale się rozwija i stale dodawane są nowe funkcje. Na przykład niedawno dodano funkcję sterowania akcelerometrem. Całe środowisko stale się rozwija i regularnie dodawane są do niego nowe rzeczy.

Klipper jest oprogramowaniem typu open source i zawiera wiele funkcji społecznościowych.

9. Możliwość działania na tanim Raspberry Pi Zero

Jeśli zdecydujesz się uruchomić oprogramowanie sprzętowe Klipper dla swojej drukarki, będziesz potrzebować oddzielnej płytki do podłączenia do płyty kontrolera, aby uruchomić Klipper. Większość ludzi używa Raspberry Pi. Klipper może działać na wszystkich Raspberry Pi.

Procesory o niskim poborze mocy Raspberry pi doskonale nadają się do samodzielnego uruchamiania Klippera, o ile nie potrzebujesz kamery internetowej i korzystasz z samodzielnego interfejsu Klippera.

Octoprint może być przez to nieco nadęty, a kamera internetowa ma tendencję do zatykania się. Ale jeśli szukasz czegoś, co po prostu zdalnie uruchomi drukarkę i jednocześnie uruchomi Klippera, będzie działać dobrze na Raspberry pi zero.

10. Obsługa płyt kontrolerów dla Klippera

Klipper obsługuje większość popularnych płyt kontrolerów. Możesz zajrzeć do githuba Klippera, aby sprawdzić, czy konkretna drukarka lub płyta kontrolera ma przykładową konfigurację.

Jeśli tak nie jest, możesz sprawdzić, czy MCU Twojej płyty głównej obsługuje Klipper. Jeśli procesor obsługuje, będziesz mógł wgrać na płytę. Jeśli znasz piny z płytki, możesz dokonać konfiguracji Klippera. Klipper obsługuje wiele różnych stylów mikrokontrolerów i płytek kontrolerów.

Najpopularniejsze drukarki 3D są obsługiwane przez Klipper i mają przykładowe oprogramowanie sprzętowe, które pomogą Ci zacząć. Potrzebujesz tylko 10–15 minut, aby zainstalować i skonfigurować Klipper na Creality Ender 3.

Wady oprogramowania sprzętowego drukarki 3D Klipper

Niestety, żadne oprogramowanie nie jest idealne. Jest kilka rzeczy, które niektórzy uznaliby za wady uruchamiania Klippera jako oprogramowania sprzętowego na swojej drukarce 3D.

1. Złożone procedury instalacji i konfiguracji oprogramowania sprzętowego Klipper

Pierwszą rzeczą, z którą spotka się większość ludzi, jest instalacja samego Klippera.
Z biegiem czasu stało się to znacznie łatwiejsze, szczególnie w przypadku samodzielnych obrazów
oparty na płynie i grocie, który instaluje się na karcie SD prawie tak samo, jak robi to Octoprint.

Jeśli chodzi o konfigurowanie oprogramowania sprzętowego samej płyty sterującej, musisz je skonfigurować specjalnie dla płyty kontrolera, do której będziesz przesyłać oprogramowanie za pośrednictwem terminala ssh. Musisz więc użyć czegoś takiego jak PuTTY do ssh
do Raspberry Pi.

Po zainstalowaniu Klippera będziesz musiał przejść i dostosować niektóre ustawienia. Te ustawienia są łatwo dostępne dla najpopularniejszych płyt kontrolerów. Jest to więc po prostu kwestia skopiowania i wklejenia oraz wybrania odpowiednich ustawień. Jednak musisz wygenerować ten plik.

Na przykład w przypadku niektórych płyt kontrolerów, takich jak seria skr lub płyta kontrolera w Creality Ender 3, musisz wrócić do Raspberry pi i pobrać z niego plik.

Używam na przykład winscp, a następnie pobieram ten plik, umieszczam go na karcie SD, a następnie flashuję na płycie kontrolera. Dla tych, którzy nigdy wcześniej nie korzystali z interfejsu terminala ani nie tworzyli skryptów, może to być zniechęcające.

2. Brak pełnej obsługi wtyczek dla Klippera

Inną rzeczą jest to, że w przypadku samodzielnych interfejsów Klippera nie ma obecnie pełnej obsługi wtyczek. Więc jeśli potrzebujesz wtyczki, takiej jak detektyw spaghetti
lub wtyczkę poklatkową wbudowaną w Octoprint, musisz uruchomić Octoprint.

3. Ograniczony ekran wyświetlacza Klippera

Kolejną kwestią, która pojawia się dość często, jest obsługa ekranu dla Klippera
time obsługuje tylko ekrany z podstawowymi interfejsami graficznymi, takie jak ekrany 12864.

Wyświetlacze z własnym oprogramowaniem sprzętowym, takie jak wyświetlacz Creality Ender 3v2, który obsługuje własne oprogramowanie i wysyła polecenia do płyty kontrolera, nie są obecnie obsługiwane przez Klipper.

Oprogramowanie sprzętowe Klipper VS Marlin

W poprzednich akapitach poznaliśmy już zalety i wady oprogramowania sprzętowego drukarki 3D Klipper. Jednak inne pytanie może przyciągnąć więcej oczu. Czyli Klipper VS Marlin, który wybrać.

Ponieważ firma Marlin dominuje na rynku oprogramowania sprzętowego typu open source do drukowania 3D, kiedy mówimy o Klipperze, porównania są nieuniknione i całkiem konieczne, abyśmy mogli dokonać wyboru między nimi przed aktualizacją naszych drukarek 3D.

Różne zasady projektowania

Podczas gdy Marlin to klasyczne oprogramowanie opracowane do modyfikacji drukarki 3D typu open source, Klipper jest bardziej rozwinięty w celu zwiększenia mocy obliczeniowej i odciążenia płyty głównej za pomocą dodatkowego MCU, zwykle Raspberry Pi.

W drukarce 3D zainstalowanej z oprogramowaniem Klipper dodatkowo dodany MCU odpowiada za całe przeliczanie plików G-code na polecenia ruchu drukarki, podczas gdy płyta główna wprowadza tylko te polecenia do elementów mechanicznych drukarki.

Bardziej unikalne i zaawansowane funkcje

1. Więcej kroków silnika i wyższa rozdzielczość

Klipper wykorzystuje bardziej wyrafinowane przetwarzanie ruchu i steruje drukarką 3D z większą liczbą kroków silnika na sekundę niż oprogramowanie Marlin. Dlatego po zainstalowaniu Klippera uzyskujemy większą prędkość drukowania i lepszą jakość druku na naszych drukarkach 3D.

2. Kształtowanie wejścia – unikalna cecha Klippera

Kształtowanie danych wejściowych to unikalna funkcja, którą oferuje nam Klipper. Kalibruje drukowanie podczas drukowania, aby wyeliminować rezonanse drukowania i uniknąć „rybich łusek”, nitek i duchów na częściach drukowanych 3D. Co bardziej imponujące, dzięki akcelerometrowi przymocowanemu do głowicy drukującej może ona półautomatycznie i precyzyjnie obliczać harmoniczne i wibracje w miarę wzrostu prędkości drukowania.

3. Łatwy dostęp do wielu kontrolerów

Dla tych, którzy chcą mieć więcej możliwości w drukarce 3D, oprogramowanie sprzętowe drukarki 3D Klipper jest zawsze dobrym rozwiązaniem. Klipper zapewnia użytkownikom łatwy dostęp do dodania większej liczby silników krokowych lub innych urządzeń peryferyjnych. Klipper może także dodać Raspberry Pi jako swój kontroler i wykorzystać pin GPIO do zainstalowania większej liczby urządzeń zewnętrznych.

Artykuł ten pochodzi z kanału YouTube NERO 3D i zawiera krótki opis kluczowych funkcji oprogramowania Klipper, powodów, dla których warto uruchomić Klipper, a także kilka rzeczy, o których należy pamiętać podczas instalowania i uruchamiania oprogramowania Klipper na drukarkach 3D.