В предыдущих статьях я рассказал о переходе с Marlin на Klipper, установке датчика стола и разделении управления двумя двигателями оси Z.
Постепенно мой Graber i3 становился удобнее в настройке, но оставалась ещё одна особенность старого принтера — шум во время работы.
Особенно хорошо были слышны шаговые двигатели при перемещениях осей.
Поэтому следующим этапом модернизации стала замена их драйверов.
Откуда берётся шум
В моём Graber i3 используется плата RAMPS 1.4 со сменными драйверами шаговых двигателей.
Именно драйверы управляют током в обмотках двигателей, обеспечивая их вращение и удержание заданного положения.
От способа управления током зависит не только работа двигателя, но и характер звука, который он издаёт.
На старых драйверах перемещения осей сопровождались характерным высокочастотным звуком. Особенно заметным он становился при изменении скорости и во время быстрых перемещений.
Конечно, не весь шум принтера создают двигатели. Есть ещё вентиляторы, подшипники, ремни и сама механическая конструкция.
Но именно звук шаговых двигателей я решил попробовать уменьшить в первую очередь.
Почему я не стал менять управляющую плату
Полностью менять управляющую электронику принтера мне не хотелось, да и особого смысла в этом я не видел.
Graber i3 всё-таки оставался старым принтером, и вкладываться в новую управляющую плату ради него было нецелесообразно.
К тому же переход на Klipper уже позволил обойти основные ограничения 8-битного контроллера Arduino Mega 2560.
Теперь вычисления, связанные с планированием движений, выполнялись на TV Box под управлением Linux, а микроконтроллер отвечал за непосредственное управление оборудованием.
Возможностей RAMPS 1.4 для моих задач вполне хватало.
Более того, в предыдущей модернизации я уже использовал свободный канал второго экструдера для независимого управления двигателями оси Z.
А поскольку драйверы шаговых двигателей на RAMPS 1.4 устанавливаются в отдельные разъёмы, их можно заменить, не затрагивая остальную электронику.
Это хорошо соответствовало моему подходу к восстановлению Graber i3: не заменять исправные узлы без необходимости, а модернизировать именно то, что хотелось улучшить.
Замена драйверов
Главной целью было уменьшить шум двигателей, сохранив существующую электронику принтера.
Для этого я решил заменить старые драйверы на более современные, поддерживающие тихие режимы управления шаговыми двигателями.
Сама конструкция RAMPS 1.4 значительно упрощает такую модернизацию.
Драйверы выполнены в виде отдельных модулей, поэтому для их замены не требуется перепаивать компоненты или менять всю управляющую плату.
Однако здесь есть несколько важных нюансов.
Несмотря на внешнее сходство, разные драйверы могут отличаться расположением выводов, способом настройки тока и поддерживаемыми режимами работы.
Поэтому перед установкой необходимо убедиться в их совместимости с RAMPS 1.4.
Особенно важно правильно ориентировать модуль в разъёме. Ошибка при установке может привести к повреждению электроники.
Не менее важна настройка тока двигателей.
Слишком низкий ток способен вызвать пропуски шагов, а слишком высокий — чрезмерный нагрев двигателей и драйверов.
Поэтому после замены необходимо проверить работу каждой оси и убедиться, что двигатели перемещаются правильно и без пропусков шагов.
Настройка Klipper
После замены драйверов следующим этапом стала настройка Klipper.
Одно из удобств этой программы заключается в том, что необходимые параметры можно изменять непосредственно в конфигурационном файле printer.cfg.
Для этого не требуется каждый раз пересобирать и загружать прошивку в микроконтроллер.
Конкретные настройки зависят от модели установленного драйвера.
Некоторые драйверы работают в обычном режиме STEP/DIR, когда микроконтроллер передаёт сигналы шага и направления.
Другие позволяют дополнительно управлять током и режимами работы через UART или SPI.
При этом RAMPS 1.4 изначально не предусматривает отдельного подключения таких интерфейсов к каждому разъёму драйвера.
Поэтому для использования дополнительных возможностей может потребоваться изменение подключения.
Но независимо от выбранного способа управления главной задачей остаётся стабильная работа двигателей.
После настройки необходимо проверить перемещения осей, работу на разных скоростях и отсутствие пропусков шагов.
Тише — не значит лучше во всём
При замене драйверов важно учитывать, что минимальный уровень шума не всегда означает оптимальный режим работы двигателя.
Разные алгоритмы управления током могут отличаться не только уровнем шума, но и поведением двигателя под нагрузкой.
Особенно это заметно при высоких скоростях и ускорениях.
Поэтому я не рассматривал тишину как единственный критерий.
Принтер должен не просто работать тише, но и сохранять точность перемещений.
В конечном итоге важно найти баланс между уровнем шума, стабильностью работы и возможностями механики.
Модернизация без полной замены электроники
Замена драйверов стала ещё одним шагом в обновлении Graber i3.
При этом мне удалось сохранить прежнюю управляющую электронику, которая продолжала выполнять свои задачи.
Переход на Klipper позволил использовать старый 8-битный контроллер без необходимости менять его на более производительный.
RAMPS 1.4, в свою очередь, предоставила возможность заменить драйверы независимо от остальной платы.
Для меня это было ещё одним подтверждением того, что даже старое оборудование не обязательно требует полной замены.
Иногда достаточно разобраться в его возможностях и устранить конкретные недостатки.
Однако модернизация электроники не решает всех проблем.
Даже самые современные драйверы не исправят люфты, перекосы направляющих или заедания подвижных элементов.
Поэтому следующим направлением работы стала механика принтера.
Что дальше
После модернизации электроники я продолжил заниматься механической частью Graber i3.
Особого внимания требовали каретки и некоторые элементы конструкции, недостатки которых непосредственно влияли на качество печати.
Их уже нельзя было исправить настройками Klipper или заменой драйверов.
Пришлось разбираться с самой механикой.
Об этом расскажу в следующей статье.