У попередніх статтях я розповів про перехід з Marlin на Klipper, встановлення датчика столу та розділення керування двома двигунами осі Z.
Поступово мій Graber i3 ставав зручнішим у налаштуванні, але залишалася ще одна особливість старого принтера — шум під час роботи.
Особливо добре було чути крокові двигуни під час переміщення осей.
Тому наступним етапом модернізації стала заміна їхніх драйверів.
Звідки береться шум
У моєму Graber i3 використовується плата RAMPS 1.4 зі змінними драйверами крокових двигунів.
Саме драйвери керують струмом в обмотках двигунів, забезпечуючи їхнє обертання та утримання заданого положення.
Від способу керування струмом залежить не лише робота двигуна, а й характер звуку, який він видає.
На старих драйверах переміщення осей супроводжувалися характерним високочастотним звуком. Особливо помітним він ставав під час зміни швидкості та швидких переміщень.
Звісно, не весь шум принтера створюють двигуни. Є ще вентилятори, підшипники, ремені та сама механічна конструкція.
Але саме звук крокових двигунів я вирішив спробувати зменшити насамперед.
Чому я не став змінювати плату керування
Повністю змінювати керуючу електроніку принтера мені не хотілося, та й особливого сенсу в цьому я не бачив.
Graber i3 усе-таки залишався старим принтером, і вкладати кошти в нову плату керування для нього було недоцільно.
До того ж перехід на Klipper уже дозволив обійти основні обмеження 8-бітного контролера Arduino Mega 2560.
Тепер обчислення, пов'язані з плануванням рухів, виконувалися на TV Box під керуванням Linux, а мікроконтролер відповідав за безпосереднє керування обладнанням.
Можливостей RAMPS 1.4 для моїх завдань цілком вистачало.
Тим більше, під час попередньої модернізації я вже використав вільний канал другого екструдера для незалежного керування двигунами осі Z.
А оскільки драйвери крокових двигунів на RAMPS 1.4 встановлюються в окремі роз'єми, їх можна замінити, не зачіпаючи решту електроніки.
Це добре відповідало моєму підходу до відновлення Graber i3: не замінювати справні вузли без необхідності, а модернізувати саме те, що хотілося покращити.
Заміна драйверів
Головною метою було зменшити шум двигунів, зберігши наявну електроніку принтера.
Для цього я вирішив замінити старі драйвери на сучасніші, які підтримують тихі режими керування кроковими двигунами.
Сама конструкція RAMPS 1.4 значно спрощує таку модернізацію.
Драйвери виконані у вигляді окремих модулів, тому для їх заміни не потрібно перепаювати компоненти або змінювати всю плату керування.
Однак тут є кілька важливих нюансів.
Попри зовнішню схожість, різні драйвери можуть відрізнятися розташуванням виводів, способом налаштування струму та підтримуваними режимами роботи.
Тому перед встановленням необхідно переконатися в їхній сумісності з RAMPS 1.4.
Особливо важливо правильно зорієнтувати модуль у роз'ємі. Помилка під час встановлення може призвести до пошкодження електроніки.
Не менш важливим є налаштування струму двигунів.
Занадто низький струм може спричинити пропуски кроків, а занадто високий — надмірне нагрівання двигунів і драйверів.
Тому після заміни необхідно перевірити роботу кожної осі та переконатися, що двигуни переміщуються правильно й без пропусків кроків.
Налаштування Klipper
Після заміни драйверів наступним етапом стало налаштування Klipper.
Одна зі зручностей цієї програми полягає в тому, що необхідні параметри можна змінювати безпосередньо в конфігураційному файлі printer.cfg.
Для цього не потрібно щоразу заново збирати та завантажувати прошивку в мікроконтролер.
Конкретні налаштування залежать від моделі встановленого драйвера.
Деякі драйвери працюють у звичайному режимі STEP/DIR, коли мікроконтролер передає сигнали кроку та напрямку.
Інші дозволяють додатково керувати струмом і режимами роботи через UART або SPI.
Водночас RAMPS 1.4 спочатку не передбачає окремого підключення таких інтерфейсів до кожного роз'єму драйвера.
Тому для використання додаткових можливостей може знадобитися зміна підключення.
Але незалежно від обраного способу керування головним завданням залишається стабільна робота двигунів.
Після налаштування необхідно перевірити переміщення осей, роботу на різних швидкостях і відсутність пропусків кроків.
Тихіше — не означає краще в усьому
Під час заміни драйверів важливо враховувати, що мінімальний рівень шуму не завжди означає оптимальний режим роботи двигуна.
Різні алгоритми керування струмом можуть відрізнятися не лише рівнем шуму, а й поведінкою двигуна під навантаженням.
Особливо це помітно на високих швидкостях і прискореннях.
Тому я не розглядав тишу як єдиний критерій.
Принтер має не просто працювати тихіше, а й зберігати точність переміщень.
Зрештою важливо знайти баланс між рівнем шуму, стабільністю роботи та можливостями механіки.
Модернізація без повної заміни електроніки
Заміна драйверів стала ще одним кроком в оновленні Graber i3.
При цьому мені вдалося зберегти попередню керуючу електроніку, яка продовжувала виконувати свої завдання.
Перехід на Klipper дозволив використовувати старий 8-бітний контролер без необхідності замінювати його на продуктивніший.
RAMPS 1.4, своєю чергою, надала можливість замінити драйвери незалежно від решти плати.
Для мене це було ще одним підтвердженням того, що навіть старе обладнання не обов'язково потребує повної заміни.
Іноді достатньо розібратися в його можливостях та усунути конкретні недоліки.
Однак модернізація електроніки не вирішує всіх проблем.
Навіть найсучасніші драйвери не виправлять люфти, перекоси напрямних або заїдання рухомих елементів.
Тому наступним напрямом роботи стала механіка принтера.
Що далі
Після модернізації електроніки я продовжив займатися механічною частиною Graber i3.
Особливої уваги потребували каретки та деякі елементи конструкції, недоліки яких безпосередньо впливали на якість друку.
Їх уже не можна було виправити налаштуваннями Klipper або заміною драйверів.
Довелося розбиратися із самою механікою.
Про це розповім у наступній статті.