3D 打印机又称为增材制造技术,是一种利用数字模型文件,通过逐层堆叠材料来构建物体的技术。用户们只需将自己想要的物品的软件模型导入到 3D 打印机中,就可以得到实体的物品,各种尺寸各种颜色都可以自行调整,是 DIY 爱好者的心头好,有了 3D 打印机,用户就像拥有了哆啦A梦的百宝袋,将自己的奇思妙想变成现实。
目前消费级打印机大部分会使用 Klipper 固件,Klipper 是一个可以运行在 Liunx 系统上的开源 3D 打印机固件,它与 Marlin 固件不同:
Marlin 固件是在一个 MCU 上完成字符串解析、路径规划运算、温度 pid 计算等,一系列复杂的动作全在一个 MCU 上完成;
Klipper 将执行与逻辑分离,将逻辑部分交给性能更强的 MPU,执行部分交给 MCU。
分离架构让 Klipper 能够实现更大的计算量,相对于Marlin固件,Klipper 可以实现更复杂的控制逻辑,比如 AI 首层检测,实现自动调平,实现更高的打印速度和打印质量。
常见架构
目前Klipper 3D 打印机的常见架构如下:
MPU:一般会使用类似 RK、NXP 的 MPU,用于解析切片软件导出的 G-Code 代码,规划打印机上各个电机运动路径,同时将运动指令下发给 MCU;
MCU:用于接收上位机发来的电脉冲,同时给电机驱动芯片发送相关指令;
电机驱动芯片:接收 MCU 指令,输出 PWM 脉冲,精准控制电机运动。
方案推荐
现世平集团推出基于 NXP RT1052 的 Klipper 3D 打印机下位机方案,只需用一个 MCU 即可处理 Kliiper 上位机传输过来的运动指令、同时驱动四个步进电机,省去四个步进电机驱动芯片,具有超高性价比~
该方案使用的 MCU NXP RT1052 基于 Cortex-M7 内核,主频高达 500MHz,SRAM 达 512KB,支持 4个 FlexPWM,同时搭载 Novosense H 桥驱动、Sgmicro 运算放大器、NXP CAN 收发器。
该方案有如下特点:
MCU 做 Klipper 下位机,同时驱动 X、Y、Z+挤出头四个电机;
实现位置、速度、电流控制,保证电机不丢步;
空载速度 600mm/s,打印速度 300mm/s,加速度 20000mm/s²,目前打印一只小船只需 18 分钟;
高速状态64 细分,低速状态256 细分;
已完成 Klipper MCU 固件移植,帮助客户更快开发。
通过基于 NXP RT1052 的 Klipper 下位机方案,3D 打印机的性能和性价比得到了显著提升。如果您正在寻找一款高效、稳定且经济的 3D 打印机解决方案,这无疑是一个值得关注的选择!
参考资料
原来klipper固件这么牛逼!- 知乎
桌面级FDM高速3D打印机爆发,Klipper 固件独特功能、原理和优势!|fdm|控制器|视频文件|3d打印机_网易订阅
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