Выбор платы для 3D-принтера
Обновлено: 05.07.2024
Все электрические компоненты будут подключены к материнской плате принтера, на которой находится микроконтроллер. Задача микроконтроллера — ввести код из программного обеспечения 3D-принтера, чтобы в конечном итоге создать 3D-печатный объект. Эта работа включает в себя не только лающие команды, такие как указание драйверам шаговых двигателей, когда и в каком направлении двигать двигатели, но также требует, чтобы микроконтроллер прослушивал и реагировал на различные входные данные, такие как температура экструдера или состояние концевых выключателей. Материнская плата несет ответственность за обеспечение физических разъемов для этих выходов и входов. Количество поддерживаемых шаговых двигателей, нагревателей, датчиков и кнопок часто является решающим фактором при покупке материнской платы. Однако есть много других особенностей, таких как наличие или отсутствие драйвера шагового двигателя определенного типа, которые будут влиять на ваше решение выбрать одну материнскую плату вместо другой. В этом разделе будут описаны минимальные возможности нескольких популярных материнских плат, существующих на рынке. Я рекомендую прочитать разделы драйвер шагового двигателя и прошивка материнской платы, чтобы выяснить, какая материнская плата лучше всего подходит для сборки вашего 3D-принтера.
Совместимость принтера и материнской платы
Рисунок 1. Экран RAMPS 1.4 (красный вверху), который позволяет Arduino Mega (зеленый снизу) выступать в качестве материнской платы принтера
Количество экструдеров
Прежде всего, материнскую плату следует выбирать исходя из того, сколько экструдеров будет установлено в вашем принтере. Самый простой способ получить отпечатки из нескольких материалов — включить в конструкцию принтера больше экструдеров. Все эти дополнительные экструдеры могут быть прикреплены к одной и той же тележке, что называется фиксированной установкой экструдера, или они могут двигаться на своих собственных независимых рельсах, что известно как независимая установка экструдера. Многокомпонентные 3D-принтеры будут обсуждаться в отдельном разделе, но должно быть совершенно очевидно, что для большего количества экструдеров потребуются дополнительные порты на материнской плате. Почти все материнские платы поддерживают до двух экструдеров, закрепленных на одной каретке, но если вы хотите создать более экзотический 3D-принтер с более чем двумя экструдерами или экструдерами на независимых каретках, вам следует тщательно выбирать материнскую плату. Рекомендуемые материнские платы для одинарного или фиксированного двойного экструдера перечислены в порядке возрастания цены: MKS Gen 1.4, Azteeg X5 GT и RAMBo 1.3. Для более сложных сборок Duet Wifi может поддерживать до 7 экструдеров и 10 шаговых двигателей (еще 2 шаговых двигателя можно добавить с помощью внешних шаговых драйверов).
Геометрия 3D-принтера
Большинство людей предпочтут построить декартовый 3D-принтер, линейные направляющие которого напоминают оси x, y и z декартова графика. По умолчанию все материнские платы принтеров поддерживают эту «геометрию», но существуют и другие конфигурации. Вторая по популярности геометрия 3D-принтеров известна как дельта. Принтеры Delta — это высокие и узкие принтеры с круглой платформой. Узнайте больше о дельта-принтерах здесь. В дельта-принтерах используется почти такое же количество электрических компонентов (например, шаговые двигатели, концевые выключатели и т. д.), что и в декартовом принтере, поэтому теоретически, если материнская плата может управлять декартовым принтером, то она должна иметь возможность управлять и дельта-принтером. Однако это не всегда так и обычно является ограничением программного обеспечения материнской платы, известного как прошивка, а не аппаратного обеспечения материнской платы. Если вы создаете 3D-принтер с менее распространенной геометрией, убедитесь, что на приобретаемой вами материнской плате есть прошивка для ее поддержки. Прошивка обсуждается далее в отдельном разделе.
Возможности материнской платы
Рисунок 2. Высококачественная материнская плата: Duet Wifi
После того, как вы определили, какие материнские платы совместимы с вашей конструкцией 3D-принтера, вы можете сузить свой выбор, определив, какие функции качества жизни стоят дополнительных затрат. Под качеством жизни я подразумеваю функции, которые не являются необходимыми для функционирования принтера, но сделают сборку и эксплуатацию принтера более приятными. Я составил небольшой список этих полезных дополнений ниже.
Внешние ресурсы
Существует множество различных способов успешного создания 3D-принтера, многие из которых не описаны на этом веб-сайте. Если вы хотите узнать больше о материнских платах для принтеров, перейдите по некоторым из приведенных ниже ссылок на внешние веб-сайты и форумы.
Рекомендуемые товары
В приведенной ниже таблице содержатся детали, относящиеся к этому разделу, которые использует и рекомендует Dr. D-Flo.В зависимости от сборки вашего принтера эти детали могут быть совместимы или несовместимы. Лучше всего использовать приведенные ниже продукты в качестве отправной точки для изучения аналогичных продуктов на связанных веб-сайтах. Партнерские ссылки могут присутствовать ниже (в зависимости от вендора).
Платы контроллеров 3D-принтеров прошли долгий путь от использования плат Arduino с платами ЧПУ до создания полноценной схемы с поддержкой WiFi. Они являются мозгом любой установки для 3D-печати и отвечают за контроль, координацию и выполнение всех функций принтера.
Если вы купили полностью собранный 3D-принтер, которым вы довольны, вряд ли вам когда-либо приходилось думать о плате контроллера. Но если вы тот, кто хочет обновить свой 3D-принтер или собрать принтер своими руками с нуля, вы, вероятно, понимаете, насколько важно выбрать лучшую плату контроллера 3D-принтера для ваших нужд.
Чтобы помочь вам выбрать лучшую плату управления для вашего 3D-принтера, мы составили список из шести лучших вариантов материнских плат, которые вы можете купить прямо сейчас.
Лучшие материнские платы для 3D-принтеров в 2022 году
Дуэт 2 Wi-Fi
Duet 2 Wi-Fi оснащен 32-разрядным процессором на базе ARM, специально разработанным для проектов промышленной автоматизации. Как есть, Duet 2 Wi-Fi может поддерживать до пяти уникальных шаговых двигателей. Однако это может быть расширено для поддержки до пяти дополнительных шаговых двигателей и экструдеров с платой расширения Duex 5.
Все драйверы шаговых двигателей, используемые в Duet 2 Wi-Fi, представляют собой драйверы TMC2660, которые имеют номинальный ток 2,4 А и способны бесшумно управлять шаговыми двигателями с шагом до 1/256 микрошага. Плата работает на хорошо документированной и многофункциональной прошивке RepRap.
Преимуществом Duet 2 Wi-Fi является его совместимость с различными платами расширения и аксессуарами Duet. Вы можете подключить плату PanelDue, чтобы получить полноцветный графический сенсорный экран, дочерние платы с датчиками температуры, Duex 5 для дополнительных шаговых двигателей, сервоприводов, вентиляторов и нагревателей. У него даже есть возможность использовать интеллектуальный эффектор для дельта-3D-принтеров для выравнивания кровати.
Множество функций и возможность использовать его практически с любым 3D-принтером делают Duet 2 Wifi лучшей платой контроллера 3D-принтера, которую вы можете получить прямо сейчас. Это определенно стоит больше, чем обычная доска, но вы получаете то, за что платите.
Выдающиеся особенности
- Подключение к Wi-Fi
- Поддержка внешнего драйвера шагового двигателя
- Тихий микрошаг 1/256
Технические детали
Что нам нравится
- Мощный
- Много портов ввода/вывода
- Встроенный модуль Wi-Fi
Могло быть лучше
Дуэт 3 6HC
Duet 3 6HC — это последняя версия Duet 3D. 6HC в названии означает 6 мощных шаговых двигателей. На плате используется более быстрый 32-разрядный процессор ARM с частотой 300 МГц, что позволяет выполнять высокоскоростные вычисления. В Duet 3 используются шесть драйверов шаговых двигателей Trinamic 5160 с пиковым током 6,3 А.
Кроме этого, вы получаете 10 выходов ШИМ для подогреваемых платформ, экструдеров и вентиляторов. Он имеет 9 портов ввода-вывода для концевых упоров, датчиков Z, датчиков накаливания и других периферийных устройств. Это позволяет украсить ваш 3D-принтер множеством датчиков, вентиляторов и аксессуаров, и при этом останется место для большего.
К шинам CAN-FD можно подключать другие платы Duet, интеллектуальные инструменты и пользовательские надстройки, что обеспечивает возможность обновления. Существует выделенная высокоскоростная шина SPI для одноплатного компьютера (SBC), позволяющая подключать такие SBC, как Raspberry Pi.
Duet 3 6HC стоит дорого и предназначен для профессионалов, которым требуется универсальный контроллер 3D-принтера высокого класса. Тем не менее, большое количество документации и поддержки сообщества RepRap означает, что если вы хотите, вы можете легко настроить его для работы с любым готовым 3D-принтером.
Помимо того, что Duet 3 более чем достаточно мощный, чтобы управлять практически любым 3D-принтером, он также является привлекательным вариантом для станка с ЧПУ или лазерного резака.
Выдающиеся особенности
- Высокоскоростной процессор ARM
- Шаговые драйверы с высоким током
- Многочисленные варианты ввода/вывода
Технические детали
Что нам нравится
- Широкая совместимость с шаговыми двигателями
- Подходит для высокотехнологичных 3D-принтеров.
- Множество вариантов расширения
Могло быть лучше
- Высокая цена
- Требуется технический опыт.
BIGTREETECH SKR Mini E3 V2.0
SKR Mini E3 V2.0 является преемником оригинального E3, разработанного специально для 3D-принтеров Ender 3. С SKR Mini E3 V2.0 Bigtreetech предлагает поддержку большего количества машин Creality, таких как 3D-принтеры CR-10, CR-10S5 и Ender 3.
V2.0 — это плата контроллера 32-разрядного 3D-принтера, оснащенная бесшумными драйверами шагового двигателя TMC 2209 и способная выдерживать среднеквадратический ток 2 А. Он также поставляется с двумя портами оси Z, так что вы можете управлять двумя шаговыми двигателями оси Z.
Помимо отличных драйверов шагового двигателя, SKR Mini E3 V2.0 также поддерживает датчики BLTouch и обнаружения нити накала. Это дает вам возможность установить дополнительные обновления Ender 3 и Ender 5, которые уменьшают вероятность неудачных 3D-печатей.
Mini E3 V2.0 поддерживает прошивку Marlin с открытым исходным кодом. Он предлагает множество дополнительных функций, таких как функция возобновления питания, автоматическое отключение и встроенные функции самонаведения без датчиков.
Если у вас ограниченный бюджет и вы хотите обновить свой 3D-принтер Creality, SKR Mini E3 V2.0, вероятно, станет для вас лучшим контроллером 3D-принтера.
Выдающиеся особенности
- Параллельный интерфейс оси Z
- BLTКасание и порты обнаружения нити
- Улучшенные тепловые характеристики
Технические детали
Что нам нравится
- Низкая цена
- Простой в использовании
- Бесшумные драйверы шаговых двигателей
Могло быть лучше
Креативность 3D 4.2.7
Ender 3 по-прежнему остается одним из лучших бюджетных 3D-принтеров Creality. Но он устарел с точки зрения своих функций и возможностей. Последняя версия платы контроллера 3D-принтера от Creality — 4.2.7 призвана привести Ender 3 в соответствие с текущими тенденциями 3D-печати.
Плата контроллера Creality 3D 4.2.7 оснащена 32-разрядным процессором ARM с увеличенным объемом флэш-памяти, что позволяет быстрее запускать больше функций прошивки, а также поддерживает последнюю версию прошивки Marlin 2.0. Creality называет эту плату контроллера «бесшумной материнской платой» из-за драйверов шагового двигателя TMC 2225, которые обеспечивают бесшумную работу двигателей вашего 3D-принтера.
Эта версия 4.2.7 теперь поставляется с предустановленным загрузчиком, что означает, что вы можете обновить прошивку, просто вставив SD-карту с BIN-файлом прошивки. Он также имеет порты для датчика автоматического выравнивания BLTouch и датчиков накаливания, которые устраняют необходимость в каких-либо ранее необходимых удлинителях.
Marlin 2.0 поставляется с предустановленной платой, и после небольшой настройки вы можете напрямую использовать его с Ender 3. Это отличное обновление для 3D-принтеров Ender 3, учитывая, что вы получаете официальную поддерживаемая плата с новейшими функциями.
Выдающиеся особенности
- 32-разрядный процессор
- Предустановленный загрузчик
- Шаговые драйверы Silent TMC 2225
Технические детали
Что нам нравится
- Простота установки и использования
- Официальная поддержка компании
- Доступно
Могло быть лучше
- Без управления UART
- Плохой контроль качества
Осьминог BIGTREETECH
Плата контроллера BIGTREETECH Octopus изначально поддерживает восемь шаговых двигателей. Вы можете выбрать драйверы шаговых двигателей и режим, в котором вы хотите их запускать, и это делает плату настоящим зверем с точки зрения поддержки шаговых двигателей.
Эта плата контроллера 3D-принтера поддерживает до четырех нагревателей горячего конца. Кроме того, есть шесть PWM-управляемых интерфейсов для вентиляторов, шесть концевых выключателей и два входа для датчиков обнаружения нити накала. Вы даже получаете интерфейс CAN-шины, если решите продолжить обновление, и порт USB-A, который может взаимодействовать с Raspberry Pi с использованием эмулированного последовательного порта через USB.
Еще одна важная функция платы Octopus — поддержка двух дисков по оси Z. Это может пригодиться, если вы строите большой декартовый или даже 3D-принтер типа Core XY. Есть много других функций, а огромное количество вариантов подключения делает его одним из лучших контроллеров 3D-принтеров, если вы планируете построить что-то вроде 3D-принтера Voron, для которого требуется много шаговых двигателей.
Выдающиеся особенности
- Поддерживает до 8 шаговых двигателей.
- Интерфейсы с Raspberry Pi
- Поддержка прошивки Marlin и Klipper
Технические детали
Что нам нравится
- Подходит для больших 3D-принтеров.
- Множество портов расширения
- Интерфейс USB-C для легкой совместимости
Могло быть лучше
- Сложная проводка
- Ограниченная поддержка сообщества
BIGTREETECH TFT35 V3.0
BIGTREETECH TFT35 V3.0 – это обновленный сенсорный ЖК-экран, предназначенный для 3D-принтеров Ender 3 и CR-10. V3.0 выделяется своей двойственной природой. Вы можете использовать его как обычный ЖК-экран с ручкой или использовать сенсорный экран для быстрой навигации по меню.
Это дает вам лучшее из обоих миров без хлопот. Кроме того, вы получаете порт для внешнего модуля Wi-Fi, полноразмерный слот для SD-карты и порт USB 2.0, что дает вам множество вариантов подключения.
Тем не менее, сенсорный экран не поддерживает технологию plug-n-play, и вам необходимо настроить некоторые параметры микропрограммы, чтобы он работал с вашим 3D-принтером. Teaching Tech на YouTube содержит подробное руководство, в котором рассказывается обо всем, что вам нужно для работы с TFT35.
BIGTREETECH TFT35 V3.0 не предназначен для полностью новой переделки вашего 3D-принтера, а скорее направлен на улучшение функциональности взаимодействия с ним. Сенсорный экран в сочетании с ручкой подходит для многих пользователей. И, учитывая цену, это стоящее обновление.
Выдающиеся особенности
- Использование в двух режимах
- Предустановленный загрузчик
- Модуль Wi-Fi и порты обнаружения нити накала
Технические детали
Что нам нравится
- Простой в использовании
- Совместимость со многими 3D-принтерами.
- Множество вариантов конфигурации
Могло быть лучше
- Прошивка может содержать ошибки
- Требуется технический опыт
Руководство покупателя
Выше мы перечислили некоторые из лучших доступных плат контроллеров 3D-принтеров. Но что, если вы хотите найти больше досок? Что именно вы ищете в материнской плате для 3D-принтера и как выбрать ее для себя? Вот несколько советов, о которых вам нужно помнить.
Совместимость прошивки
Прошивка — это программное обеспечение на плате контроллера 3D-принтера, которое отвечает за все вычисления и команды для аппаратного обеспечения принтера. Доступно множество различных типов, например Repetier, Prusa, Klipper и Smoothieware.
Каждый из них предназначен для разных целей, и вы должны помнить о своих целях с машиной. Например, если вам нужен высокоскоростной 3D-принтер, Klipper — лучший выбор для вас. Если вам нужна хорошо документированная и широко используемая прошивка, вам подойдут Marlin и RepRap.
Вы должны заранее обдумать выбор прошивки, чтобы выбрать для себя наиболее подходящую плату контроллера. Убедитесь, что для вашего комбо имеется достаточно документации и поддержки, чтобы, если у вас возникнут какие-либо проблемы, вы могли быстро их решить.
Процессор
32-разрядные материнские платы работают с более высокой тактовой частотой, имеют немного больший объем встроенной памяти и выполняют вычисления с гораздо большей скоростью. Они совместимы с большим количеством портов ввода-вывода и коммуникационных интерфейсов, и все это обеспечивает более многофункциональную материнскую плату для 3D-принтеров.
Способы связи
Самым простым способом связи на материнской плате 3D-принтера является USB-порт. Последовательный порт USB позволяет управлять 3D-принтером через USB-соединение с компьютером.
Порты Wi-Fi и Ethernet — это другие способы связи с вашим 3D-принтером. Порт Ethernet позволит вам управлять 3D-принтером по локальной проводной сети.
Подключение по Wi-Fi позволит вам управлять принтером по беспроводной сети. Одним из преимуществ Wi-Fi является то, что вам даже не нужно находиться в одной комнате с вашим 3D-принтером, и вы можете управлять им удаленно из любого места.
Бюджетные платы контроллеров не имеют портов Wi-Fi и Ethernet; однако у некоторых могут быть контакты для подключения внешних модулей Wi-Fi. Последовательного порта USB достаточно, если вам нужен простой 3D-принтер. Если вы хотите использовать беспроводную 3D-печать или использовать несколько 3D-принтеров одновременно, вам следует приобрести плату контроллера с поддержкой Wi-Fi.
Коннекторы
Помимо порта USB на плате контроллера имеется много других разъемов (или разъемов). Они используются для самых разных целей. Концевые упоры, нагреватели горячего конца, разъемы для шаговых двигателей, выравнивание платформы и датчики обнаружения биения нити — вот лишь некоторые из немногих.
Плата контроллера с хорошими характеристиками, такая как Duet 2 Wi-Fi или Duet 3 6HC, будет иметь почти все эти разъемы, а затем еще несколько. Коннекторы позволяют подключать различные устройства к 3D-принтеру, предоставляя дополнительные функции.
Чем больше разъемов у вашей платы контроллера, тем дороже она будет и займет больше места. Вам нужно знать, какие функции вы хотите использовать в своем 3D-принтере, и выбрать плату с определенными разъемами, чтобы получить максимальную выгоду.
Шаговые драйверы
Драйверы шаговых двигателей влияют на размер шаговых двигателей, которыми вы можете управлять в своем 3D-принтере, и на уровень звука, который вы слышите в процессе. На большинстве плат контроллеров 3D-принтеров драйверы шаговых двигателей нельзя легко заменить. Поэтому очень важно выбрать правильную плату контроллера с правильным драйвером шагового двигателя.
Базовые драйверы шаговых двигателей, такие как A4988, дешевы, легкодоступны и обеспечивают относительно хорошие возможности для обычных 3D-принтеров. Они громко управляют шаговыми двигателями, ненадежны и могут обеспечивать шаговые двигатели только ограниченным током.
Драйверы TMC, с другой стороны, известны своей бесшумной работой и допустимой нагрузкой по току. Серия TMC 2xxx рассчитана на пиковый ток 2 А, тогда как TMC 5160 обычно предлагает от 3 А до 4,4 А на платах контроллера 3D-принтера.
Необходимо также учитывать микрошаговые возможности драйверов шаговых двигателей. Микрошаг делит полный шаг на более мелкие шаги.Чем меньше шаг, тем выше разрешение и плавнее вибрация. Как минимум, вам нужен микрошаг 1/16 шага, но лучшие варианты контроллера 3D-принтера предлагают до 1/256 шага
Поддержка сенсорного экрана
Сенсорный экран повышает функциональность и упрощает использование 3D-принтера, упрощая навигацию по меню и набор различных функций.
Не все платы контроллеров имеют встроенную поддержку сенсорного экрана. При выборе платы контроллера обратите внимание на варианты подключения и совместимые сенсорные экраны. Вам нужно убедиться, что прошивка платы поддерживает это, и есть хотя бы немного документации о том, как связать контроллер с сенсорным экраном.
Что такое плата контроллера 3D-принтера?
Плата контроллера 3D-принтера — это аппаратная часть, которая управляет всеми электронными компонентами 3D-принтера. Он отвечает за движение, контроль температуры и чтение всех команд из файлов GCode.
Зачем обновлять стандартную плату контроллера вашего принтера?
Со временем текущие функции вашего 3D-принтера начинают казаться устаревшими. Модернизация платы контроллера даст вам доступ ко многим дополнительным функциям, позволит добавить дополнительные функции и улучшит общий опыт 3D-печати.
Плата контроллера 3D-принтера — это то же самое, что и материнская плата 3D-принтера?
Да, в контексте 3D-печати термины "плата контроллера" и "материнская плата" взаимозаменяемы. Они означают одно и то же.
Заключение
Лучшие платы контроллера для 3D-принтеров — это те, которые вы можете себе позволить и которые будут работать с вашим 3D-принтером. При таком обилии предложений на рынке бывает сложно выбрать что-то одно. Важно выяснить, какой из этих контроллеров с самым высоким рейтингом подойдет именно вам.
По нашему мнению, Duet 2 Wi-Fi — это лучшая плата контроллера 3D-принтера, которую вы можете приобрести прямо сейчас. Несмотря на свою высокую цену, Duet 2 Wi-Fi отвечает всем требованиям с точки зрения функций, возможностей подключения, обновлений и портов. Он разработан как универсальное решение для всех типов 3D-принтеров и может служить эффективной заменой практически любой плате.
Дайте нам знать, что вы думаете об этом, и если у вас есть что добавить, не стесняйтесь комментировать ниже.
Пранав — аспирант со степенью бакалавра в области машиностроения. Он увлечен всем, что связано с 3D-печатью, и считает ее чем-то большим, чем просто хобби. В свободное время любит кататься на велосипеде, читать книги и следить за всем, что связано с технологиями.
Простота и удобство использования современных 3D-принтеров не позволяют понять, сколько технологий скрывается за ними. Контроллер 3D-принтеров получает множество датчиков и нагревательных деталей, которые работают вместе, чтобы получить цель оборудования. Однако средний «мозг», который может управлять всеми этими частями, — это плата контроллера 3D-принтера.
Если вы приобрели полностью собранный настольный 3D-принтер, возможно, вы не захотите прерывать процесс выбора управляемой платы. Эта инструкция предназначена для людей, которые любят собирать свои 3D-принтеры своими руками.
Лумия Шаффер
Kirby Research пользуется поддержкой своей аудитории. В результате мы можем получать партнерскую комиссию по ссылкам на нашем сайте без каких-либо дополнительных затрат для вас.
Руководство по покупке
На что обратить внимание перед покупкой лучшего контроллера для 3D-принтера?
Несмотря на распространенность сборных 3D-принтеров, существует даже большой спрос на платы контроллеров для людей, которым необходимо собирать 3D-принтеры на заказ. При наличии доступных версий и брендов выбор модели с соответствующими характеристиками может оказаться запутанной задачей. Чтобы помочь вам выбрать идеальную плату контроллера, соответствующую вашим требованиям, ниже перечислены другие элементы, о которых следует помнить
Совместимость прошивки
Каждая плата контроллера оснащена встроенным микропрограммным обеспечением. Для вас важно проверить, совместима ли эта прошивка с 3D-принтером и его частями. Во-вторых, огромная совместимость обычно не идеальна, поскольку более сфокусированная плата контроллера специально использует преимущества довольно сложных атрибутов 3D-принтера. Мы рекомендуем рассмотреть сборку, которую вы собираетесь искать, и поискать детали, совместимые с ней.
Мощность процессора
Беспроводная или проводная связь
В настоящее время проводная связь с платой контроллера не является проблемой. Почти все платы контроллеров оснащены множеством проводных портов связи, таких как традиционный USB Type-A и micro-USB.
Далее нам нравится придумывать перспективную сборку. Это показывает оснащение 3D-принтера вариантами беспроводной связи.Возможности Wi-Fi могут быть идеальными, и они могут сделать плату контроллера очень дорогой. Вы можете сэкономить немного денег, выполнив поиск платы с портом Ethernet. В любом случае вы можете расширить возможности удаленного управления или отслеживания 3D-принтера.
Шаговые драйверы
Драйвер шагового двигателя — это схема, которая управляет работой шаговых двигателей. Другими словами, они работают, передавая управляемые импульсы тока на шаговые двигатели. Следовательно, они могут работать с ожидаемыми приращениями. Шаговые двигатели, в свою очередь, могут выполнять высокоточные движения 3D-принтера, такие как вращение шестерен экструдера и движение сопла вместе с печатной платформой.
Кроме того, драйвер шагового двигателя является особенно важным компонентом платы контроллера, поскольку он скорее нагревается и изнашивается, чем быстро.
При выборе узла драйвера шагового двигателя есть два варианта: он может быть интегрирован в плату или подключаться отдельно. Встроенные драйверы шаговых двигателей особенно хорошо рассеивают тепло, что позволяет использовать их дольше. Тем не менее, их даже может быть сложно заменить. Напротив, подключаемые драйверы легко заменить, но у них есть недостаток в виде более миниатюрных радиаторов.
Производительность микрошагов
Микрошаговый режим — это процедура, с помощью которой платы контроллера могут разделяться на движения шаговых двигателей с меньшими интервалами. Когда это может улучшить разрешение принтера, любой 3D-принтер ограничен даже различными элементами, такими как диаметр сопла.
Кроме того, огромное преимущество большого микрошага заключается в уменьшении вибраций при движении детали, приводимой в движение шаговым двигателем. Это показывает отличные электрические характеристики и меньший уровень шума. Далее, преимущество уникальных микрошагов может быть тонким, но они достаточно регулярны, чтобы сбалансировать выбор одной платы через другую. Другие платы контроллеров могут работать с микрошагом 1/16, но разные бренды могут работать с шагом 1/256.
Тем не менее, вы даже захотите приобрести подходящий шаговый драйвер и шаговый двигатель, чтобы оценить преимущества отличного микрошага.
Простота и удобство современных 3D-принтеров не позволяют понять, сколько технологий скрывается под их капотом. 3D-принтеры имеют огромное количество двигателей, датчиков и нагревательных элементов, которые работают вместе для достижения цели машины. Однако центральным «мозгом», который управляет всеми этими компонентами, является плата контроллера 3D-принтера.
Если вы купили полностью собранный настольный 3D-принтер, то вам, вероятно, не нужно будет выбирать плату контроллера. Это руководство предназначено для тех, кто занимается сборкой 3D-принтеров своими руками.
Что такое платы контроллера 3D-принтера?
Платы контроллера — это компактные печатные платы (PCB), которые выполняют все логические функции и требования 3D-принтера. Он получает команды g-кода от программного обеспечения слайсера и преобразует их в команды для различных компонентов принтера, включая двигатели и нагревательные элементы. Плата контроллера также получает данные от датчиков принтера, обрабатывая их с помощью встроенного алгоритма, чтобы получить соответствующий ответ.
Старые 3D-принтеры обычно имели базовые платы контроллеров, предназначенные для управления только основными функциями, необходимыми для 3D-печати. Однако за последние пару лет платы контроллеров претерпели изменения, чтобы обеспечить такие функции, как доступ к Wi-Fi, более короткое время отклика, более сложные алгоритмы и более мощные двигатели.
Что искать в плате контроллера 3D-принтера
Несмотря на распространенность полностью собранных 3D-принтеров, по-прежнему существует огромный рынок плат контроллеров для тех, кто хочет собирать 3D-принтеры по индивидуальному заказу. С таким большим количеством брендов и моделей выбрать одну с правильными характеристиками может быть непосильной задачей. Чтобы помочь вам выбрать плату контроллера, соответствующую вашим потребностям, необходимо учитывать следующие факторы:
Совместимость прошивки
Каждая плата контроллера поставляется со встроенной прошивкой. Важно проверить, совместима ли эта прошивка с вашим 3D-принтером и его компонентами. Например, некоторые платы контроллеров Arduino предназначены исключительно для конкретных моделей 3D-принтеров. Более общие, такие как RAMPS или RAMBo, имеют более широкий список совместимости.
Более широкая совместимость не всегда идеальна, поскольку более специализированная плата контроллера обычно лучше использует более сложные функции 3D-принтера. Мы советуем подумать о сборке, которую вы собираетесь использовать, и найти совместимые с ней компоненты.
Мощность процессора
Проводная или беспроводная связь
В настоящее время проводная связь с платой контроллера не является большой проблемой. Почти все платы контроллеров имеют множество проводных коммуникационных портов, включая классический USB Type-A, более новый USB Type-C, mini-USB и micro-USB.
Опять же, мы предпочитаем создавать перспективную сборку. Это означает оснащение вашего 3D-принтера возможностями беспроводной связи. Возможности Wi-Fi были бы идеальными, хотя они могут сделать плату контроллера довольно дорогой. Вы можете сэкономить несколько долларов, выбрав плату с портом Ethernet. В любом случае вы получите возможность удаленно управлять своим 3D-принтером или контролировать его.
Шаговые драйверы
Драйвер шагового двигателя — это, по сути, схема, управляющая работой шаговых двигателей. Они работают, отправляя управляемые импульсы тока на шаговые двигатели, чтобы они работали с желаемым приращением. Шаговые двигатели, в свою очередь, выполняют высокоточные движения в 3D-принтере, такие как вращение шестерен экструдера и движение сопла вдоль печатной платформы. Драйвер шагового двигателя является особенно важной частью платы контроллера, поскольку он имеет тенденцию нагреваться и довольно быстро изнашивается.
Есть два варианта выбора шагового драйвера в сборе: он может быть встроен в плату или подключаться отдельно. Встроенные драйверы шаговых двигателей обычно лучше рассеивают тепло, что увеличивает их срок службы. Тем не менее, их также может быть больно заменить. В отличие от подключаемых драйверов, их легче заменить, но они имеют недостаток, заключающийся в меньшем размере радиатора.
Производительность микрошагов
Микрошаговый процесс — это процесс, с помощью которого платы контроллера могут разбивать движение шаговых двигателей на еще меньшие интервалы. Хотя это может повысить разрешение принтера, любой 3D-принтер по-прежнему ограничен другими факторами, такими как диаметр сопла.
Самое большое преимущество улучшенного микрошага заключается в снижении вибраций при движении компонента, приводимого в движение шаговым двигателем. Это означает лучшую электрическую эффективность и меньший уровень шума.
Преимущества улучшенного микрошага могут показаться незначительными, но часто их достаточно, чтобы оправдать выбор одной платы над другой. Большинство плат контроллеров поддерживают микрошаг 1/16, но другие платы могут иметь шаг 1/128 или 1/256. Тем не менее, вам все равно потребуется правильный шаговый драйвер и шаговый двигатель, чтобы реализовать преимущества улучшенного микрошага.
Топ-5 лучших плат контроллеров для 3D-принтеров
1. Плата контроллера 3D-принтера BIGTREETECH TFT35 V3.0 Smart Display
Эта плата контроллера от BIGTREETECH является одним из самых популярных вариантов обновления, особенно для тех, кто использует 3D-принтеры Ender 3 Pro. Главной его особенностью, конечно же, является встроенный сенсорный дисплей. Этот сенсорный интерфейс обеспечивает более легкий доступ к настройке, калибровке и другим дополнительным функциям. Тем не менее, классическая поворотная ручка все еще доступна для более старомодных пользователей.
Эта плата контроллера оснащена 32-разрядным процессором ARM Cortex-M3 с частотой 120 МГц. Он не имеет встроенной функции Wi-Fi, но имеет зарезервированный порт для внешнего модуля Wi-Fi. Если у вас нет оборудования для беспроводного подключения к доске, вы можете просто распечатать модели на доске с помощью SD-карты. На плате контроллера есть два набора портов расширения UART для компонентов, которые вы хотели бы добавить в свой 3D-принтер, таких как датчик биения нити накала.
Что касается платы контроллера BIGTREETECH, на что следует обратить внимание, так это на то, что она не совсем удобна для пользователя. Плохая документация означает, что установка платы непроста и что плата не предназначена для работы по принципу plug-and-play. Его встроенная прошивка не имеет открытого исходного кода, что несколько отвлекает от его цели «сделай сам». Это не очень дорогая плата, но добавление сенсорного экрана означает, что существуют десятки более дешевых плат.
2. BIQU обновила плату контроллера Rumba
Плата управления Tango от BIQU — одна из самых универсальных плат контроллеров на рынке. Он не только поддерживает широкий спектр 3D-принтеров, но также совместим с многоцветной 3D-печатью. Лучше всего то, что это удивительно дешево.
Эта плата контроллера оснащена процессором ATMEGA2560, шестью интерфейсами шагового двигателя, пятью интерфейсами датчика температуры, портом расширения для ЖК-экрана, шестисторонней широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и совместима со всеми прошивками, связанными с RAMPS.< /p>
Самое лучшее в этой доске — ее универсальность. По сути, это плата RUMBA с большим количеством дополнительных разъемов, оставляющая место для большего количества серводвигателей и шаговых драйверов. Прошивка Marlin работает хорошо, имеет простые обновления и проста в использовании.
Плата контроллера BIQU стоит менее 30 долларов США, и с точки зрения соотношения цены и качества ее трудно превзойти.Некоторые пользователи столкнулись с проблемами выравнивания при подключении контактов своих драйверов. Плата также немного больше стандартной платы RUMBA, поэтому вам может потребоваться проверить, есть ли у вас место на креплении платы контроллера вашего 3D-принтера.
3. Плата управления BIGTREETECH SKR Mini E3 V1.2
Еще одна новинка от BIGTREETECH. Эта плата управления представляет собой «урезанную» версию платы управления V3.0 со встроенным сенсорным экраном. Вместо этого эта плата контроллера немного более старомодна, вместо встроенного дисплея выбрана поддержка дисплея.
Плата управления Mini E3 по-прежнему имеет процессор ARM Cortex-M3 32-BIT 72 МГц, прошивку Marlin 2.0 и оптимизированное рассеивание тепла. Плата была разработана как обновление для серий 3D-принтеров Ender-5 и Ender-3, поэтому она имеет точный форм-фактор стандартных плат Creality. Это означает, что замена этой платы на существующую должна быть быстрой и легкой. Пока о проблемах с выравниванием не сообщалось.
Плата V.12 поставляется с бесшумными драйверами шагового двигателя, что должно привести к гораздо более тихой работе 3D-принтера. Говорят, что по сравнению со стандартными платами SKR Mini E3 имеет в пять раз более высокую скорость обработки и более чем в два раза больше оригинальной флэш-памяти. Обратите внимание, что вам также потребуется обновить прошивку вашего 3D-принтера, чтобы эта плата управления заработала. Все обновления встроенного ПО доступны на странице GitHub Bigtreetch.
4. Материнская плата Creality 3D Silent V1.15
Бесшумная материнская плата версии 1.15 от Creality предназначена для широкого спектра 3D-принтеров — Ender 3, Ender 3 Pro, Ender 5 и CR-10. Как следует из названия, материнская плата Creality Silent создана для того, чтобы 3D-принтер производил минимальный шум. Тем не менее, не ожидайте, что эта плата сделает ваши шаговые двигатели полностью бесшумными.
Простая замена платы, установка Silent Mainboard намного проще, чем установка большинства других плат контроллеров 3D-принтеров. Плата поставляется с предустановленной прошивкой для Ender 3 и Ender 3 Pro. Для тех, кто хочет использовать эту плату с Ender 5 Pro или CR-10, прошивку необходимо будет установить с SD-карты. Если вы не знаете, как заменить плату, лучше всего сделать снимки текущей платы вашего принтера.
Несмотря на простоту установки, отзывы клиентов, использовавших эту плату, неоднозначны. Пользователи сообщают о множестве проблем, таких как медленный нагрев, отпечатки с низким разрешением и неточные измерения температуры. Эти проблемы, вероятно, связаны с неправильной установкой или настройкой, а это означает, что использование материнской платы Creality Silent может быть не таким простым, как предполагают производители.
5. Плата контроллера 3D-принтера Entweg GT2560
Завершает этот список плата контроллера GT2560 от Entweg, которая была разработана в качестве замены комплекта Arduino Mega2560 и RAMPS 1.4 для 3D-принтеров Ultimaker. Эта плата имеет тот же процессор Mega2560, но отличается более компактным форм-фактором, лучшим тепловыделением и более надежными разъемами для периферийных компонентов.
Плата поддерживает ЖК-экран и интерфейс карты памяти, что позволяет загружать 3D-модели даже без ПК. Кроме того, плата обеспечивает возможность работы при напряжении 24 В вместо 12 В, что позволяет запускать двигатели с более высокой скоростью вращения и более высоким крутящим моментом. Теоретически это должно ускорить процесс печати, хотя вам нужно следить за дополнительной вибрацией и ее влиянием на качество печати.
В целом, это хорошо спроектированная плата управления, которая позволяет разместить все основные порты Arduino Mega2560 в меньшем форм-факторе. Это далеко не самая дешевая плата управления для 3D-принтеров, но она стоит своих денег за мощный процессор и повышенную надежность.
Заключительные мысли
За всеми сложными функциями и хорошо скоординированными движениями 3D-принтера стоит компьютер, который обрабатывает все команды G-кода и информацию с датчиков. Посредством логического управления плата контроллера 3D-принтера дает команду нагревательным элементам нагреваться до определенной температуры, а двигателям вращаться с заданной скоростью.
Учитывая предназначение платы контроллера, неудивительно, что существует огромный рынок этих плат, которые нравятся пользователям 3D-принтеров, работающих своими руками.Даже если вы используете полностью собранный 3D-принтер, вероятно, существуют обновленные платы контроллера, которые вы можете заменить стандартной платой управления.
Это может быть довольно сложной операцией. если вы заинтересованы в замене платы управления, вам следует прочитать о том, как установить новую прошивку на ваш 3D-принтер и как настроить новые схемы для периферийных компонентов.
Читайте также: