Так получилось что некоторое время назад я стал владельцем китайского клона Prusa i3 под гордым китайским названием Hesine M505. Это чудо китайской мысли конечно было далеко от совершенства, но с задачей печатать все подряд справлялось вполне успешно. Однако, чем дальше в лес - тем толще партизаны. И забравшись в лес подальше возжелал я печатать детали с использованием растворимых поддержек, да и двумя цветами печатать тоже было бы неплохо.

К сожалению, у родной для принтера платы Melzi V2 был фатальный недостаток - на ней отсутсвовал порт для подключения второго экструдера. Изучение матчасти показало, что можно взять еще одну такую же плату и воткнуть ее в режиме слейва. Однако ценник на это удовольствие получался высоковатым. И, что самое неприятно, при таком апгрейде терялась возможность подключения экрана и кнопок управления. Т.е. печатать можно будет только с компьютера, а это не самая лучшая идея по многим причинам.

Так я пришел к решению полностью заменить мозги принтера. Выбор был сделан в пользу нестареющей класски Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + A4988. Быстро сказка сказывается, да долго посылочка едет. Получив посылку с мозгами, моторами и прочим полезным в хозяйстве инвентарем я обнаружил что забыл заказать шестерню податчика экструдера. Благо на тот момент она уже ехала ко мне с али, где я заказал ее просто так, от жадности.

В общем, пока необходимые запчасти едут, можно подключить и отстроить новые мозги в конфигурации с одним экструдером, а потом просто переконфигурировать прошивку когда будет собрано все железо.

Ставить мы будем классику жанра - Marlin. Клонируем репозиторий в любое удобное место отсюда https://github.com/MarlinFirmware/Marlin. Скачиваем Arduino IDE.

В Arduino IDE открываем прошивку. Выбираем нашу плату Arduino Mega 2560 и процессор AtMega 2560.

Дальше нас интересует вкладка с файлом Configuration.h, теперь мы будем его безудержно править.

Выбираем нашу плату: RAMPS 1.4 с одним хотэндом

#ifndef MOTHERBOARD
  #define MOTHERBOARD BOARD_RAMPS_14_EFB
#endif

В файле boards.h приведен полный список поддерживаемых плат и их вариаций. Нас пока интересует только RAMPS 1.4 с одним экструдером.

Выставляем кол-во температурных сенсоров. Сенсоров должно быть по числу экструдеров. В нашем случае 1. Убеждаемся что напротив первого сенсора в списке стоит 1.

#define TEMP_SENSOR_0 1

Выставляем максимальную температуру хотэнда и стола.

#define HEATER_0_MAXTEMP 250
#define BED_MAXTEMP 130

У меня стоят термопредохранители на 252 градуса, так что максимальная температура хота должна быть ниже температуры срабатывания предохранителя. Если собираетесь печатать чем-то вроде поликарбоната - то температуру надо поднять. Со столом таже история, единственное что даже печать нейлоном не требует очень больших температур стола, 130 градусов должно хватить всем.

В Hesine M505 стоят нормально замкнутые концевики, а в прошивка по умолчанию рассчитывает на нормально разомкнутые. Включаем инвертирование концевиков:

// Mechanical endstop with COM to ground and NC to Signal uses "false" here (most common setup).
#define X_MIN_ENDSTOP_INVERTING true // set to true to invert the logic of the endstop.
#define Y_MIN_ENDSTOP_INVERTING true // set to true to invert the logic of the endstop.
#define Z_MIN_ENDSTOP_INVERTING true // set to true to invert the logic of the endstop.

Проверяем направление вращения моторов. Тут история примерно таже что и с концевиками, т.к. прошивка изначально рассчитана на Ultimaker.

// Invert the stepper direction. Change (or reverse the motor connector) if an axis goes the wrong way.
#define INVERT_X_DIR true
#define INVERT_Y_DIR true
#define INVERT_Z_DIR false

И для экструдера повторяем операцию.

#define INVERT_E0_DIR true

Выставляем размеры рабочей зоны

#define X_MIN_POS 0
#define Y_MIN_POS 0
#define Z_MIN_POS 0
#define X_MAX_POS 250
#define Y_MAX_POS 230
#define Z_MAX_POS 140

Для начала можно выставить заводомо большие чем рабочая зона габариты. Потом все откалибруется по месту. По умолчанию в прошивке стоят значени 200х200х200, тогда как у Hesine M505 рабочее поле по всем направлениям больше чем эти цифры. И прошивка просто не даст двигаться за их пределы.

Устанавливаем координаты начала стола. Это нужно чтобы ноль стола в слайсере совпадал с нулем в координатах принтера. Иначе модель может вылезать за пределы зоны печати.

#define MANUAL_X_HOME_POS -30
#define MANUAL_Y_HOME_POS -20

Выставляем шаги для моторов.

#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT   {100,100,1600,95}

Параметры тут следующие: мотор_Х, мотор_Y, мотор_Z, мотор_экструдера

Для рассчета шагов по X и Y используем следующую формулу:

(200*16)/(16*2)=80 шагов

Где 200 - это число шагов двигателя на 360 градусов. Типичная цифра для моторов с шагом 1.8 градуса. 16 в числителе - кол-во микрошагов на шаг. 16 в знаменателе - кол-во зубов на шпуле. 2 - стандартный шаг для ремня GT2

Для Z:

3200/2 = 1600

В Hesine M505 штатно используется трапециидальный винт с шагом резьбы 2мм. Соответственно мы белим число шагов на полный оборот на кол-во миллиметров которые будут пройдены за оборот и получаем число шагов на миллиметр.

Подачу экструдера пока посчитаем и выставим предварительно. Потом ее все равно придется подгонять. Шестерня экструдера штатно имеет диаметр около 10мм. Получаем длинну окружности на один оборот: 3.14*10=31.4 мм на оборот.

Делим число шагов на длинну окружности и получаем число шагов на миллиметр.

3200/31.4=101.9

округляем до 102.

Заливаем все это дело в Arduino.

После того как все залилось и все железо подключено запускаем Pronterface и начинаем калибровку.

• Двигаем моторы и проверяем что они крутятся в нужную сторону. Если это не так - меняем параметр INVERT_*_DIR на противоположное значение.
• Проверяем состояние концевиков. По команде M119 будет показано состояние концевиков. Если концевик нажат - напротив него должно быть написано TRIGGERED. Напротив ненажатого - open. Если это не так - меняем настройку *MINENDSTOP_INVERTING.
• Даем команду G28. Все оси должны приехать в свое минимальное положение. Дальше через Pronterface двигаем все оси в их безопасное максимальное положение и даем комаду M114. Она покажет текущее положение по осям. Вносим эти данные в настройку *MAXPOS.
• Опять говорим G28. Передвигаем экструдер в нулевую координату стола по X-Y. Смотрим что показывает M114 и эти цифры переносим в MANUAL_*HOMEPOS с обратным знаком. Т.е. если M114 говорит что координата по Х сейчас 30 - то в настройку пишем -30. Это значит что после ухода в HOME экструдер отъедет от него на 30мм и будет считать это положение нолем.
• откручиваем сопло или трубку боудена у экструдера. На прутке отмечаем расстояние, например 10 см, и прогоняем эту же длинну из Pronterface. После этого смотрим сколько в реальности прошло прутка и корректируем кол-во шагов для экструдера чтобы он прогонял четко нужное кол-во пластика. Важно понимать что на горячую с установленным соплом эта цифра все равно будет отличаться от установленного. Если вы всегда печатаете соплом одного диаметра - можно повторить эту операцию с соплом и полученные данные внести в прошивку. Я использую несколько сопел, так что объем пластика корректирую через настройку потока в слайсере.

После того как все это сделано - печатаем тестовую модель. Я использую пустой куб 20х20х20 мм. После того как он отпечатан - проверяем что размеры сторон у нас точно соответсвуют тому что должно быть. Если это не так по отдельным измерениям - корректируем кол-во шагов для нужной оси.

На этом основные настройки закончены. Дальше можно тюнить приведенные выше параметры для более качественной печати.