08.01.2022 в 17:46   printmen

ПИД регулятор 3D-принтера: настройка контроллера

Правильная настройка ПИД-регулятора вашего принтера может снизить колебания температуры и улучшить качество печати.

Если в конструкции вашего 3D принтера есть стол с подогревом, то у вас есть два нагревательных элемента: один для сопла и один для стола. Эти нагревательные компоненты обычно используют пропорционально-интегрально-производной контроллер (ПИД). ПИД-нагрев основан на алгоритмах, включающих пропорцию, интеграл и производную температуры нагревательных элементов. Пропорция — это отношение или доля фактической температуры к требуемой температуре. Интеграл — это временная ошибка в процессе нагрева для фактической и ожидаемой температуры. Наконец, производная — это скорость, с которой фактическая температура изменяется выше или ниже требуемой температуры. Проще говоря, микропрограммное обеспечение устройства принимает три значения — P, I и D — и алгоритм вычисляет, как 3D принтер должен регулировать нагревательный элемент.

Хотя колебания значений ПИД могут показаться незначительными, их влияние не следует недооценивать. Если температура сопла или платформы для 3D печати сильно колеблются, это может привести к появлению линий на ваших отпечатках, что значительно ухудшит внешний вид напечатанных деталей. Это связано с тем, что изменение температуры может вызвать нестабильную экструзию, особенно если проблема с нагревом связана с соплом.

Настройка PID-регулятора позволяет вам изменять значения P, I и D на вашем принтере, чтобы исправить несоответствия температуры нагревательных элементов. В этой статье мы рассмотрим, как настроить ПИД-регулятор вашего хотэнда или подогреваемого стола. Мы опишем процесс для Marlin 1 , Marlin 2 и Smoothieware. Тем не менее, процессы очень похожи и для других прошивок, за исключением того, что реальные различия зависят от синтаксиса G-кода. Обычно, если прошивка имеет открытый исходный код, вы должны увидеть, какие команды G-кода используются для настройки PID на веб-сайте разработчика прошивки.

Как работает ПИД регулятор

Избегайте графика температуры со слишком большим количеством колебаний температуры

Как мы уже говорили, настройка ПИД-регулятора работает путем замены значений P, I и D на вашем принтере. Эти изменения сохраняются в микропрограмме принтера или во встроенной памяти и используются для каждой печати и действий, связанных с нагревом.

Когда вы приобретаете новый хотэнд или нагретую платформу или переключаетесь на существенно новую температуру печати, вам следует выполнить настройку ПИД-регулятора, чтобы получить наилучшие результаты с вашим новым оборудованием или настройками. Самый простой способ PID-настройки нагревательных элементов вашего принтера — это отправить команды G-кода через терминал G-кода, такой как Pronterface или встроенный терминал OctoPrint .

Значения P, I и D автоматически генерируются вашим принтером во время настройки PID, которая выполняется вашим принтером, нагревая указанный элемент определенное количество раз. Во время этого процесса тестирования ваш принтер выполняет автоматические измерения, а затем через терминал G-кода выдает рассчитанные значения.

Когда вы запускаете настройку ПИД-регулятора, вы сначала устанавливаете, какой нагревательный элемент вы хотите настроить, а затем целевую температуру, на которую вы хотите настроить нагревательный элемент. Эта температура должна совпадать с температурой, которую вы планируете использовать для печати. Наконец, вы устанавливаете количество повторений, которое принтер должен нагревать указанный элемент вверх и вниз, позволяя начать настройку ПИД-регулятора, а затем повторно вводите вновь рассчитанные значения P, I и D в терминал G-кода.

Теперь перейдем к инструкциям по настройке ПИД-регулятора на машинах с прошивкой Marlin 1, Marlin 2 или Smoothieware!

Настройка ПИД-регулятора

Для этого процесса мы расскажем, как настроить ваш принтер с помощью PID, если он работает на Marlin  (или прошивке на основе Marlin, такой как TH3D Unified ) или на прошивке Smoothieware. Мы рассмотрим, как настроить ПИД-регулятор вашего первого ( «E0») хотэнда и нагретого стола, поскольку процессы для них немного отличаются, мы разделим процедуру на две части.

Прежде чем что-либо     делать, если ваш принтер работает под управлением Marlin, проверьте, на какой версии Marlin основана прошивка вашего принтера (Marlin 1.X или 2.X). Также убедитесь, что у вас есть терминал с G-кодом. Pronterface отличается высокой степенью совместимости и прост в использовании, а терминал OctoPrint — еще один часто используемый вариант.

Если вы не используете прошивку Marlin или Smoothieware, процесс будет очень похож, если не таким, для других программ прошивки. Посетите веб-сайт вашей компании-производителя микропрограмм на предмет их синтаксиса G-кода, чтобы найти правильные команды для настройки PID и если вы не можете их найти, вероятно, лучше всего использовать следующий процесс в качестве отправной точки.

Прошивка Marlin: ПИД-регулятор Хотэнда

Выполните следующие действия, чтобы настроить хотенд вашего принтера с помощью PID, если на вашем компьютере установлена прошивка Marlin:

  1. Откройте терминал G-кода и подключите устройство терминалом) к материнской плате принтера.
  2. Определите температуру сопла с которой вы хотите печатать.
  3. Выберите нагреватель, который вы хотите настроить для ПИД-регулирования (E0, E1 и т. Д.).
  4. Выберите, сколько циклов нагрева (повторений нагрева элемента до заданной и пониженной температуры) вы хотите выполнить.
    • Чем больше циклов, тем больше времени требуется, но тем точнее результаты.
    • По умолчанию количество циклов нагрева равно 5.
  5. Введите «M303 E {номер нагревателя} S {заданная температура} C {количество циклов}», а затем отправьте его с помощью терминала G-кода. Например, «M303 E0 S230 C7» настроит ПИД-регулирование первого нагревателя за 7 циклов на 230 ° C.
  6. Подождите, пока терминал завершит цикл и отобразите значения P, I и D. Они будут читаться как «kP, kI, kD».
  7. Введите «M301», затем «P {сгенерированное значение kP} I {сгенерированное значение kI} D {сгенерированное значение kD}» и отправьте команду. Например, «M301 P70 I3 D65» будет вводить новые значения PID горячего конца P = 70, I = 3, D = 65.
  8. Отправьте команду M500, чтобы сохранить и сохранить эти значения на материнской плате.

Прошивка Marlin: ПИД-регулятор стола 3D принтера с подогревом

Настройка PID стола 3D принтера очень важна и она может предотвратить ненужные лишние линии слоя на ваших 3D-отпечатках (например, те, что показаны в левой части изображения выше). Выполните следующие действия, чтобы настроить PID-регулятор нагревательной платформы вашего принтера, если на вашем компьютере установлена прошивка Marlin:

  1. Откройте терминал G-кода и подключите устройство терминалом) к материнской плате принтера.
  2. Определите температуру нагреваемого слоя, при которой вы хотите печатать.
  3. Определите, какая у вас версия Marlin: Если у вас есть прошивка на основе Marlin 1.X, используйте нагревательный элемент «E-1» или используйте «EBED» для Marlin 2.X.
  4. Выберите, сколько циклов нагрева (повторений нагрева элемента до заданной и пониженной температуры) вы хотите выполнить.
    • Чем больше циклов, тем точнее и дольше требуется настройка.
    • По умолчанию количество циклов нагрева равно 5.
  5. Введите «M303 E {название прошивки нагревательного элемента} S {заданная температура} C {количество циклов}», а затем отправьте его с помощью терминала G-кода. Например, «M303EBED S100 C6» PID настроит нагретую платформу принтера (на Marlin 2.X) за 6 циклов до 100 ° C.
  6. Подождите, пока терминал завершит цикл, и отобразите значения P, I и D. Они будут читаться как «kP, kI, kD».
  7. Введите «M304», затем «P {сгенерированное значение kP} I {сгенерированное значение kI} D {сгенерированное значение kD}» и отправьте команду. Например, «M304 P70 I3 D65» введет новые значения PID слоя P = 70, I = 3, D = 65.
  8. Отправьте команду M500, чтобы сохранить и сохранить эти значения на материнской плате.

Прошивка Smoothieware: ПИД-регулятор стола и экструдера 3D принтера

Синтаксис G-кода в прошивке Smoothieware немного отличается от синтаксиса Marlin

Ниже приведено руководство по настройке PID хотэнда или стола 3D-принтера с прошивкой Smoothieware:

  1. Откройте терминал G-кода без веб-интерфейса, например Pronterface и подключите ваше устройство терминалом) к материнской плате вашего принтера.
  2. Определите идентификатор нагревательного элемента, который вы хотите настроить с помощью ПИД-регулятора. Идентификатор горячего конца — «E0», а идентификатор нагретого слоя — «E1».
  3. Определите температуру, при которой вы хотите печатать.
  4. Введите «M303 E {название прошивки нагревательного элемента} S {заданная температура}», а затем отправьте его с помощью терминала G-кода. Например, «M303 E1 S60» PID настроит нагретую платформу принтера за 3-8 циклов до 60 ° C. Smoothieware не указывает точное количество.
  5. Подождите, пока терминал завершит цикл, и отобразите значения P, I и D. Они будут читаться как «kP, kI, kD».
    • Эти значения сразу загружаются в память вашей платы, но не в прошивку.
  6. Отправьте команду M500, чтобы сохранить и сохранить эти значения на материнской плате.
Комментарии: