3D打印机组装与调试 课件 第16-18讲 3D打印机的电气安装、3D打印机的固件配置之一、3D打印机的固件配置之二

3D打印机的电气安装授课教师：陈金英3D打印机组装与调试控制主板的安装I3机型的接线思考题0102033D打印机组装与调试主板的安装安装的配件有主板1个，散热片5个和固定螺钉1包。主板配件首先，安装散热片时需将散热片背面的胶纸撕掉，贴在电机驱动板上面。不要将散热片贴到电机驱动板的管脚上，防止接触造成电路短路。粘贴散热片主板安装安装的配件有主板1个，散热片5个和固定螺钉1包。主板配件再将主板的4个孔分别于左侧挡板的进行固定，用4个M3*25的螺钉拧紧即可。主板和挡板之间需要4个塑料块，起到支撑主板的作用，所以避免主板直接接触挡板。主板的安装I3机型的接线机型的接线图01主板电源的输入线为红线，将其接主板的正极，黑线接主板的负极；02电机的接线是将打印头电机、Z轴左右侧的电机、XY轴电机共计5根线的接口插入主板相应位置即可；03打印机中热床加热处有热敏电阻线，分别插到主板的相应接口处，热敏电阻无正负之分；I3机型的接线机型的接线图04显示屏接线，需要注意将EXP1和EXP2接口，尽量防止插错；05X、Y、Z的限位开关，插入主板的相应接口处即可；Z轴限位开关的红线一定接到相应接口的最下面；06风扇的接线，分别将三个风扇的电线接入主板的相应位置即可；I3机型的接线机型的接线图07热床和加热棒的电源线，将其接入到主板的相应位置，注意其正负。I3机型的接线01主板电源的输入线为红线，将其接主板的正极，黑线接主板的负极；02电机的接线是将打印头电机、Z轴左右侧的电机、XY轴电机共计5根线的接口插入主板相应位置即可；03打印机中热床加热头处有热敏电阻线，分别插到主板的相应接口处，热敏电阻无正负之分；机型的接线图I3机型的接线机型的接线图04显示屏接线，需要注意将EXP1和EXP2接口，尽量防止插错；05X、Y、Z的限位开关上面的插头，插入主板的相应接口处即可；Z轴限位开关的红线一定接到相应接口的最下面；06风扇的接线，分别将三个风扇的电线接入主板的相应位置即可；I3机型的接线机型的接线图07热床和加热棒的电源线，将其接入到主板的相应位置，注意其正负。I3机型的接线效果图最终效果I3机型的接线主板档板的配件S13主板档板的安装安装的配件有主板风扇固定板1个，主板上挡板1个、主板测挡板1个和固定螺钉1包。I3机型的接线用2个M3*16的螺钉将上挡板与右挡板进行固定。用1个M3*16的螺钉将侧挡板与右挡板进行固定，拧紧即可。主板档板的组装S13主板档板的安装I3机型的接线用4个M3*16的螺钉将主板风扇固定板与上挡板、侧挡板和下框架进行固定。主板风扇固定板的组装S13主板档板的安装I3机型的接线部件安装完的效果图如图所示；

布线时用扎带进行固定，

防止影响使用。认真检查各部分结构是否装配到位；

该水平的必须要水平；

该垂直的必须垂直；

检查整个框架是否会晃动。S13主板档板的安装安装完的效果I3机型的接线部件安装完的效果图如图所示；

布线时用扎带进行固定，

防止影响使用。认真检查各部分结构是否装配到位；

该水平的必须要水平；

该垂直的必须垂直；

检查整个框架是否会晃动。S13主板档板的安装布线效果思考题1请根据接线图，叙述接线的过程有哪些？2在接线的过程中你遇到哪些问题？3在安装完成后需要对机器进行哪些检查？本小节结束！授课教师：陈金英3D打印机组装与调试3D打印机的固件配置之一授课教师：陈金英3D打印机组装与调试波特率0102主控板03热敏电阻温度限制0405挤出最小温度06限位开关与上拉电阻总体控制07限位开关上拉电阻细分控制限位开关方向控制0809关闭最大限位开关10思考题3D打印机组装与调试波特率在ArduinoIDE中打开Configuration.h，需要提前做好源文件的备份。#defineBAUDRATE250000//#defineBAUDRATE115200常见的波特率为：2400，9600，19200，38400，57600，115200，250000。在3d打印机中常用的是后面3个波特率数值。在固件的第28行，是配置串口波特率的参数。注意：只有上位机波特率和固件波特率相同才能通讯成功。其代码如下波特率确定选择的波特率后，需将行前面的“//”删除，不选择的波特率在行前添加“//”。在printrun/Pronterface和RepSnapper软件中默认设置250K，运行还是错的。波特率的配置主控板#ifndefMOTHERBOARD#defineMOTHERBOARD7#endif在注释里有Marlin固件支持的主控板清单。通过修改代码后面的数字，选择对应的主控板编号。在固件的第77行，是配置主控板类型的配置参数。3D打印机主控板类型非常多，每个板子的iO配置也不相同，所以这个参数必须要与板子的类型相同，否则无法正常使用。其代码如下主控板如果使用的GT2560是Ultimaker版本，对应的配置为7。如使用其它板子，请参考注释并选择合适的配置。Marlin固件会根据主板信息，定义主控板引脚布局。具体各种主控板的引脚布局可以在pin.h看到。主控板类型的配置热敏电阻

#defineTEMP_SENSOR_01#defineTEMP_SENSOR_BED1温控设置虽然复杂，但是此时不需要考虑复杂的PID计算设置问题。根据安装的温度传感器，选择3D打印机温度传感器的类型，可以在RepRapwiki中了解温度传感器的类型。在固件的第137行，是配置温度传感器类型的参数，也是读取温度是否正常的一个重要参数。如读取温度不正常，将不能正常工作，甚至有烧毁器件的危险。如果使用其它温度传感器需要根据情况自行更改。其代码如下热敏电阻

3D打印机的喷嘴和热床都需要温度传感器，一般都使用100k热敏电阻进行测温，类型编号选择1即可。如使用其它的温度传感器，根据对应的类型编号进行设置即可。代码列表热敏电阻

TEMP_SENSOR_01是喷嘴的温控传感器类型；

SENSOR_0表示喷嘴的编号，设置为1表示启用，0表示不启用。对于一个喷嘴的机器只用一行代码即可；如果双打印头的机器，需要对两个喷头进行设置，再增加一行代码的设置即可。TEMP_SENSOR_BED是加热床的温控传感器类型一般都是100K热敏电阻。喷嘴和热床的温度传感器类型配置温度限制#defineHEATER_0_MAXTEMP275#defineHEATER_1_MAXTEMP275#defineHEATER_2_MAXTEMP275#defineBED_MAXTEMP120有些喷嘴和加热床的最大工作温度会低于Marlin固件的默认最大温度，为了减少对喷嘴和加热床的损害，可以设置最高温度限制。在固件的第162行，是配置温度限制（最大值）的参数。其代码如下温度限制的配置挤出最小温度#defineEXTRUDE_MINTEMP170为了防止温度未达到，而进行挤出操作带来的风险。有的3D打印机，如巧克力的打印机，挤出温度只需55度，所以设置为40度即可。对于一般的3D打印机，根据所使用的材料进行配置，如ABS和PLA等材料的打印温度要在180度以上才可以。在固件的第251行，是配置挤出最小温度的参数。其代码如下挤出最小温度的配置限位开关与上拉电阻总体控制//corseEndstopSettings#defineENDSTOPPULLUPS//Commentthisout(using//atthestartoftheline)todisabletheendstoppullupresistorsMarlin固件默认限位开关配置上拉电阻的。如果Configuration.h299行被注释掉的话，则302行的开始的上拉电阻控制会被取消。固件为每个限位开关分配独立一个上拉电阻，根据打印机采用的限位开关类型进行选择。在固件的第299行，是配置限位开关与上拉电阻总体控制的参数。其代码如下限位开关与拉电阻总体控制的配置限位开关与上拉电阻总体控制X轴和Y轴采用机械限位开关，不需要制作3线的数据口；Z轴的光学开关默认为3线的数据口；光学开关不需要使用ENDSTOPPULLUPS注释。在固件的第299行，是配置限位开关与上拉电阻总体控制的参数。注意：如需了解更多，请参考RepRapwiki的（机械限位开关）MechanicalEndstop,OptoEndstop2.1（光学限位开关）andGen7Endstop1.3.1。限位开关上拉电阻细分控制#ifndefENDSTOPPULLUPS//#defineENDSTOPPULLUP_XMAX//#defineENDSTOPPULLUP_YMAX//#defineENDSTOPPULLUP_YMIN//#defineENDSTOPPULLUP_ZMIN//#defineENDSTOPPULLUP_XMIN//#defineENDSTOPPULLUP_ZMAX//fineendstopsettings:IndividualPullups.willbeignordifENDSTOPPULLUPSisdefined#endif在固件的第302行，是配置限位开关上拉电阻细分控制的参数。其代码如下限位开关上拉电阻细分控制可独立控制每个限位开关的上拉电阻，根据3D打印机的限位开关类型确定。在固件的第302行，是配置限位开关上拉电阻细分控制的参数。限位开关上拉电阻细分控制的配置ENDSTOPPULLUPS

去掉注释，则表示所有限位开关上拉，上拉表示对应引脚悬空的情况下默认是高电平，即限位开关开路状态下是H电平状态。注释掉此项，可单独配置XYZ轴MAX和MIN限位开关上拉状态。如去掉

ENDSTOPPULLUP_XMAX

注释，可单独开启X-MAX限位开关上拉。限位开关方向控制//Thepullupsareneededifyoudirectlyconnectamechanicalendswitchbetweenthesignalandgroundpins.//settotruetoinvertthelogicoftheendstops.constboolX_MIN_ENDSTOP_INVERTING=true;constboolY_MIN_ENDSTOP_INVERTING=true;constboolZ_MIN_ENDSTOP_INVERTING=true;constboolX_MAX_ENDSTOP_INVERTING=true;constboolZ_MAX_ENDSTOP_INVERTING=true;constboolY_MAX_ENDSTOP_INVERTING=true;在固件的第322行，是配置3个运动的坐标轴的限位开关类型的参数。其代码如下限位开关方向控制限位开关方向控制配置机械限位开关默认状态输出为1，触发状态输出为0，应该接常开端子NO。如果接常闭端子NC，则将true改为false。限位开关方向控制如果机械限位开关的连线是接在常开（NO）端，需要在ENDSTOPS_INVERTING采用ture，是数字信号0反向变为1，光学开关则一般不用进行调整。为了安全，需要使用电脑的相应控制软件进行试验，观察限位开关的方向是否与设定的预期相符。如果坐标轴运动时，触动限位开关就停止，则说明该项设置是正常的。注意：在做此测试时，应该给各个轴留出足够的运动反应空间，以免损坏机器。关闭最大限位开关//#defineDISABLE_MAX_ENDSTOPS01这部分参数在marlin固件Configuration.h，通常是被注释掉的。如打印机的原点开关安装在X、Y、Z轴的最大位置，就需要去掉注释符号。02注意：Z轴的限位开关通常放在Z轴最大限位，防止hotend受挤压。在固件的第328行，是配置关闭最大限位开关的参数。其代码如下关闭最大限位开关的配置思考题常见的波特率有哪些？主控板参数必须要与板子的类型相同为什么？TEMP_SENSOR_01中的0和1是什么意思？在固件中为什么要对最大温度有限制？在固件中为什么要设定挤出的最小温度？机械限位应该接常开端子与常闭端子与true和和false关系？在固件中为什么要设定关闭最大限位开关？1234567本小节结束！授课教师：陈金英3D打印机组装与调试3D打印机的固件配置之二授课教师：陈金英3D打印机组装与调试反转步进电机启用引脚0102关闭轴03步进电机运转方向原点位置0405回原点的速率06各轴所需脉冲数2004LCDX显示器0708思考题3D打印机组装与调试反转步进电机启用引脚#defineX_ENABLE_ON0#defineY_ENABLE_ON0#defineZ_ENABLE_ON0#defineE_ENABLE_ON0//Forallextruders这部分参数主要影响电机的运行。若反转步进电机启用引脚（低激活）使用0，非反向（高激活）使用1，是可以不用修改的。若电机在线路和驱动等都没有问题的情况下，对此参数进行修改，如0改为1，可以使电机正常运转。反转步进电机启用引脚的配置在固件的第337行，是配置反转步进电机启用引脚的参数，其代码如下所示。关闭轴//Disablesaxiswhenit’snotbeingused#defineDISABLE_Xfalse#defineDISABLE_Yfalse#defineDISABLE_Zfalse#defineDISABLE_Efalse//Forallextruders通常这部分参数是不改动的，所有轴都选择false。如果3D打印机Z轴有手动调整的部件，可以在#defineDISABLE_Z行选true，在打印机打印时能够手动调整Z轴。关闭轴的配置在固件的第343行，是配置关闭轴的参数，其代码如下所示。步进电机运转方向该参数决定了3D打印机各个轴的运行方向。步进电机主要设置其运行方向、限位开关逻辑、行程、步进长度单位，默认选项不一定适合每一种打印机。#defineINVERT_X_DIRfalse#defineINVERT_Y_DIRtrue#defineINVERT_Z_DIRfalse#defineINVERT_E0_DIRfalse#defineINVERT_E1_DIRfalse#defineINVERT_E2_DIRfalse步进电机运转方向的配置在固件的第349行，是配置步进电机运转方向的参数，其代码如下所示。加热头加热后，挤出机齿轮在进料时方向相反，则对352行的参数由原来的false改为true，如#defineINVERT_E0_DIRtrue即可，这样就改变了挤出机齿轮的旋转方向，使材料正常挤出。步进电机运转方向实际操作中电机运行方向相反时，则将349行的参数由原来的false改为true，如#defineINVERT_X_DIRtrue即可，使X轴的左侧为最小位置。参数修改原点位置#defineX_HOME_DIR-1#defineY_HOME_DIR-1#defineZ_HOME_DIR-1原点位置为最小值参数为-1，最大值参数为1#defineX_MAX_POS200#defineX_MIN_POS0#defineY_MAX_POS200#defineY_MIN_POS0#defineZ_MAX_POS100#defineZ_MIN_POS0在固件的第358行，是配置原点位置的参数，其代码如下所示。原点位置该参数是配置打印尺寸的，数值即是打印机打印零部件的最大尺寸。注意：坐标原点并不是打印中心，真正的打印中心一般在[(x.max-x.min)/2，(y.max-y.min)/2]的位置。中心位置的坐标在切片工具中使用，打印中心坐标与此处的参数配置匹配，否则可能会打印到平台以外。原点位置的配置回原点的速率#defineHOMING_FEEDRATE{50*60,50*60,4*60,0}配置回原点的速率，单位为毫米每分钟。若XY轴使用同步带传动，Z轴使用丝杠传动，此参数可以使用默认值。回原点的速率配置在固件的第480行，是配置回原点的速率参数，其代码如下所示。各轴所需脉冲数#defineDEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT{80,80,400,88.62}此参数关系到打印机打印尺寸是否正确的一个最重要的参数。参数含义为运行1mm时各轴所需要的脉冲数，括号里面的4个数字，分别对应了X、Y、Z、E四轴的脉冲数值。这个数字需要根据自己选择的硬件参数进行计算即可，可参考计的算公式：http://calculator.josefprusa.cz/#steppers在固件的第484行，是配置各轴所需脉冲数的参数，其代码如下所示。各轴所需脉冲数各轴脉冲数的配置XY轴同步带传动计算公式01各轴所需脉冲数

此参数是用来计算打印机运行1mm时，各轴所需要的脉冲数。如步进电机的步距角为1.8度，其脉冲个数为200；步进电机驱动细分为16细分；所使用的同步轮有20个齿，同步带型号是GT2，即节距2mm的同步带。所以，同步带带动打印头或者热床前进1mm时，所需要的脉冲个数为80个。Z轴丝杠传动计算公式02各轴所需脉冲数

Z轴上升或者下降1毫米时，需要的脉冲信号数。