3D 印表機又稱為增材製造技術,是一種利用數字模型文件,通過逐層堆疊材料來構建物體的技術。用戶們只需將自己想要的物品的軟體模型導入到 3D 印表機中,就可以得到實體的物品,各種尺寸各種顏色都可以自行調整,是 DIY 愛好者的心頭好,有了 3D 印表機,用戶就像擁有了哆啦A夢的百寶袋,將自己的奇思妙想變成現實。

目前消費級印表機大部分會使用 Klipper 固件,Klipper 是一個可以運行在 Liunx 系統上的開源 3D 印表機固件,它與 Marlin 固件不同:
- Marlin 固件是在一個 MCU 上完成字符串解析、路徑規劃運算、溫度 pid 計算等,一系列複雜的動作全在一個 MCU 上完成;
- Klipper 將執行與邏輯分離,將邏輯部分交給性能更強的 MPU,執行部分交給 MCU;
分離架構讓 Klipper 能夠實現更大的計算量,相對於Marlin固件,Klipper 可以實現更複雜的控制邏輯,比如 AI 首層檢測,實現自動調平,實現更高的列印速度和列印質量。
常見架構
- MPU:一般會使用類似 RK、NXP 的 MPU,用於解析切片軟體導出的 G-Code 代碼,規劃印表機上各個電機運動路徑,同時將運動指令下發給 MCU;
- MCU:用於接收上位機發來的電脈衝,同時給電機驅動晶片發送相關指令;
- 電機驅動晶片:接收 MCU 指令,輸出 PWM 脈衝,精準控制電機運動。

方案推薦
現世平集團推出基於 NXP RT1052 的 Klipper 3D 印表機下位機方案,只需用一個 MCU 即可處理 Kliiper 上位機傳輸過來的運動指令、同時驅動四個步進電機,省去四個步進電機驅動晶片,具有超高性價比~
該方案使用的 MCU NXP RT1052 基於 Cortex-M7 內核,主頻高達 500MHz,SRAM 達 512KB,支持 4個 FlexPWM,同時搭載 Novosense H 橋驅動、Sgmicro 運算放大器、NXP CAN 收發器。
該方案有如下特點:
- MCU 做 Klipper 下位機,同時驅動 X、Y、Z+擠出頭四個電機;
- 實現位置、速度、電流控制,保證電機不丟步;
- 空載速度 600mm/s,列印速度 300mm/s,加速度 20000mm/s²,目前列印一隻小船隻需 18 分鐘;
- 高速狀態64 細分,低速狀態256 細分;
- 已完成 Klipper MCU 固件移植,幫助客戶更快開發。
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