Особенности выбора материнской платы для 3D-принтера

При покупке или сборке 3D-принтера своими руками особое внимание следует обратить на материнскую плату устройства. Так как этот компонент отвечает за печать изделий в целом. Рассмотрим, какие функции выполняет материнская плата, какие виды данного компонента существуют и на какие параметры нужно обратить внимание при его выборе.

• Материнская плата для 3D-принтера
• Выбор платы управления
  • Arduino Mega 2560 + Ramps 1.4
  • Melzi
  • Lerdge X
  • Duet
  • Rumba
• На что обратить внимание при выборе платы для 3D-принтера?

Материнская плата для 3D-принтера

Материнская плата контроллера — это основной элемент управления экструдером, двигателем, датчиком и нагретым слоем филамента у любого 3D-принтера.

Материнская плата выполняет задаваемые пользователем команды. После внутренний набор элементов микрочипа преобразует электрические импульсы в механические движения шаговых двигателей. В результате этого трехмерная компьютерная модель будет слой за слоем печататься на рабочей поверхности 3D-принтера.

Выбор платы управления

Среди наиболее популярных материнских плат для 3D-принтеров следует выделить пять моделей:

1. Arduino Mega 2560 + Ramps 1.4.
2. Melzi.
3. Lerdge X.
4. Duet.
5. Rumba.

Рассмотрим более подробно особенности, плюсы и минусы каждой платы.

Arduino Mega 2560 + Ramps 1.4

Плата с компонентом Ramps 1.4 работает от 5 V. Она оснащена пятью слотами для установки шаговых двигателей. При этом три слота позволяют моторам управлять осями принтера, а два других — приводить в действие экструдеры. Помимо этого, плата содержит множество дополнительных пинов для управления различными элементами, типа датчик автоуровня стола, концевики осей, сервоприводы и т. д.

Для управления всей встроенной электроникой принтера плата содержит контактные площадки, в которые вставляется компонент Ramps-шилд.

Тремя основными достоинствами платы являются:

• низкая цена;
• большой ассортимент взаимозаменяемых компонентов, которые можно заменить в случае поломки;
• дополнительные пины для управления различными компонентами принтера.

Существенный недостаток у платы один — это ее громоздкая конструкция.

Melzi

Материнская плата Melzi оснащена четырьмя контроллерами шаговых двигателей, три из которых располагаются на оси XYZ и один — на экструдере. Данная модель продается уже с настроенной прошивкой. Поэтому пользователю нужно только правильно подсоединить провода к выходным коннекторам.

Распечатывать трехмерные объекты можно при помощи карты памяти через разъем micro-USB или подключив плату непосредственно к компьютеру.

Плата Melzi идеально подойдет для новичка, который впервые собирает принтер. Так как она не требует проведения дополнительных калибровок и может использоваться сразу же после покупки. Однако у материнки есть и существенные недостатки:

• к плате нельзя подключить дисплей;
• перепрошить материнку можно только через ISP-порт, но для этого потребуется много времени и пласт специальных знаний;
• в случае выхода из строя контроллера двигателя заменить его не получится.

Lerdge X

Lerdge X — это материнская плата с 32-битным чипом STM32F407, который позволяет быстрее просчитывать строки кода. Устройство дополнительно оснащено четырьмя драйверами и цветным дисплеем с сенсорным управлением. Плата поддерживает только один экструдер и установить второй при необходимости невозможно.

Перед началом использования платы ее нужно откалибровать, выставить габариты рабочей области, отрегулировать датчики температуры экструдера и стола, а также выставить параметры скорости каждого двигателя.

Печать файлы можно при помощи, флешки, карты памяти или через компьютер.

Плюсы использования платы Lerdge X:

• материнка подходит для установки в любой тип принтера;
• чип платы поддерживает различные виды популярных слайсеров;
• встроенный дисплей с сенсорным дисплеем.

Минусом при использовании платы является то, что использовать можно только один экструдер.

Duet

Плата Duet оснащена собственной прошивкой с открытым кодом, которая доступна бесплатно любому пользователю на сайте Github.com. За стабильную работу материнки отвечает 32-битный чип Atmel SAM3X8E.

Встроенные драйверы устройства дают возможность печатать одновременно четырьмя экструдерами. Для более удобного управления пользователь может установить сенсорный экран, диагональю 4,3, 5 и 7 дюймов.

Плюсы платы:

• бесплатная прошивка;
• доступно одновременное использование четырех экструдеров;
• две конфигурации платы на выбор (с Ethernet или с Wi-Fi).

Минусы материнки Duet:

• перед установкой платы требуется ее полная настройка и прошивка.

Rumba

8-битная материнская плата Rumba позволяет 3D-принтеру использовать одновременно три экструдера. Однако установить их по отдельности не выйдет, а можно только установить мультиэкструдер Diamond Hotend с поддержкой трех филаментов.

Данный вид платы выполнен на базе процессора Arduino. Он поставляется с установленной прошивкой Marlin. Если пользователю потребуется перепрошить плату, то для этого можно воспользоваться стандартным разъемом mini-USB.

Среди достоинств Rumba можно выделить:

• наличие разъемов для подключения дисплея и слота для карты памяти;
• съемные драйвера двигателей, которые можно легко заменить при поломке;
• простая перепрошивка в случае необходимости.

Основным недостатком материнки является то, что для печати несколькими филаментами потребуется дополнительно приобретать мультиэкструдер.

На что обратить внимание при выборе платы для 3D-принтера?

При выборе материнской платы для установки в 3D-принтер пользователю рекомендуется обратить внимание на шесть параметров устройства:

1. Количество поддерживаемых экструдеров. В идеале их должно быть четыре или больше. В этом случае станет доступна полноцветная печать.
2. Встроенные или съемные драйверы. Желательно, чтобы драйверы в плате были съемными. Так как при поломке их можно будет легко снять и починить или заменить в случае полной неисправности.
3. Количество двигателей. Рекомендуется, чтобы у платы было минимум четыре мотора, в идеале — шесть.
4. Наличие Wi-Fi. Встроенный модуль позволит не подключать принтер постоянно к компьютеру при каждой печати.
5. Поддержка прошивок. Желательно, чтобы плата поддерживала различные виды прошивок. Как платные, так и бесплатные.

   Справка. Каждый конкретный тип платы может поддерживать одну или несколько видов прошивок. Их количество зависит от производителя платы. Например, платы Arduino поддерживают прошивки Marlin, Marlin Kimbra, Marlin RichCattell, Repetier-Firmware, Teacup, Aprinter, Sprinter. Материнки Arduino Due могут работать с прошивками Marlin4Due, Marlin Kimbra v4.2.x, Repetier-Firmware, RepRap Firmware. А 32-битные процессоры ARM совместимы с прошивками Smoothie Project и Redeem.

6. Наличие защиты от неправильного включения элементов.

В статье мы перечислили только самые популярные материнские платы для 3D-принтеров. Однако на рынке электроники представлены платы под любые запросы пользователей, при выборе которых можно руководствоваться рекомендациями, представленными выше.