Marlin固件基本配置

Marlin固件基本配置来源：未知更新时间：2015-02-0511:25点击次数：1196概述众所周知，Sprinter固件是之前用的比较多的3D打印机固件，而Marlin固件和Repetier-firmware固件都是由其派生而来。而且这两款固件的用户群非常活跃，而Sprinter固件已经没有人维护了。在这二者中，Marlin固件的使用更加广泛，很多打印机控制软件都兼容Marlin固件。一般用户在使用Marlin固件的时候只需要改变一下Configuration.h文件中的一些参数即可,非常方便。这对一般3D大打印玩家来说可是非常好的福利哟。今天阿巴赛就跟大家一起分享一下这份指南，它是一份简单的用户指南，告诉用户设置的基本信息、怎么运用这些设置、根据不同的需求制定特色功能。Marlin固件GitHub地址：固件特点Marlin相对于Sprinter有很多优点，具体为以下几点：1.预加速功能（Look-ahead）：Sprinter在每个角处必须使打印机先停下然后再加速继续运行，而预加速只会减速或加速到某一个速度值，从而速度的矢量变化不会超过xy_jerk_velocity。要达到这样的效果，必须预先处理下一步的运动。这样一来加快了打印速度，而且在拐角处减少耗材的堆积，曲线打印更加平滑。2.支持圆弧（ArcSupport）Marlin固件可以自动调整分辨率去以接近恒定速度打印一段圆弧，得到最平滑的弧线。这样做的另一个优点是减少串口通信量。因为通过1条G2/G3指令即可打印圆弧，而不用通过多条G1指令。3.温度多重采样（TemperatureOversampling）为了降低噪声的干扰，使PID温度控制更加有效，Marlin采样16次取平均值去计算温度。4.自动调节温度（AutoTemp）当打印任务要求挤出速度有较大的变化时，或者实时改变打印速度，那么打印速度也需要随之改变。通常情况下，较高的打印速度要求较高的温度，Marlin可以使用M109SmintempBmaxtempFfactor指令去自动控制温度。使用不带F参数的M109指令不会自动调节温度。否则，Marlin会计算缓存中所有移动指令中最大的挤出速度（单位是steps/sec），即所谓的“maxerate”。然后目标温度值通过公式T=tempmin+factor*maxerate，同时限制在最小温度（tempmin）和最大温度（tempmax）之间。如果目标温度小于最小温度，那么自动调节将不起作用。最理想的情况下，用户可以不用去控制温度，只需要在开始使用M109SBF，并在结束时使用M109S0。5.非易失存储器（EEPROM）Marlin固件将一些常用的参数，比如加速度、最大速度、各轴运动单位等存储在EEPROM中，用户可以在校准打印机的时候调整这些参数，然后存储到EEPROM中，这些改变在打印机重启之后生效而且永久保存。6.液晶显示器菜单（LCDMenu）如果硬件支持，用户可以构建一个脱机智能控制器（LCD屏+SD卡槽+编码器+按键）。用户可以通过液晶显示器菜单实时调整温度、加速度、速度、流量倍率，选择并打印SD卡中的G-Code文件，预加热，禁用步进电机和其他操作。比较常用的有LCD2004只能控制器和LCD12864只能控制器。7.SD卡内支持文件夹（SDcardfolders）Marlin固件可以读取SD卡中子文件夹内的G-Code文件，不必是根目录下的文件。8.SD卡自动打印（SDcardautoprint）若SD卡根目录中有文件名为auto[0-9].g的文件时，打印机会在开机后自动开始打印该文件。9.限位开关触发记录（Endstoptriggerreporting）如果打印机运行过程中碰到了限位开关，那么Marlin会将限位开关触发的位置发送到串口，并给出一个警告。这对于用户分析打印过程中遇到的问题是很有用的。10.编码规范（Codingparadigm）Marlin固件采用模块化编程方式，让用户可以清晰地理解整个程序。这为以后将固件升级到ARM系统提供很大的方便11.基于中断的温度测量（Interruptbasedtemperaturemeasurements）一路中断去处理ADC转换和检查温度变化，这样就减少了单片机资源的使用。12.支持多种机械结构普通的XYZ正交机械，CoreXY机械，Delta机械以及SCARA机械。基本配置使用ArduinoIDE打开marlin.ino，切换到Configuration.h即可查看并修改该文件。或者使用任何一款文本编辑器（notepad,notpad++等）直接打开Configuration.h也可以。Marlin固件的配置主要包含一下几个方面：1.通讯波特率2.主板类型，所使用的主板类型3.温度传感器类型，包括挤出头温度传感器和加热床的温度传感器4.温度配置，包括喷头温度和加热床温度5.PID温控参数，包括喷头温度控制和加热床温度控制6.限位开关7.4个轴步进电机方向8.X/Y/Z三个坐标轴的初始位置9.打印机运动范围10.自动调平11.运动速度12.各轴运动分辨率13.脱机控制器根据笔者的经验来说，Marlin固件中的Configuration.h将各个配置模块化，非常便于阅读及修改，而且注释非常详细，英文好的朋友可以很容易地理解各参数的意义。注意到Marlin固件使用C语言编写，“//”后面的是注释语句，不会影响代码的作用。另外Marlin固件中大量使用#define，简单来讲，就是定义的意思，包括定义某个参数的数值，定义某个参数是否存在。最开始的两行非注释语句是定义固件的版本和作者。缺省的版本号就是编译时间，这个可以不用修改，只需要把作者改为自己的名字即可，注意不能包含中文，不然会乱码。#defineSTRING_VERSION_CONFIG_H__DATE____TIME__//builddateandtime#defineSTRING_CONFIG_H_AUTHOR电脑和打印机通过串口进行通讯，要定义好端口和波特率，在此定义的是3D打印主板的端口和波特率，端口号使用默认的0就可以了。Marlin固件默认的波特率是250000，也可以修改为其他值，比如115200，这是标准的ANSI波特率值。#defineSERIAL_PORT0#defineBAUDRATE250000下面定义主板类型，Marlin固件支持非常多种类的3D打印机主板，比如常见的RAMPS1.3/1.4、Melzi、Printrboard、Ultimainboard、Sanguinololu等控制板。需要注意的是不同主板使用不同的脚口和数量，如果该定义和ArduinoIDE中使用的主板不一致，肯定会导致编译不通过。笔者使用的是RAMPS1.4并且D8、D9、D10控制的是一个喷头加热、一个加热床加热和一个风扇输出，因此定义为33。#ifndefMOTHERBOARD#defineMOTHERBOARD33#endif接下来是定义挤出头的个数及电源类型，笔者使用的是单喷头打印机，因此定义为1。电源有两种类型可以选择，1表示开关电源，2表示X-Box360203伏电源，一般都使用的是开关电源，因此定义为1。#defineEXTRUDERS1#definePOWER_SUPPLY1接下来定义温度传感器类型，包括每个喷头使用的温度传感器（如果是多喷头）和加热床的温度传感器类型，常用的温度传感器有电热偶和热敏电阻两大类，热敏电阻又分为很多种。目前的3D打印机主要用的是热敏电阻，具体是哪种热敏电阻需要自己判断或询问卖家，不出意外的话，都是100kntc热敏电阻，即1。根据注释，1要求4.7k的上拉电阻，而根据RepRapwiki，几乎所有的3D打印机都使用了4.7K的热敏电阻上拉电阻。笔者观察了几种电路板的电路图，发现都使用了4.7K的上拉电阻，如图1所示。//1is100kthermistor-bestchoiceforEPCOS100k(4.7kpullup)笔者的打印机为单喷头，因此第一个喷头的温度传感器配置为1，其他配置为0（0表示没有使用），加热床的温度传感器也配置为1。#defineTEMP_SENSOR_01#defineTEMP_SENSOR_10#defineTEMP_SENSOR_20#defineTEMP_SENSOR_BED1图14.7K上拉电阻接下来是温度检测的一些配置，包括双喷头温度差，M109检测配置，安全温度配置。下面笔者一一解释。首先下面这一句配置双喷头温差最大值，如果温度超过这个数值，那么打印机会终止工作，因此对于双喷头打印机玩家来说，这个参数需要注意。#defineMAX_REDUNDANT_TEMP_SENSOR_DIFF10下面这一段配置M109指令完成的指标，我们知道，M109指令设定喷头温度并等待，那么等待到什么时候呢？下面这三个参数控制这个时间。第一个参数表示温度“接近”目标温度必须持续10秒才算加热完成，第二个参数表示和目标温度相差不超过3°为“接近”，第三个参数表示从温度与目标温度相差不超过1度开始计时，从此刻开始，温度和目标温度持续接近10秒钟，则完成加热。#defineTEMP_RESIDENCY_TIME10#defineTEMP_HYSTERESIS3#defineTEMP_WINDOW1下面配置安全温度范围的下限和上限，包括各个喷头和加热床。如果温度超过下限，那么打印机会抛出MINTEMP的错误并终止工作，如果超过上限，那么打印机抛出MAXTEMP的错误并终止工作。Marlin用这种方式保护3D打印机。下面的配置最小温度都是5°，喷头的最大温度为275°，热床的最大温度为150°。#defineHEATER_0_MINTEMP5#defineHEATER_1_MINTEMP5#defineHEATER_2_MINTEMP5#defineBED_MINTEMP5#defineHEATER_0_MAXTEMP275#defineHEATER_1_MAXTEMP275#defineHEATER_2_MAXTEMP275#defineBED_MAXTEMP150如果希望M105指令在报告温度的时候，也报告喷头和加热床的功率，则可以将下面两句的前面的”//”去掉。具体的功率数值需要用户自己计算得到。#defineEXTRUDER_WATTS(12.0*12.0/6.7)#defineBED_WATTS(12.0*12.0/1.1)接下来配置温度控制方法，Marlin提供两种温度控制方法，一种是简单的bang-bang控制，这种控制方法比较简单，效果较差，另一种是PID控制，即比例-积分-微分控制方法，这种控制效果比较好。因此笔者使用PID控制。而关于PID控制的详细资料，请自行查阅。关于PID参数的设置，对普通3D打印机玩家来说影响不是很大，一般的参数设置都能满足温度控制的需要，因此使用默认的UltimakerPID参数即可。对于加热床来说，使用默认的控制方法即可。#definePIDTEMP越过了温度控制方法之后，就到了保护挤出机的配置，包括防止冷挤出和过长距离的挤出。防止冷挤出就是在喷头温度低于某个温度的时候是挤出动作无效，而过长距离的挤出是指一次挤出的距离不能大于某个长度。第一句是防止冷挤出，第三句是定义冷挤出的温度，即170°，玩巧克力或食品打印机的朋友需要注意到这个温度值。第二句是防止冗长挤出，第四局指明了这个距离的数值，为X轴长度与Y轴长度之和。#definePREVENT_DANGEROUS_EXTRUDE#definePREVENT_LENGTHY_EXTRUDE#defineEXTRUDE_MINTEMP170#defineEXTRUDE_MAXLENGTH(X_MAX_LENGTH+Y_MAX_