Dostrajanie PID drukarki 3D: po prostu wyjaśnione

Co to jest PID?

Jeśli pracowałeś wcześniej z drukarkami 3D , będziesz zaznajomiony z elementami grzewczymi w swojej maszynie. Jeśli masz podgrzewane łóżko , prawdopodobnie masz dwa elementy grzewcze: jeden dla dyszy i jeden dla łóżka.

Te elementy grzewcze zazwyczaj wykorzystują ogrzewanie proporcjonalno-całkująco-różniczkujące (PID). Ogrzewanie PID opiera się na algorytmach obejmujących proporcję, całkę i pochodną temperatury elementów grzejnych.

Proporcja to stosunek lub ułamek rzeczywistej temperatury do żądanej temperatury. Całka jest historycznym błędem w procesie nagrzewania dla temperatury rzeczywistej i oczekiwanej. Wreszcie pochodna to prędkość, z jaką rzeczywista temperatura zmienia się z poziomu powyżej lub poniżej żądanej temperatury.

Jak działa ogrzewanie PID? Mówiąc prościej, oprogramowanie sprzętowe urządzenia akceptuje trzy wartości – P, I i D – a algorytm oblicza, jak Twoja drukarka powinna nagrzać dany element grzewczy.

PID kontra Bang-Bang

Ogrzewanie PID jest częściej stosowane w drukarkach 3D niż alternatywna metoda ogrzewania: ogrzewanie „bang-bang”. Ogrzewanie typu „Bang bang” jest zwykle używane przez piekarniki i grzejniki w domu, polegające na podstawowym procesie aktywacji elementu grzejnego, gdy temperatura spadnie poniżej żądanej wartości, i wyłączeniu go, gdy temperatura zostanie osiągnięta. Ogrzewanie typu „Bang bang” jest nieskuteczne w przypadku drukarek 3D, ponieważ jeśli rzeczywista temperatura waha się powyżej i poniżej wartości docelowej, jakość wydruku może się pogorszyć.

Strojenie

Choć wartości PID mogą wydawać się nieistotne, ich wpływu nie należy lekceważyć, jeśli chodzi o druk 3D. Jeśli twoja dysza lub stół roboczy ma duże wahania temperatury, może to powodować powstawanie linii na wydrukach (a nie normalnych linii warstw), znacznie pogarszając wygląd drukowanych części. Dzieje się tak, ponieważ różne temperatury mogą powodować niespójne wytłaczanie, zwłaszcza jeśli jest to dysza z problemem ogrzewania. (Łóżko może również powodować własne problemy.)

Strojenie PID umożliwia zmianę wartości P, I i D w drukarce w celu skorygowania nierównomierności temperatury elementów grzejnych. W tym artykule omówimy, jak automatycznie dostroić ustawienia PID dla gorącego końca lub podgrzewanego stołu. Opiszemy proces dla Marlin 1 , Marlin 2 i Smoothieware . Mimo to procesy są bardzo podobne również w przypadku innego oprogramowania, z jedynymi rzeczywistymi różnicami w zależności od składni G-kodu . Zwykle, jeśli oprogramowanie układowe jest oprogramowaniem typu open source, powinieneś zobaczyć, które polecenia kodu G są używane do strojenia PID na stronie producenta oprogramowania układowego.

Jak to działa

Jak powiedzieliśmy, dostrajanie PID działa poprzez zastąpienie wartości P, I i D w drukarce. Zmiany te są zachowywane w oprogramowaniu sprzętowym drukarki lub we wbudowanej pamięci drukarki i są wykorzystywane do każdego drukowania i czynności, które wymagają nagrzewania.

Kiedy otrzymujesz nowy hot end lub podgrzewany stół, albo przełączasz się na znacznie nową temperaturę drukowania, powinieneś wykonać dostrojenie PID, aby uzyskać najlepsze wyniki z nowym sprzętem lub ustawieniami. Najłatwiejszym sposobem dostrojenia elementów grzejnych drukarki przez PID jest wysyłanie poleceń kodu G przez terminal z kodem G, taki jak zintegrowany terminal Pronterface lub OctoPrint .

Wartości P, I i D są generowane automatycznie przez drukarkę podczas strojenia PID, które jest wykonywane przez nagrzewanie przez drukarkę określonego elementu określoną ilość razy. Podczas tego procesu testowego drukarka wykonuje automatyczne pomiary, a następnie, za pośrednictwem terminala G-code, wypluwa obliczone wartości.

Rozpoczynając strojenie PID, najpierw ustawiasz, który element grzejny chcesz dostroić, a następnie docelową temperaturę, przy której chcesz dostroić element grzejny. Ta temperatura powinna być tą samą temperaturą, jakiej zamierzasz używać do drukowania. Na koniec ustawiasz liczbę powtórzeń, które drukarka powinna podgrzewać w górę iw dół określonego elementu, pozwolić rozpocząć strojenie PID, a następnie ponownie wprowadzić nowo obliczone wartości P, I i D do terminala G-code.

Przejdźmy teraz do instrukcji automatycznego dostrajania PID na komputerach z oprogramowaniem układowym Marlin 1, Marlin 2 lub Smoothieware!

Zanim się dostroisz

W tym procesie przeprowadzimy Cię przez proces dostrajania PID drukarki, jeśli działa ona na oprogramowaniu Marlin (lub oprogramowaniu opartym na Marlin, takim jak TH3D Unified ) lub oprogramowaniu Smoothieware . Omówimy, jak dostroić pierwszy gorący koniec („E0”) i podgrzewane łóżko, a ponieważ procesy są nieco inne dla tych dwóch, podzielimy procedurę na dwie części.

Zanim cokolwiek zrobisz, jeśli Twoja drukarka działa z Marlin, sprawdź, na której wersji oprogramowania Marlin jest oparte oprogramowanie Twojej drukarki (Marlin 1.X lub 2.X). Upewnij się również, że masz terminal z kodem G. Pronterface jest wysoce kompatybilny i łatwy w użyciu, a terminal OctoPrint to kolejna często używana opcja.

Jeśli nie używasz oprogramowania układowego Marlin lub Smoothieware, proces będzie bardzo podobny, jeśli nie taki sam, w innych programach układowych. Sprawdź na stronie internetowej swojego oprogramowania układowego składnię kodu G, aby znaleźć odpowiednie polecenia do strojenia PID, a jeśli nie możesz tego znaleźć, prawdopodobnie najlepiej jest użyć następującego procesu jako punktu wyjścia.

Oprogramowanie układowe Marlin: Hot End

Postępuj zgodnie z poniższymi krokami, aby dostroić PID hotend drukarki, jeśli urządzenie ma oprogramowanie układowe Marlin:

1. Otwórz terminal G-code i podłącz swoje urządzenie (z terminalem) do płyty głównej drukarki.
2. Określ temperaturę dyszy, z jaką chcesz drukować
3. Wybierz, którą grzałkę chcesz dostroić PID (E0, E1 itd.).
4. Wybierz ile cykli grzania (powtórzeń podgrzewania elementu w górę iw dół od temperatury docelowej) chcesz uruchomić.
   • Im więcej cykli, tym dłużej to trwa, ale wyniki są dokładniejsze.
   • Domyślna liczba cykli ogrzewania to 5.
5. Wprowadź „M303 E{numer grzałki} S{temperatura docelowa} C{liczba cykli}”, a następnie wyślij go za pomocą terminala z kodem G. Na przykład „ M303 E0 S230 C7” dostroi pierwszą grzałkę za pomocą 7 cykli do 230 °C.
6. Poczekaj, aż terminal zakończy cykl i powtórz wartości P, I i D. Będą one czytać jako „kP, kI, kD”.
7. Wprowadź „M301”, a następnie „P{wygenerowana wartość kP} I{wygenerowana wartość kI} D{wygenerowana wartość kD}” i wyślij polecenie. Na przykład „ M301 P70 I3 D65” wprowadzi nowe wartości hot end PID P = 70, I = 3, D = 65.
8. Wyślij polecenie M500, aby zapisać i zapisać te wartości na płycie głównej.

Oprogramowanie układowe Marlin: podgrzewane łóżko

Dostrajanie PID łóżka jest bardzo ważne i może zapobiec niepotrzebnym dodatkowym liniom warstw na wydrukach 3D (takich jak te widoczne po lewej stronie powyższego obrazu). Wykonaj poniższe czynności, aby dostroić PID podgrzewany stół drukarki, jeśli urządzenie korzysta z oprogramowania układowego Marlin:

1. Otwórz terminal G-code i podłącz swoje urządzenie (z terminalem) do płyty głównej drukarki.
2. Określ temperaturę podgrzewanego stołu, z jaką chcesz drukować.
3. Zidentyfikuj posiadaną wersję Marlin: Jeśli masz oprogramowanie układowe oparte na Marlin 1.X, użyj elementu grzejnego „E-1” lub użyj „EBED” dla Marlin 2.X.
4. Wybierz ile cykli grzania (powtórzeń podgrzewania elementu w górę iw dół od temperatury docelowej) chcesz uruchomić.
   • Im więcej cykli, tym dokładniejsze i dłużej trwa dostrojenie.
   • Domyślna liczba cykli ogrzewania to 5.
5. Wprowadź „M303 E{nazwa oprogramowania układowego elementu grzejnego} S{temperatura docelowa} C{liczba cykli}”, co jest poleceniem „autostrojenia PID”, a następnie wyślij je za pomocą terminala G-Code. Na przykład „ M303EBED S100 C6” dostroi podgrzewany stół drukarki (w modelu Marlin 2.X) za pomocą 6 cykli do temperatury 100°C.
6. Poczekaj, aż terminal zakończy cykl i powtórz wartości P, I i D. Będą one czytać jako „kP, kI, kD”.
7. Wprowadź „M304”, a następnie „P{wygenerowana wartość kP} I{wygenerowana wartość kI} D{wygenerowana wartość kD}” i wyślij polecenie. Na przykład „ M304 P70 I3 D65” wprowadzi nowe wartości PID łóżka wynoszące P = 70, I = 3, D = 65.
8. Wyślij polecenie M500, aby zapisać i zapisać te wartości na płycie głównej.

Smoothieware

Poniżej znajduje się przewodnik po tuningu PID gorącego końca lub łóżka na drukarce 3D z oprogramowaniem układowym Smoothieware:

1. Otwórz terminal z kodem G bez interfejsu internetowego, taki jak Pronterface, i podłącz swoje urządzenie (z terminalem) do płyty głównej drukarki.
2. Zidentyfikuj identyfikator elementu grzejnego, który chcesz dostroić PID. Identyfikator gorącego końca to „E0”, a identyfikator podgrzewanego stołu to „E1”.
3. Określ temperaturę, z jaką chcesz drukować.
4. Wprowadź „M303 E{nazwa oprogramowania układowego elementu grzejnego} S{temperatura docelowa}”, a następnie wyślij ją za pomocą terminala G-code. (Ponownie jest to polecenie „autostrojenia PID”.) Na przykład „ M303 E1 S60” dostroi podgrzewany stół drukarki przy użyciu 3-8 cykli do temperatury 60 °C. Dokładna liczba nie jest określona przez Smoothieware.
5. Poczekaj, aż terminal zakończy cykl i powtórz wartości P, I i D. Będą one czytać jako „kP, kI, kD”.
   • Te wartości są natychmiast ładowane do pamięci twojej płyty, ale nie do oprogramowania.
6. Wyślij polecenie M500, aby zapisać i zapisać te wartości na płycie głównej.

I to wystarczy, aby dostroić drukarkę PID!

Źródło: all3dp.com