Вибір контролера для 3D принтера, достоїнства і недоліки

Принцип роботи 3D-принтера

Є безліч технологій, що використовуються в 3D-принтерах, але всі вони засновані на пошарової друку деталі на основі цифрової моделі. Ця технологія практично безцінна при створенні складних моделей або запасних частин при ремонті. Те, що раніше доводилося замовляти на заводі-виробнику – тепер можна зробити самостійно в найкоротші терміни. Звичайно, для виготовлення поки що використовуються тільки певні види пластику, але асортимент вихідної сировини постійно розширюється.

Функція контролера

Контролери є сполучною ланкою між 3Д моделлю і власне процесом друку. Фактично це командний пост принтера – він видає керуючий вплив у відповідності з отриманими від «мозку» інструкціями. Фактично контролер володіє всіма ознаками комп'ютера – включає в себе процесор, оперативну та постійну пам'ять. Іноді може працювати самостійно, зчитуючи необхідні параметри побудови 3D-моделі з карти пам'яті. Єдине обмеження – програма в комп'ютері працює всього одна.

Типи контролерів

Фактично на даний момент у всіх платах використовують всього два типи контролерів – 8-бітові та 32-бітові.

Найбільш ранні моделі принтерів контролювалися 8-бітними контролерами Atmel. Втім, це був настільки вдалий варіант, що він застосовується до цих пір, будучи нерозривно пов'язаним з платформою Arduine. Це відкрите додаток дає можливість кожному власнику 3D-принтера самостійно дописати в прошивку плати свою програму друку.

Переваги

• плати на основі 8-бітних контролерів на базі платформи Arduine без проблем працюють з основними сучасними машинами;
• відкритий код платформи дозволяє легко додавати і змінювати програми роботи принтерів;
• готові прошивки Arduine, в яких можна легко налаштувати необхідні параметри під свій принтер і починати працювати.

Недоліки

• вони поступаються по швидкодії і кроку більш пізнім контролерам.

Розвиток технологій викликало до життя 32-бітні контролери. Платформа Arduine підготувала прошивки і для цієї версії контролерів, але більш цікаво, що з їх появою пов'язана платформа Smoothieware, яка також пропонує відкритий код.

Переваги

• більше перспектив розвитку при підвищенні швидкостей переміщення;
• дозволяє програмувати більш плавні і швидкі рухи, пропонує більш глибоке планування моделі;
• у прошивки Smoothieware в якості пам'яті використовується звичайна карта пам'яті microSD, на якій дуже легко можна відредагувати файл конфігурації;
• оскільки код відкритий, багато виробників випускають свої плати в розрахунку на прошивку Smoothieware;

Недоліки

• дельта-принтери працюють тільки з 32-бітними контролерами;
• ціна не в чотири рази, але дорожче 8-бітних.

Насправді обидва види контролера функціонують на даному етапі розвитку 3D-друку хвилі рівноправно, оскільки для більшості моделей принтерів 8-бітного контролера цілком достатньо. Варіантів прошивки досить багато, особливо у китайських виробників, але при наявності великої кількості відкритих кодів немає сенсу брати закриті плати.

Дельта-принтери зі своєю складною математикою розрахунку, інші принтери з микрошагом 1/32 і графічним дисплеєм успішно перейшли на плати з 32-бітним контролером, які пропонують більше пам'яті і більше обчислювальної потужності для вирішення більш складних завдань. Тим більше, що вирішувати виробничі завдання можна з тими ж прошивками Arduine, тільки вже під 32 біта.

Якщо ж врахувати, що відкритий код передбачає досить часто приємні сюрпризи від незалежних розробників, то не може не радувати поява на ринку програмного забезпечення Klipper. Його метою є підвищення якості і швидкості друку як на 32-бітних, так і на все тих же 8-бітних контролерах. І з їх допомогою дійсно можна отримати збільшення швидкості друку в 2-3 рази.

Види контролерів за виробникам

Випуском контролерів займаються багато імениті виробники комп'ютерної техніки. Найпопулярнішим є власне Arduine Mega. Контролери Arduine Mega 2560, MKR, Nano, Uno та інші виробляються в Італії і в Китаї реплік.

Намагаються не відставати такі гранди, як Texas Instruments, і STMicroelectronics, регулярно випускаючи нові, при цьому часто в трьох варіантах – готова плата, гола плата і набір деталей для самостійної збірки. Кожен вибирає варіант собі по душі.

Останнім часом набирає популярність контролер Lerdge, який випускається з сенсорним дисплеєм.

Окремо зазначити є сенс хіба що контролер RepRapDiscount. Він цікавий тим, що дозволяє керувати 3D-принтером без допомоги комп'ютера. Тобто це не посередник між ПК та принтером, а повноцінний «мозок». Необхідні параметри завантажуються з кард-рідера.

Що віддати перевагу?

Фактично всі контролери являють собою своєрідний бутерброд – плата + шилд + драйвери. Збирати такий бутерброд можна самостійно, можна купити вже готовий комплект. Також і прошивку можна встановити готові варіанти, а можна написати самостійно. Принципових відмінностей у всіх цих комплектуючих немає. Саме тому багато виробників продають процесори у вигляді набору деталей, кожну з яких можна замінити на свій розсуд.

Для початківців власників 3D-принтера краще віддати перевагу готовий комплект Arduine Mega 2560. І якщо в процесі роботи потрібні зміни або доповнення – починати формувати свій комплект.