» پرینتر3بعدی » درباره فریمور FirmWare: قطعه الکترونیک چاپگر سه بعدی FDM
فریمور

درباره فریمور FirmWare: قطعه الکترونیک چاپگر سه بعدی FDM

در این مقاله درباره سفت افزار یا FirmWare (فِرم وِر که اشتباها به فارسی فِریموِر خوانده میشود) در چاپگرهای سه بعدی متریال ترموپلاستیک صحبت خواهیم کرد. در انتها نیز دو محصول محبوب فریمور در پرینترهای سه بعدی یعنی کلیپر Klipper و مارلین Marlin را با یگدیگر مقایسه خواهیم کرد.

یک چاپگر سه بعدی چیزی خاصی نیست جز سازه ای بی جان از فلز و موتورهای استپر: این Firmware یا همان سفت افزار است که به این مکانیک بی جان، زندگی می بخشد (در کنار مغز دستگاه یا مادربرد). سفت افزار، فایل جی‌کُد را می خواند، پیام های الکتریکی مورد نیاز برای کنترل چاپگر و ایجاد اشیاء اکسترود شده با جزئیات قابل توجه را تولید می کند…

فرایند کنترل 3D Printer بسیار فراتر از چیزی است که به چشم می آید. در پشت صحنه، میلیون ها محاسبه برای کنترل موتورهای استپر، فن ها و گرم کننده ها لازم است. چاپ سریع و با جزئیات بالا، بار زیادی را بر دوش سفت افزار میگذارد.

فریمور (سفت افزار یا ثابت افزار) یا Firmware برنامه ای کامپیوتری است که روی سخت افزار میکروکنترلر چاپگر سه بعدی اجرا میشود. هدف آن ترجمۀ محتوای فایل های جی‌کُد به سیگنال های الکتریکی است که این سیگنالها اجزای پرینتر سه بعدی را فعال یا غیرفعال می کنند. به طور خلاصه، فایل جی‌کُد (G-code) فهرستی از دستورها و مختصاتی است که مدل سه بعدی را برای فرایند چاپ توصیف می کند. جی‌کد بر مبنای مدل مورد نظر شما از طریق برنامه ای کامپیوتری موسوم به نرم افزار اسلایسر تولید می شود.

یک نمونه دستور متنی از جی‌کد به شکل کدهای مختصاتی است که نمونۀ آن را در زیر می بینید:

G1 x50 Y20 E15

با نگاهی به دستورات جی‌کد می توانیم این کد را تشریح کنیم. مثلا G1 به میکروکنترلر دستور می دهد که برای یک حرکت خطی آماده شود. سپس مختصات جدید که X=50، Y=20 و E=15 است توسط «سفت افزار یا فریمور» خوانده می شود. در پرینترهای سه بعدی، حرف E نماد درایو اکستروژن است. وقتی که E در مختصات جی‌کد وجود داشته باشد، فیلامنت دپوزیت شده  و یا بازکشیده (ریترکشن) میشود. در این مرحله فریمور باید محاسباتی اساسی انجام دهد تا فاصلۀ هر حامل را نسبت به موقعیت مورد نظر تعیین کند. پس از تعیین جهت ها و مسافت ها، میکروکنترلر پالس هایی پله ای را به درایورهای استپر ارسال می کند، که به حرکت صحیح موتورهای استپر می انجامد.

رویدادهای ذکر شده در بالا با این پیش فرض در نظر بگیرید که FirmWare ، بخوبی وضعیت دیگر اجزای پرینتر سه بعدی را درک کرده باشد؛ مثلا انواعی از مادربرد 32 بیتی می توان در انواع مختلف پرینترهای سه بعدی و حتی دستگاه های دیگر، مانند برش لیزری و روترهای CNC، استفاده کرد. پس این امر اهمیتی حیاتی دارد که سفت افزار، پیکربندی دقیق چاپگر سه بعدی و مشخصات سیستم انتقال برای محور و درایو اکستروژن، برد مداری … را درک کرده و کاملا با آنها سازگار باشد.

اهمیت متغیرهای پیکربندی در فریمور پرینتر سه بعدی

firmware

متغیرهای پیکربندی یا configuration variables جایی است که اطلاعات خاص چاپگر سه بعدی شما در آن ذخیره می شود. این متغیرها به طور معمول در یک فایل قابل دسترسی قرار دارند که به عنوان فایل پیکربندی شناخته می شود. زمانی را به یاد بیاورید که برای برنامه ریزی یک پرینتر سه بعدی سفارشی مجبور بودید C/C++ را یاد بگیرید. امروزه مطمئناً دیگر چنین نیست و اگر برای راه اندازی FirmWare به اندکی کدنویسی نیاز باشد، همان اطلاعات پایه کفایت می کند. پیش از این که به متغیرهای پیکربندی برسیم، یک تمرین فکری به درک این موضوع کمک شایانی خواهد کرد:

تصور کنید که شما میکروکنترلر پرینتر سه بعدی هستید و فهرستی طولانی از دستورات جی‌کد دارید که باید آنها را به جسم سه بعدی فیزیکی تبدیل کنید: برای تحقق این امر به چه اطلاعاتی نیاز دارید تا در سفت افزار ذخیره شوند؟ بله، کمی احمقانه به نظر می رسد، اما این تمرین، متغیرهای پیکربندی را برای شما روشن و شفاف می کند.

به فهرست من در زیر نگاهی بیندازید و با گزینه های خودتان مقایسه کنید:

  • تعداد اکسترودرها- پرینتر سه بعدی چند اکسترودر دارد؟
  • بستر گرم شونده- آیا بستر گرم شونده موجود است؟
  • موقعیت سوئیچ های محدود کننده- آیا سوئیچ های محدود کننده در حداقل یا حداکثر راهنمای خطی خود هستند؟
  • سنسور تنظیم خودکار (Z probe)- آیا سنسور تنظیم وجود دارد؟ اگر نه، پس فاصلۀ اکسترودر از بستر ساخت چقدر است؟
  • تبدیل چرخش موتور استپر به حرکت خطی- در هر محور، حامل با هر چرخش موتور استپر چقدر حرکت می کند؟
  • حجم ساخت- حداکثر میزان جابجایی برای هر محور چقدر است؟
  • جهت- آیا چرخش ساعتگرد یا پادساعتگرد در هر موتور استپر منجر به حرکت مثبت می شود؟
  • اکستروژن فیلامنت- در هر چرخش درایو استپر اکستروژن چه مقدار فیلامنت اکسترود می شود؟
  • سرعت- حداکثر سرعت هر موتور چقدر است؟

این فهرست بیشتر شامل ویژگیهای بصری است که باید توسط فایل پیکربندی تعریف شوند، اما هنوز ناقص است. با وجود این، امیدوارم متوجه شده باشید که متغیرهای پیکربندی چقدر مهم هستند و چرا تعداد آنها بسیار زیاد است. پیش از این که مثالی از متغیرهای پیکربندی ارائه دهم، ذکر این نکته ضروری است که، همانند سیستم عامل های مختلف کامپیوتری (مثلاً ویندوز، لینوکس و MacOS)، فریمورها نیز انواع مختلفی دارند؛ در بین سفت افزارهای گوناگون، این متغیرهای پیکربندی می توانند دارای نام، ورودی و موقعیت متفاوتی باشند. برای ساده نگه داشتن بحث، از RepRapFirmware مثال می آوریم. بدون شک یکی از مهم ترین متغیرهای پیکربندی، تبدیل پالس پله ای به مسافت خطی است، که در فهرست من به عنوان پنجمین مورد ذکر شد.

میکروکنترلر، برای حرکت دادن موتورها، پالس های پله ای را به درایورها ارسال می کند. برای این که میکروکنترلر به درستی حامل ها را به مختصات جدید منتقل کند، باید دقیقاً بداند که با ارسال هر پالس هر کدام از حامل های چاپگر سه بعدی چقدر حرکت می کنند. این تبدیل پالس پله ای به فاصله خطی به شیوۀ نصب و تنظیم بخش انتقال نیرو بستگی دارد (به عنوان مثال پولیِ 20T یا پولیِ 16T یا پیچ انتقال قدرت)، و بنابراین هر محور، از جمله درایو اکستروژن، می تواند تبدیل پالس پله ای به مسافت خطیِ متفاوتی داشته باشد. در زیر یک کدِ اسنیپت آمده که در RepRapFirmware برای تنظیم متغیرهای پالس پله ای به مسافت خطیِ هر محور و درایو اکستروژن استفاده می شود:

M92 X80 Y80 Z1200 E410

دستور M92 به RepRapFirmware می گوید که برای پیمودن یک میلیمتر مسافت خطی در محورهای مربوطه به چند پالس پله ای نیاز است. در این مثال، حامل های X و Y به ازای هر 80 پالس پله ای 1 میلیمتر حرکت می کنند، در حالی که محور Z با هر 1200 پالس 1 میلیمتر جابجا می شود. واضح است که بازۀ پالس پله ای در میلیمتر محدود است. اگر کنجکاو هستید باید بگویم که پرینتر سه بعدی که این گام در میلیمتر خاص را دارد، در محورهای X و Y از پولی و در محور Z از پیچ انتقال قدرت بهره می برد. وارد کردن اشتباه گام در میلیمتر منجر به چاپ هایی با عدم دقت ابعادی می شود زیرا میکروکنترلر تصور می کند که مسافتی را پوشش می دهد که با واقعیت مطابقت ندارد. پارامتر E باز هم به اکسترودر اشاره دارد. در اینجا 410 پالس پله ای طول می کشد تا یک میلیمتر فیلامنت اکسترود شود.

و این فقط مقدمه ای کوتاه در مورد متغیرهای پیکربندی در چاپگر سه بعدی و درک اهمیت آنها بود!

فریمور مناسب برای پرینتر سه بعدی

هنگام خرید مادربرد، نه تنها یک سخت افزار، بلکه سفت افزار یا FirmWare را نیز میخرید. در برخی موارد نادر، امکان تغییر سفت افزار (فریمور) در مادربرد/میکروکنترلر وجود دارد، اما معمولاً فریمور برای کار با گروه کوچکی از بُردها که طرح و میکروکنترلر مشابهی دارند، طراحی می شوند. به نظر من، فریمور در واقع نرم افزاری است که یکبار آنرا راه اندازی می کنید و سپس فراموش می شود. به همین دلیل، اگر یک مادربرد دست دوم برای پرینتر سه بعدی خریدید، اگر قابلیت تغییر ورژن را داشت، بهتر است آنرا به صورت آنلاین به روز رسانی کنید تا با اجزای جدید دیگر خوانایی پیدا کند، چون بعید است که مالک قبلی بروز رسانی را انجام داده باشد (اگر فردی آماتور هستید حتما درباره بروزرسانی فریمور از یک فرد ماهر مشورت بگیرید).

حالا مثالهایی از سازندگان Firm Ware مناسب پرینترهای سه بعدی میزنیم:

سه فریمور Marlin – Smoothie – RepRapFirmware را در نظر بگیرید.

بسیاری از firmware های دیگر هم هست که البته نسخه های اصلاح شده همین مارک Marlin هستند. در گذشتۀ نه چندان دور، همۀ مادربردهای پرینترهای سه بعدی ارزان قیمت با میکروکنترلرهای 8 بیتی Marlin کار میکردند، در حالی که پردازنده های گران قیمت 32 بیتی از Smoothie یا RepRapFirmware استفاده میکردند؛

یعنی اگر به دنبال چاپ سه بعدی صیقلی و ابریشمین با جزئیات دقیق و غنی بودید، باید هزینۀ Duet Wifi (RepRapfirmware) یا Smoothieboard را تقبل می کردید.

reprap
REPRAP FirmWare

امروزه marlin 2.0 وجود دارد که میتواند روی بردهایی با پردازندۀ 32 بیتی ARM کار کند. این امر به سازندگان آماتور پرینتر سه بعدی اجازه میدهد که با استفاده از کنترلر Panucatt Re-ARM (جایگزین Ardunio Mega) به همراه یک RAMP بتوانند یک مادربرد 32 بیتی بسازند که هزینۀ آن نصف Duet Wifi و Smothieboard در می آید.

اغلب در سایت Reddit و سایر تالارهای گفتگوی اینترنتی انگلیسی زبان، مباحثی پیرامون بهترین FirmWare شکل می گیرد. دوباره مارک marlin را در نظر بگیرید:

افراد زیادی برای مدت های طولانی از سفت افزار Marlin کرده اند. طبق نظر اکثر کاربران در فرومهای تخصصی پرینتر سه بعدی، Marlin معمولی ترین عملکرد را دارد، اما قابلیت سفارشی سازی که دارد باعث می شود ارزش وقت اضافی برای تنظیم صحیح و مناسب را داشته باشد.

پروژه های پرینتر سه بعدی غذایی و پرینترهای سه بعدی خانگی، هر دو توسط فریمور marlin انجام شده اند. این پروژه ها می توانستند با مادربردها و سفت افزارهای مختلفی انجام شوند، اما مادربرد Arduino + RAMPs که برای کار با Marlin سازگار گشت، بسیار ارزان بود. (ایده ال برای پروژه های دانشگاهی که پول بیشتر از زمان اهمیت داشت).

فریمور مارک Smoothie در زمان خودش گزینۀ بسیار خوبی برای ورود به میکروکنترلرهای 32 بیتی بود، اما به نظر می رسد که امروزه پشتیبانی کمتری نسبت به سایر «فریمورها» دارد و افراد به طور پیوسته بردهای Smoothie خود را برای اجرای Marlin 2.0 مجهز می کنند.

هنگامی که ساخت یک چاپگر سه بعدی با اکسترودرهای دوگانه به میان می آید، میتوان از فریور RepRapFirmware نام برد. بعد از راه اندازی مادربرد پرینتر3بعدی برای نخستین بار، متوجه خواهید شد که RepRapFirmware با چه شیوه ای کار می کند؛ راه اندازی سفت افزار تقریباً بلافاصله انجام شده و امکان تغییر مستقیم فایل های پیکربندی در برنامۀ میزبان وجود دارد. هنگام ساخت چاپگر3بعدی به پیچیدگی دو اکسترودر، پیکربندی سریع یک موهبت الهی محسوب میشود! آیا از فکر این که مجبور شوید هر بار برای ایجاد یک تغییر کوچک در فایل پیکربندی فریمور Marlin، دهها بار بالا و پایین رفته و کل سفت افزار را بازسازی کنید، دیوانه نخواهید شد؟!

بنابراین، در مقایسۀ بهترین فریمورها مناسب 3D Printer به چنین نتیجه ای می رسیم؟

  • اگر در حال طراحی و ساخت یک چاپگر سه بعدی منحصر به فرد هستید که دقت پرینت و عملکرد صحیح، برایتان بسیار مهم است و بحث هزینه ندارید؛ بهتر است از RepRapFirmware یا هر شرکت قوی دیگر سازنده فریمور که آپدیت های منظمی دارد، استفاده کنید. با این کار در وقت و انرژی خود صرفه جویی قابل توجهی خواهید کرد.
  • اما اگر در حال ساخت یک چاپگر سه بعدی ارزان هستید که طراحی آن به صورت آنلاین منتشر شده و دارای فایل پیکربندی قابل دانلود برای Marlin است، بهتر است با استفاده از مادربردهای ارزان قیمت در هزینه صرفه جویی کنید.

برای پایان دادن به این بخش، در مورد یک فریمور بنام Klipper صحبت میکنیم، که از شیوۀ دیگری برای پردازش جی‌کد استفاده می کند. اکثر اطلاعات بروز درباره این فریمور را باید در منابع خارجی بخوانید؛ اما خلاصه اش اینست که در FirmWare کلیپر، بجای اینکه میکروکنترلر پرینتر سه بعدی، پردازش الگوریتمهای سینماتیک را انجام دهد (که محاسباتی فشرده برای حرکت اکسترودر به شمار می روند)، این محاسبات در یک مینی کامپیوتر میزبان مانند Raspberry Pi انجام می شود؛ آنگاه سخت افزار قویتر Raspberry Pi می تواند محاسبات حرکتی پیشرفته تری را نیز انجام دهد که امکان چاپ سریع تر و باکیفیت تر را فراهم میکند. به نظر میرسد این رویکرد واقعاً منحصر به فرد باشد و باید ببینیم چه کسانی در پروژه های اوپن سورس ساخت پرینتر سه بعدی از آن استفاده خواهند کرد.

Firmware قدرت فوق العاده ای به پرینتر سه بعدی شما میبخشد

در بخشهایی قبلی این مقاله چندین محصول معروف FirmWare برای چاپگر سه بعدی وجود دارد، از جمله RepRap، Repetier، Marlin، Klipper را خلاصه توضیح دادیم. اکنون در بخش انتهایی میخواهیم دو مارک بسیار معروف جهان در دنیای فِریموِر چاپگر سه بعدی را با هم مقایسه کنیم.

فریمور

مقایسه فِرم وِرهای Klipper با Marlin

«مارلین» | marlinfw.org | از سال 2011 رسما منتشر شد (توسط Erik van der Zalm برای Ultimaker توسعه یافت و طوری طراحی شد که بر روی میکروکنترلرهای 8 بیتی ارزان قیمت کار کند). Marlin بتدریج به گزینۀ غالب و مسلط بازار تبدیل گشت و این سفت افزار (یا مشتقات آن) در اکثر چاپگرهای سه بعدی FDM یافت می شوند.

«کلیپر» | klipper3d.org | اولین بار در سال 2016 توسط Kevin O’Connor منتشر شد و رویکرد بسیار متفاوتی در کنترل پرینتر سه بعدی دارد. با توجه به این که میکروکنترلرهای کوچک محدودیت هایی را برای چاپگر3بعدی به وجود می آورند، «فریمور کلیپر» بخش عمده ای از محاسبات ریاضی را به دوش دستگاهی قوی تر (معمولاً Raspberry Pi) می اندازد.

از نظر تئوری، این امر به «کلیپر» امکان می دهد که کنترل محاسباتی شدیدتر و دقیق تری را اعمال کند که می تواند منجر به افزایش خوب سرعت و کیفیت چاپ شود.

پرینت3بعدی
در قطعه سمت راست بهبود چشمگیری کیفیت چاپ بواسطه استفاده از فریمور klipper مشهود است.

با این حال، ساختار سخت افزاری «مارلین» هم با توجه به ساختار رقیبش «کلیپر» تا حدودی بهبود یافته، زیرا نسخۀ 2 آن از کنترلرهای قوی تر 32 بیتی نیز پشتیانی می کند و قابلیت های جدیدی نیز به آن افزوده شده است.

به غیر از تفاوت های طراحی، مارلین و کلیپر از نظر قابلیت ویرایش کد، سهولت نصب و موارد دیگر با هم تفاوت دارند. فکر میکنید تقابل این دو چگونه است و در آینده چطور می تواند باشد؟

معماری فریمور مارلین و کلیپر

فریم ور

«مارلین» سفت افزاری است که به صورت کلاسیک اجرا می شود؛ به زبان ++C نوشته شده و می تواند برای طیف وسیعی از بردها و چاپگرها بخوبی پیکربندی شود. پس از تنظیم و سوار شدن روی کنترلر، برای کار فقط به یک صفحه کلید یا دکمه ورودی چرخشی نیاز دارد و می تواند جی‌کد را به صورت محلی (Local) از یک کارت خوان SD بخواند. Marlin 2.0 در سال 2019 با پیشرفت در عملکرد، بهبود ثبات و قابلیت پشتیبانی از بردهای 32 بیتی معرفی شد. این نسخه همچنان می تواند بر روی بردهای 8 بیتی اجرا شود، هرچند کمبود حافظه اش به این معنی است که باید از برخی ویژگیها چشم پوشی کرد.

در حالی که از «کلیپر» به عنوان سفت افزار جایگزین برای «مارلین» نام میبرند، واقعیت کمی پیچیده تر است. اصل طراحی Klipper بر این پایه شکل گرفته که نقش کنترلر ساده تر شود، بطوری که تنها بر روی تعامل با موتورهای استپر، گرم کننده ها، سنسورهای کالیبراسیون و فاصله یابی مثل ABL و غیره متمرکز شود. بنابراین تمام محاسبات جزئی مرتبط با تبدیل کدهای دستوری جی‌کد به حرکات چاپگر باید در کامپیوتری جداگانه و قدرتمندتر انجام شود. به طور معمول، این وسیله همان برد مداری معروف Raspberry Pi است، هرچند سایر بردهای مبتنی بر لینوکس قادر به انجام این کار خواهند بود.

برای انجام این کار، سفت افزار کلیپر (نوشته شده با زبان برنامه نویسی C) روی برد یا بردهای کنترلر چاپگر شما نصب شده و سپس توسط USB به Raspberry Pi متصل میشود. Pi نرم افزار «کلیپر» را که «کلیپی Kllippy» نامیده میشود و بیشتر با زبان برنامه نویسی پایتون نوشته شده، اجرا می کند – جی‌کد را می خواند، محاسبات مورد نیاز را انجام می دهد و جریانی از دستورالعمل های زمان بندی شده را برای کنترلر ارسال میکند تا همگام سازی به بهترین شکل حفظ شود.

یکی از پیامدهای این رویکرد این است که صفحه نمایشی که معمولاً در چاپگرهای سه بعدی- و متصل به کنترلر- وجود دارد فقط یک وسیلۀ جانبی محسوب می شود و لزوماً راه اصلی کنترل و نظارت بر چاپ نخواهد بود. اگرچه «فریمور کلیپر» پشتیبانی فزاینده ای از انواع نمایشگرهای چاپگر سه بعدی دارد، اما رایج ترین روش، استفاده از رابط کاربری جایگزینِ متصل به Raspberry Pi است.

پیکربندی فریمور Marlin و Klipper

motherboard
مادربرد 32 بیتی روند رو به رشد بازار چاپگر3بعدی متریال فیلامنت خواهد بود – بنابراین فریمور مناسب این مادربردها کدامند؟

تغییرات در پیکربندی «مارلین- به عنوان مثال برای تعویض یا ارتقاء یک جزء- شامل ایجاد تغییرات در یک یا دو فایل پیکربندی (configuration.h و configuration-adv.h) می شود. این فایل ها «دستورالعمل های کامپایلر» هستند و همۀ آنچه برای ساخت سفت افزار نیاز است را به کامپایلر می گویند.

ایجاد تغییرات در این موارد می تواند برای مبتدیان ترسناک و دلهره آور باشد، اما این امر با در دسترس بودن پیکربندی های از پیش آماده برای اکثر پرینترهای رایج جبران می شود. در ضمن، تعداد زیادی ویدیو و مطلب آنلاین و همچنین تنظیمات ساده مانند TH3D وجود دارد. با این حال، هرگونه پیکربندی جدید نیاز به تعویض و بروزرسانی سفت افزار دارد و کار افراد نابلد نیست زیرا این شخص باید مفاهیم الکترونیک و برنامه نویسی و ساختار 3D Printer را درک کرده باشد.

پیکربندی فریمور «کلیپر» در فایلهای متنی قابل ویرایش نگهداری می شود که هنگام بالا آمدن نرم افزار کلیپر خوانده میشوند. ایجاد تغییرات در این فایل ها نسبتاً آسان است و به دلیل عدم نیاز به فلش کردن مجدد کنترلرها، تغییرات سریع انجام می شود. این امر برای کسانی که در حال ساخت دستگاهی جدید از ابتدا هستند یا کسانی که نیاز به ایجاد چندین تغییر در پیکربندی دارند، مناسب و جذاب است.

با این وجود، در حالی که به روز رسانی «کلیپر» آسان تر است، فعلا از نظر دسترسی به کمک های آنلاین با سفت افزار «مارلین» قابل مقایسه نیست. همچنین، از آنجا که «کلیپر» خیلی سریع تکامل یافته است، دستورالعمل های پیکربندی آنلاین مربوط به یک سال پیش لزوماً بروزترین نیستند.

مقایسه سهولت نصب Marlin و Klipper

سفت افزار

نصب یا بروز رسانی «مارلین» به معنای فلش کردن سفت افزار جدید (که به درستی پیکربندی و کامپایل شده) بر روی کنترلر هدف است. شیوۀ کار بسته به نوع دستگاه متفاوت است، اما معمولاً توسط USB یا کارت SD انجام میشود.

«کلیپر» نیز از شما می خواهد که سفت افزار با پیکربندی مناسب را روی کنترلر چاپگر سه بعدی نصب کنید و روند کار تقریباً یکسان است. در برخی موارد، شاید لازم باشد که برای انجام این مرحله صفحه نمایش چاپگر را قطع کنید. همانطور که اشاره کردیم، تفاوت در این است که هر بار تغییرات پیکربندی انجام می شود، بروز رسانی سفت افزار کنترلر ضروری نیست.

نصب بخشهای فریمور «کلیپر» که روی Raspberry Pi اجرا می شوند دشوارتر است و نسخه های اولیه خیلی سریع به پیچیده بودن و مناسب نبودن برای کاربران بی تجربه شهرت یافتند. با این حال، این امر هم با بهبود اسناد و توضیحات KIAUH (راهنمای نصب و به روز رسانی کلیپر) تغییر کرده است.

KIAUH : Klipper Installation And Update Helper : نرم افزاری است که مراحل نصب فریمور کلیپر و اجزای اضافی را نشان می دهد.

ادغام با افزونه ها (Add-Ons) در سفت افزار چاپگر3بعدی marlin و klipper

فریمور پرینتر3بعدی

برای بسیاری از کاربران، تقویت فریمور «مارلین» با نرم افزارهای اضافی مدیریت پرینتر سه بعدی مانند OctoPrint به یک «ضرورت» تبدیل شده است. ترکیب مارلین و OctoPrint بسیار قدرتمند است. بطور ویژه، توانایی نظارت بر چاپ از راه دور با استفاده از ویدئو، قابلیت عکسبرداری وقفه زمانی از پرینت (TimeLapse)، ویژگی Spaghetti Detective (برای تشخیص و توقف خودکار چاپهای ناموفق) و گزینه های exclude-region یا cancel-object برای توقف انتخابی چاپ هایی که بخشی از آنها خراب شده، همگی ارزشمند هستند.

فریمور «کلیپر» را نیز می توان با چند گام ساده برای کار با OctoPrint پیکربندی کرد. در ضمن، افزونه ای به نام OctoKlipper قابلیتهای سازگار با «کلیپر» را ارائه می دهد. با این حال، رابطۀ بین این دو چندان راحت نیست. OctoPrint منابع Raspberry Pi را، که «کلیپر» می خواهد از آنها استفاده کند، مصرف می کند و مهم تر از همه، OctoPrint جریان جی‌کد را به گونه ای قطع می کند که برای کلیپر خوشایند نیست.

به این دلایل، جهان اوپن سورسی فریمور کلیپر در طی چند مدت دگرگون شد؛ اول، انقلاب سریع رابط های کاربری اختصاصی برای «کلیپر» مانند Fluidd و Mainsail رخ داد. این رابط های کاربری پنل کاربری مملو از اطلاعات، دسترسی آسان به کارکردهای «کلیپر»، پشتیبانی از وب کم و موارد دیگر را ارئه می دهند. ما همچنین شاهد توسعۀ یک واسط برنامه نویسی کاربردی (API) به نام Moonraker برای Klipper FirmWare هستیم. بسیاری از افزونه های OctoPrint برای استفادۀ مستقیم از این API در حال تغییر هستند.

مقایسه عملکرد و کیفیت پرینت Klipper – Marlin : FirmWare

سفت افزار چاپگر3بعدی

«marlin و klipper» دارای عملکردهای تقریبا یکسانی هستند، اما «کلیپر» از چندین ویژگی منحصر به فرد و پیشرفته پشتیبانی می کند؛ مثلا:

  • Kinematics and resolution – حرکت و سیستماتیک: سفت افزار «کلیپر» از پردازش حرکتی پیچیده تری استفاده کرده و با جزئیات دقیق تری کار می کند. این سفت افزار می تواند گام در ثانیۀ بیشتری از مارلین داشته باشد، که این امر کیفیت چاپ و بویژه سرعت چاپ را بهبود می بخشد.
  • Linear/Pressure advance – سازگاری با اکسترودر: «فریم ور مارلین» دارای ویژگی Linear Advanse برای مدیریت بهتر جریان اکسترود و بهبود کیفیت و وضوح گوشه های مدل است. درحالیکه نسخۀ مربوط به «کلیپر» Pressure Advance نام دارد که از روش کالیبراسیون کمی متفاوت استفاده می کند که اغلب کاربران کار با آنها را راحت تر و دقیق تر می دانند. الگوریتم پیشرفته تر آن نیز عملکرد سفت افزار را بهبود می بخشد. البته بهتر است مطالب مربوط به این ویژگی سفت افزار Klipper را از رفرنسهای آن مطالعه کنید زیرا با برخی تنظیمات نرم افزارهای اسلایسر فعلی، مانند گزینه coasting یا همان Retraction ناسازگار است (coast – اکسترودر شما را در فاصله کوتاهی قبل از پایان ریزش خاموش می کند تا فشار ایجاد شده در داخل نازل را از بین ببرد “حالت ریترکشن یا پس کششی فیلامنت مذاب”. معمولا این گزینه در اسلایسرها فعال است و مقدار بیش از حد آن باعث میشود که در انتهای هر وجه قطعه، پرزهایی نازک یا ضخیم فیلامنت ظاهر شود و بنام خطای Stringing یا پرزی شدن مشهور است).
  • Input Shaping: این ویژگی منحصر به فرد برای «سفت افزار کلیپر» است و اخیراً مورد توجه بسیاری از کاربران قرار گرفته است. این ویژگی می تواند رزونانس هایی را که به شکل «پولک» و «حلقوی» و دیگر شکلهای تکراری ظاهر می شوند (در عکس فوق بخش اشاره شده PA)، لغو کند. این کار به شکل قابل توجهی به صورت نیمه خودکار با استفاده سنسور شتاب سنج متصل به پرینت هِد انجام میشود تا هارمونی و ارتعاشاتی را که با افزایش سرعت چاپ به مسئله تبدیل می شوند، به دقت اندازه گیری کند.
  • Multiple Controllers: این آیتم شاید چندان مهم به نظر نرسد، اما برای کسانی که می خواهند از تمام امکانات پرینت سه بعدی استفاده کنند جالب خواهد بود. Klipper، افزودن چند موتور استپر اضافی یا سایر لوازم جانبی را بسیار آسان کرده است. «کلیپر »حتی می تواند Raspberry Pi را به عنوان یک کنترلر اضافه کند و از پین های GPIO آن برای پشتیبانی از دستگاه های خارجی اضافی بهره ببرد.

خب، این ویژگیها را مرور کردیم اما تفاوتهای عملکردی دیگری نیز بین دو سفت افزار Marlin و klipper وجود دارد:

بعنوان مثال، «مارلین» از مجموعه ای غنی از «Flavor»های جی‌کد پشتیبانی می کند. «کلیپر» از گزینه های کلیدی G-Code پشتیبانی می کند گرچه در استفاده از کلان دستورها (macros) بیشتر دچار لغزش می شود؛ Klipper انعطاف پذیری خوبی در مواردی مثل افزودن دکمه های جدید در رابط کاربری گرفته تا کنترل مشروط چاپگر به اپراتور میدهد.

فریمور کلیپر یا مارلین؟ کدام برای پرینتر3بعدی شما مناسب تر است؟

firmware

با پیشرفت دنیای چاپگرهای سه بعدی، سفت افزار «مارلین و کلیپر» به تکامل و پیشرفت خود ادامه خواهند داد. پس انتخاب درست برای امروز چیست؟ جواب این پرسش به عوامل زیادی بستگی دارد.

«فریمور مارلین»:

  • اخیرا قابلیت استفاده بر روی مادربردهای 32 بیتی را دارد که در اکثر قریب به اتفاق پرینترهای سه بعدی با کیفیت اسمبل میشوند.
  • Marlin، رفرنسهای آموزشی خوبی دارد، نصب و پیکربندی آن نسبتاً ساده است و وقتی با نرم افزار مدیریت چاپگر سه بعدی OctoPrint ترکیب شود، عملکردی چشمگیر و متناسب با هر چاپ ارائه میدهد.
  • به نظر می رسد که این سفت افزار همچنان به عنوان گزینۀ پیش فرض تولید کنندگان چاپگرهای سه بعدی باقی خواهد ماند.
  • مارلین، فریمور مرسوم، بی دردسر و نسبتا ارزانتری است که عرف بازار است و آماتورها هم کمابیش میتوانند با آن کار کنند.

«فریمور کلیپر»:

  • پیکربندی klipper پیچیده تر است و کار آماتورها نیست گرچه با کمک نرم افزار KIAUH این روند تدریجا بهبود خواهد یافت.
  • «کلیپر» از طیف نسبتا گسترده ای از سخت افزارها پشتیبانی می کند، اما فعلا انتخابهای محدودتری نسبت به مارلین دارد.
  • هزینه بیشتری دارد و نیاز به سخت افزار جانبی خواهد داشت.
  • برای افراد حرفه ای که به دنبال بهبود چشمگیر کیفیت چاپ و سرعت print بالا هستند یا میخواهند 3D Printer دست ساز برای خود بسازند یا آنرا اصلاح کنند، سفت افزار کلیپر چندین برتری و مزیت جذاب دارد.
  • klipper، هسته برنامه نویسی جدیدی تری داشته و فریمور آینده داری برای چاپگر سه بعدی است و تغییرات و بهبودهای زیادی را ارائه خواهد کرد.

خب، به انتهای این مقاله رسیدیم. امیدواریم که توانسته باشیم اطلاعات کلی مورد نیاز درباره فریمور چاپگر سه بعدی را کسب کرده باشید. اگر اطلاعاتی درباره firmware چاپگر سه بعدی دارید یا محصولات جدیدتری را میشناسید، خوشحال میشویم آنها را به اسم خودتان در بخش کامنتیگ مطرح کنید.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Enter Captcha Here : *

Reload Image