Marlin固件基本配置
Marlin固件基本配置
十一放假时间来源：未知更新时间：2015-02-05 11:25 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M arlin固件的时候只需要改变一下Configuration.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功能。
Marlin固件GitHub地址：github./ErikZalm/Marlin
Marlin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。
原装进口婴儿奶粉排名2. 支持圆弧（Arc Support）
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（Temperature Oversampling）
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M109S<mintemp> B<maxtemp> F<factor>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 = temp min + factor*maxe r ate，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M109 S B F，并在结束时使用M109 S0。
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（LCD Menu）
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卡支持文件夹（SD card folders）
Marlin固件可以读取SD卡中子文件夹的G-Code文件，不必是根目录下的文件。
祝福信息大全8. SD卡自动打印（SD card auto print）
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（Endstop trigger reporting）
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（Coding paradigm）
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（In terrupt based temperature measurements）
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Arduino IDE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. 通讯波特率大野狼和小绵羊
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。
#define STRING_VERSION_CONFIG_H__DATE__" "__TIME__// build date and time #define STRING_CONFIG_H_AUTHOR".abaci3d."// who made the changes.
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。
#define SERIAL_PORT 0
#define BAUDRATE 250000
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Arduino IDE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。
#ifndef MOTHERBOARD
#define MOTHERBOARD 33
#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-Box 360 203伏电源，一般都使用的是开关电源，因此定义为1。
#define EXTRUDERS 1
#define POWER_SUPPLY 1
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100k ntc热敏电阻，即1。根据注释，1要求4.7k的上拉电阻，而根据RepRap wiki，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。
// 1 is 100k thermistor - best choice for EPCOS 100k (4.7k pullup)
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。
#define TEMP_SENSOR_0 1
#define TEMP_SENSOR_1 0
#define TEMP_SENSOR_2 0
#define TEMP_SENSOR_BED 1
图  1  4.7K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。
#define MAX_REDUNDANT_TEMP_SENSOR_DIFF 10
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。
#define TEMP_RESIDENCY_TIME 10
#define TEMP_HYSTERESIS 3
#define TEMP_WINDOW    1
下面配置安全温度围的下限和上限，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°。
#define HEATER_0_MINTEMP 5
#define HEATER_1_MINTEMP 5
#define HEATER_2_MINTEMP 5
#define BED_MINTEMP 5
#define HEATER_0_MAXTEMP 275
#define HEATER_1_MAXTEMP 275
#define HEATER_2_MAXTEMP 275
#define BED_MAXTEMP 150
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。
#define EXTRUDER_WATTS (12.0*12.0/6.7)
#define BED_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Ultimaker PID参数即可。对于加热床来说，使用默认的控制方法即可。
#define PIDTEMP
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。
#define PREVENT_DANGEROUS_EXTRUDE改名申请书
#define PREVENT_LENGTHY_EXTRUDE
#define EXTRUDE_MINTEMP 170
#define EXTRUDE_MAXLENGTH (X_MAX_LENGTH+Y_MAX_LENGTH)
戒烟的好方法接下来的一大段是为了防止温度失控遭造成着火而设置的，笔者就遇到过这样的情况，当时热敏电阻没有放到喷头上，然后一直在加热，最终将PEEK烧爆炸了。这个配置的具体原理是如果测得温度在很长一段时间和目标温度的差大于某个数值，那么打印机会自动终止，从而起到保护打印机的效果。Marlin默认将这几句注释掉了，即不做这样的保护，如果用户希望做这样的保护，只需要将注释取消
即可。第一句是配置检测时间，第二句是控制温度差距。对于加热床也有类似的配置，需要注意的是，当前越来越大的热床被使用，导致加热速度很慢，要防止被误查。
#define THERMAL_RUNAWAY_PROTECTION_PERIOD 40

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