تنظیم PID پرینتر سه بعدی تغییرات دما را کاهش می دهد و کیفیت چاپ را بهبود می بخشد. برای یادگیری نحوه  تنظیم PID پرینتر سه بعدی، این مقاله را بخوانید.

مفهوم PID

اگر قبلاً با پرینتر سه بعدی کار کرده اید، با اجزای گرمایشی دستگاه آشنایی دارید.

اگر بستر گرم داشته باشید، احتمالاً دو جز heating دارید: یکی برای نازل و دیگری برای بستر.

این اجزای گرمایشی معمولاً از گرمایش متناسب-انتگرال-مشتق (PID) استفاده می کنند.

گرمایش PID به الگوریتم های مربوط به نسبت، انتگرال و مشتق دمای عناصر گرمایش متکی است.

نسبت یا کسر دمای واقعی به دمای درخواستی است.

انتگرال یک خطای تاریخی در روند گرمایش برای دمای واقعی در مقابل دمای مورد انتظار است.

سرانجام، مشتق سرعتی است که دمای واقعی از بالا یا پایین دمای درخواست شده تغییر می کند.

گرمایش PID چگونه کار می کند؟

سیستم عامل دستگاه سه مقدار P ، I و D را می پذیرد و یک الگوریتم محاسبه می کند که چگونه پرینتر سه بعدی شما باید عنصر گرمایشی مورد نظر را گرم کند.

PID در مقابل Bang-Bang

گرمایش PID در پرینتر سه بعدی بیشتر از روش گرمایش جایگزین استفاده می شود: گرمایش “Bang-Bang”.

گرمایش “Bang-Bang” معمولاً توسط کوره ها و بخاری های خانه استفاده می شود

که شامل یک فرآیند اساسی برای فعال کردن عنصر گرمایشی است که دما کمتر از مقدار درخواستی باشد و با رسیدن دما آن را خاموش کنید.

گرمایش “Bang bang” برای پرینترهای سه بعدی بی تأثیر است،

زیرا اگر دمای واقعی در بالا و پایین هدف تغییر کند ، کیفیت چاپ می تواند بدتر شود.

تنظیم

اگرچه ممکن است مقادیر PID ناچیز به نظر برسد، اما در مورد پرینت سه بعدی نباید تأثیر آنها را دست کم گرفت.

اگر نازل یا بستر چاپی شما دارای تغییر دما باشد، این می تواند خطوطی را روی چاپ شما ایجاد کند (نه خطوط لایه طبیعی)، به طور قابل توجهی ظاهر قطعات چاپ شده را بدتر می کند.

به این دلیل که دمای متفاوت می تواند باعث اکستروژن متناقض شود، به خصوص اگر نازل مشکل گرمایشی باشد.

تنظیم PID به شما امکان می دهد مقادیر P ، I و D را در پرینتر سه بعدی خود تغییر دهید تا ناهماهنگی دمای عناصر گرمایش را اصلاح کنید.

در این مقاله ، ما در مورد چگونگی تنظیم PID  hot end یا بسترگرم آموزش های لازم را می دهیم.

در ادامه روند  Marlin 1, Marlin 2 و Smoothieware را به طور خلاصه شرح خواهیم داد.

با این وجود ، فرایندها برای سایر میان افزارها نیز بسیار مشابه هستند و تنها تفاوت واقعی آنها به نحو کد G بستگی دارد.

معمولاً ، اگر سیستم عامل منبع باز است ، باید ببینید که از دستورات کد G برای تنظیم PID در وب سایت توسعه دهنده سیستم عامل استفاده می شود.

نحوه عملکرد PID

همانطور که گفتیم، تنظیم PID با جایگزینی مقادیر P ، I و D در چاپگر شما انجام می شود.

این تغییرات در سیستم عامل پرینتر سه بعدی یا حافظه داخلی چاپگر نگهداری می شود

و برای هر چاپ و عملی که شامل گرم شدن باشد استفاده می شود.

هنگامی که شما یک بسترچاپ را گرم می کنید یا دمای چاپ کاملاً جدیدی تغییر می دهید،

باید یک مقدار PID تنظیم کنید تا با تنظیمات جدید خود بهترین نتیجه را بگیرید.

ساده ترین راه برای تنظیم PID عناصر گرمایشی پرینتر سه بعدی شما ارسال دستورات کد G از طریق ترمینال کد G مانند Pronterface یا ترمینال یکپارچه OctoPrint است.

مقادیر P ، I و D توسط پرینتر سه بعدی شما در هنگام تنظیم PID به طور خودکار تولید می شود.

که توسط پرینتر شما یک مقدار مشخصی از زمان را برای یک عنصر مشخص گرم می کند.

در طی این فرآیند آزمایش ، پرینتر سه بعدی شما اندازه گیری های خودکار را انجام می دهد

و سپس ، از طریق ترمینال کد G ، مقادیر محاسبه شده را از بین می برد.

هنگامی که تنظیم PID را شروع می کنید ، ابتدا تنظیم می کنید که کدام عنصر گرمایی را تنظیم کنید.

و سپس دمای مورد نظر را تنظیم کنید.

این دما باید همان دمایی باشد که قصد دارید از آن برای چاپ استفاده کنید.

در آخر ، تعداد تکرارهایی را که پرینتر باید عنصر مشخص شده را به بالا و پایین گرم کند ، تنظیم کنید ، اجازه دهید تنظیم PID شروع شود .

سپس مقادیر P ، I و D را که تازه محاسبه کرده اید ، دوباره وارد ترمینال کد G خود کنید.

در ادامه دستورالعمل های تنظیم PID در دستگاه های دارای سیستم عاملMarlin 1, Marlin 2 یا Smoothieware تشریح می شود.

اعمال پیش از تنظیمات PID

برای این فرآیند، ما به شما آموزش می دهیم که اگر پرینتر سه بعدی  از سیستم عامل Marlin (یا سیستم عامل مبتنی بر Marlin مانند TH3D Unified) یا Smoothieware استفاده شود ، آن را تنظیم کنید.

در این مقاله در مورد چگونگی تنظیم PID اولین داغ (“E0”) و بستر گرم خود صحبت خواهیم کرد.

و از آنجا که فرایندها برای هر دو متفاوت است ، ما روش را به دو قسمت تقسیم می کنیم.

قبل از انجام هر کاری ، اگر چاپگر شما Marlin را اجرا می کند، بررسی کنید که سیستم عامل پرینتر سه بعدی  بر اساس کدام نسخه از Marlin ساخته شده است (Marlin 1.X یا ۲.X).

همچنین مطمئن شوید که یک ترمینال کد G دارید.

Pronterface بسیار سازگار است و استفاده از آن آسان است

و ترمینال OctoPrint گزینه دیگری است که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر از سیستم عامل Marlin یا Smoothieware استفاده نمی کنید ،

روند کار در سایر برنامه های سیستم عامل بسیار مشابه خواهد بود ، اگر نباشد.

وب سایت شرکت سیستم عامل خود را برای یافتن دستورات مناسب برای تنظیم PID در وب سایت شرکت سیستم عامل خود بررسی کنید

و اگر نمی توانید آن را پیدا کنید ، بهترین روش این است که از روند زیر به عنوان نقطه شروع استفاده کنید.

Marlin Firmware: Hot End

اگر دستگاه شما از سیستم عامل Marlin استفاده می کند، مراحل زیر را برای تنظیم PID پایان داغ چاپ خود دنبال کنید:

• ترمینال کد G خود را باز کنید و دستگاه خود را (با ترمینال) به صفحه اصلی چاپگر متصل کنید.

  دمای نازلی را که می خواهید با آن چاپ کنید مشخص کنید

  بخاری را برای تنظیم PID انتخاب کنید (E0 ، E1 و غیره).

  انتخاب کنید چه تعداد چرخه گرمایی (تکرارهای گرم شدن عنصر به بالا و پایین از دمای هدف) را بخواهید اجرا کنید.

  هرچه چرخه بیشتر باشد ، مدت زمان بیشتری طول می کشد ، اما نتایج دقیق تر است.

  تعداد پیش فرض چرخه های گرمایش ۵ عدد است.

• “M303 E {heater number} S {target temperature} C {تعداد چرخه ها}” را وارد کنید

• سپس آن را با استفاده از ترمینال کد G خود ارسال کنید.

• به عنوان مثال ، ”M303 E0 S230 C7” اولین بخاری را با استفاده از ۷ چرخه تا ۲۳۰ درجه سانتیگراد تنظیم می کند.

• منتظر بمانید تا ترمینال روند اجرای خود را تمام کند و مقادیر P ، I و D را تکرار کنید.

• اینها به عنوان “kP ، kI ، kD” خوانده می شوند.

• “M301” را وارد کنید و سپس “P {مقدار kP تولید شده} I {تولید مقدار kI} D {مقدار تولید شده kD}” را وارد کنید و دستور را ارسال کنید.

• به عنوان مثال ، “M301 P70 I3 D65” مقادیر PID داغ جدید P = 70 ، I = 3 ، D = 65 را وارد می کند.

  برای  ذخیره این مقادیر به صفحه اصلی خود ، دستور M500 را ارسال کنید.

Marlin Firmware: Heated Bed

تنظیم PID بستر چاپ بسیار مهم است

و می تواند از خطوط لایه اضافی غیرضروری در چاپهای سه بعدی شما جلوگیری کند.

اگر دستگاه شما از سیستم عامل Marlin استفاده می کند،

مراحل زیر را برای تنظیم PID بستر گرم شده پرینتر سه بعدی خود دنبال کنید:

• ترمینال کد G خود را باز کنید.

• دستگاه خود را (با ترمینال) به صفحه اصلی چاپگر متصل کنید.

  دمای بستر گرم شده را که می خواهید با آن چاپ کنید مشخص کنید.

  نسخه مارلین خود را شناسایی کنید: اگر سیستم عامل مبتنی بر Marlin 1.X دارید ، از عنصر گرم کننده “E-1” استفاده کنید یا از “EBED” برای Marlin 2.X استفاده کنید.

  انتخاب کنید چه تعداد چرخه گرمایی (تکرارهای گرم شدن عنصر به بالا و پایین از دمای هدف) را بخواهید اجرا کنید.

  چرخه های بیشتر ، دقیق تر و زمان بیشتری برای تنظیم نیاز دارد.

  تعداد پیش فرض چرخه های گرمایش ۵ عدد است.

  “M303 E {نام سیستم عامل عنصر گرمایش} S {دمای هدف} C {تعداد دوره ها}” را وارد کنید.

• سپس آن را با استفاده از ترمینال کد G خود ارسال کنید.

• به عنوان مثال ، “M303EBED S100 C6” با استفاده از ۶ چرخه تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد، بستر گرم شده چاپگر (روی Marlin 2.X) را تنظیم می کند.

  منتظر بمانید تا ترمینال فرآیند را تمام کند و مقادیر P ، I و D را تکرار کنید.

• اینها به عنوان “kP ، kI ، kD” خوانده می شوند.

  “M304” را وارد کنید و سپس “P {مقدار kP تولید شده} من {مقدار kI تولید شده} D {مقدار تولید شده kD}” را وارد کنید و دستور را ارسال کنید.

• به عنوان مثال “M304 P70 I3 D65” مقادیر PID بستر جدید P = 70 ، I = 3 ، D = 65 را وارد می کند.

  برای ذخیره این مقادیر به صفحه اصلی خود ، دستور M500 را ارسال کنید.

Smoothieware

در ادامه راهنمای تنظیم PID انتهای گرم یا بستر روی پرینتر سه بعدی دارای سیستم عامل Smoothieware آورده شده است:

• ترمینال کد G غیر رابط کاربری وب مانند Pronterface را باز کنید.

• دستگاه خود را (با ترمینال) به صفحه اصلی چاپگر متصل کنید.

  شناسه عنصر بخاری را که می خواهید PID تنظیم کند شناسایی کنید.

• شناسه داغ “E0” و شناسه تخت گرم “E1” است.

  دمایی را که می خواهید با آن چاپ کنید مشخص کنید.

  “M303 E {نام سیستم عامل عنصر گرمایش} S {دمای هدف}” را وارد کنید.

• سپس آن را با استفاده از ترمینال کد G خود ارسال کنید.

• به عنوان مثال ، “M303 E1 S60” PID بستر گرم شده چاپگر را با استفاده از ۳-۸ سیکل تا ۶۰ درجه سانتیگراد تنظیم می کند.

• تعداد دقیق توسط Smoothieware مشخص نشده است.

• منتظر بمانید تا ترمینال فرآیند را تمام کند و مقادیر P ، I و D را تکرار کنید.

• اینها به عنوان “kP ، kI ، kD” خوانده می شوند.

  این مقادیر بلافاصله روی حافظه برد شما بارگیری می شوند، اما سیستم عامل بارگیری نمی شود.

  برای  ذخیره این مقادیر به صفحه اصلی خود ، دستور M500 را ارسال کنید.