در این مقاله درباره اصول میکرو استپ، چگونگی ارتباط آن با پرینت سه بعدی، بررسی مواردی که آن را کنترل می کند و نحوه استفاده از آن صحبت خواهیم کرد.

Microstepping چیست؟

میکرو استپ روشی است که باعث می شود استپ موتورهای پرینتر سه بعدی در مراحل کوچکتر و دقیق تری حرکت کنند.

اگر چاپگر سه بعدی دارید ، ممکن است متوجه آن موتورهای سنگین و جعبه دار شوید که حرکت را در محورهای چاپگر شما کنترل می کنند.

چاپگرهای سه بعدی معمولاً با استفاده از این نوع موتور خاص که به موتور پله ای معروف است کار می کنند.

استپ موتورها برای دقت بسیار زیاد در چاپگرهای سه بعدی، دستگاه های CNC ، حکاکی های لیزری و سایر دستگاه ها استفاده می شوند.

استپ موتورها برای چرخش مقدار مشخصی به جریانی که توسط دستگاه تأمین می شود ، اعتماد می کنند.

این چرخش خاص به عنوان یک مرحله برای موتور شناخته می شود.

هرچه مرحله موجود کوچکتر باشد ، دقت چاپگر نیز بیشتر است.

به همین دلیل است که در بعضی از دستگاه ها به شما توصیه می شود از ارتفاع لایه ای تقسیم بر ۰.۰۴ استفاده کنید

زیرا موتور پله ای دارای مرحله کامل ۰.۰۴ میلی متر است.

با این حال ، حرکت در مراحل تک و کامل تنها گزینه چاپگرهای سه بعدی به دلیل چیزی به نام میکرو استپ نیست.

مکانیزیم کار استپ موتورها

میکرو استپینگ تقسیم یک مرحله واحد به مراحل کوچکتر است.

این مراحل کوچک تر “میکرو” معمولاً کسری با مخرج است که ضریب آن ۲ است، مانند ۱۶/۱ ، ۳۲/۱ یا ۶۴/۱.

میکرو استپ به موتور این امکان را می دهد تا مسافت کمتری از یک پله واحد و کامل را بچرخاند.

اما چگونه کار می کند؟

در داخل موتور ، سیم پیچ های الکترومغناطیسی وجود دارد.

وقتی سیم پیچ نیرو دریافت می کند، آهنربا به سمت آن می چرخد که هسته موتور را می چرخاند.

آهنربادر موتور به سمت سیم پیچ ‘A’ نشانه رفته است.

وقتی سیم پیچ سمت راست ‘B’ نیرو را دریافت می کند، آهنربا می چرخد تا با سیم پیچ ‘B’ روبرو شود.

این فرایند نحوه حرکت یک مرحله کامل موتور را نشان می دهد.

برای پردازش ریزتر ، آهنربا باید رو به منطقه ای بین دو سیم پیچ باشد.

این امر هنگامی اتفاق می افتد که هر دو سیم پیچ نیرو دریافت کنند،

اما آنها کسری (مقدار میکرو استپ) نیرویی را که به طور معمول برای کل مراحل لازم دارند، دریافت می کنند.

برای جابجایی آهنربا با جهتی نزدیک به سیم پیچ ‘A’ ، سیم پیچ ‘B’ انرژی کمتری نسبت به سیم پیچ ‘A’ دریافت می کند.

چه نرم افزاری آن را کنترل می کند؟

مقدار کسر برای استپ موتورها در واقع از طریق سیستم عامل موجود بر روی دستگاه شما تنظیم می شود.

در همان زمان ، صفحه اصلی شما باید بتواند مقداری را کنترل کند، در غیر این صورت کار نمی کند (یا ممکن است چیزی را خراب کند).

به طور معمول ، مادربرد اصلی شما عامل محدود کننده خواهد بود

زیرا شما همیشه می توانید سیستم عامل جدیدی را تنظیم کنید که ریزپایگاه های کوچکتر را فعال کند.

مادربردهای اصلی مجهز به درایورهای استپ موتور هستند که محدودیتی برای ریزپردازش دارند.

برخی از مادربردها دارای پایه های بلوز متحرک فیزیکی هستند،

بنابراین می توانید به صورت دستی مقدار میکرو استپینگ صفحه اصلی را تنظیم کنید.

اما به یاد داشته باشید که سیستم عامل خود را متناسب تغییر دهید!

شما نمی توانید از میان افزارهای مجاز ۱/۲۵۶ میکرو بر روی برد استفاده کنید

که درایورها فقط قادر به کنترل ۱/۱۲۸ میکروثانیه هستند و این امر برعکس است.

در نظر بگیرید اگر یک استچ موتور با پله کامل ۰.۲ میلی متر داشتید و می خواستید حرکتی ۰.۰۰۶۲۵ میلی متر را انجام دهید.

اگر سیستم عامل شما فقط اجازه می دهد تا ۱/۳۲ میکرو استپ را انجام دهید، چاپگر شما نمی تواند چنین حرکت دقیق را انجام دهد.

درعوض ، با استفاده از کوچکترین ریز قدمهای مجاز، تا آنجا که می تواند نزدیک می شود.

اساساً هرچه مقدار مخزن کوچک (یا مخرج بزرگتر) کمتر باشد، چاپگر شما دقیق تر است.

اگر می خواهید سیستم عامل خود را طوری تنظیم کنید که از مقدار ریزپردازش دیگری استفاده کند، میان افزار Marlin گزینه خوبی است.

ممکن است در سایر برنامه های میان افزار نیز بتوانید مقدار میکرو استپ خود را تغییر دهید،

اما قبل از تنظیم صفحه اصلی خود ابتدا این مورد را بررسی کنید.

نکات منفی کار با استپ موتور

بنابراین اگر میکرو استپ های کوچکتر با چاپ های بهتر برابر است،

چرا بلافاصله چاپگر خود را به حداکثر مادربرد اصلی و سیستم عامل میکرو استپ ارتقا نمی دهید؟

خوب ، هرچه گام کوچکتر باشد، جریان موتور کمتر می شود.

به عبارت دیگر ، وقتی یک موتور پله ای یک پله کامل می چرخد ، یک پالس قدرت مشخص برای حرکت دریافت می کند.

با این حال ، وقتی میکرو استپ است، کسری از پالس طبیعی (مقدار ریز پله) را دریافت می کند.

در حالی که این حرکت دقیق تر را امکان پذیر می کند، اما به معنای گشتاور کمتری برای میکرو استپ است زیرا نبض از قدرت کمتری برخوردار است.

به همین دلیل ، موتور برای حفظ موقعیت دقیق خود باید به طور مداوم نبض دریافت کند.

این بدان معنی است که جریان بیشتری استفاده می شود.

دقت و عملکرد استپ موتورها

میکرو استپ در بعضی مواقع می تواند بسیار مفید باشد.

با این حال ، وقتی می توانید از مراحل کامل استفاده کنید گزینه بهتری است.

به این دلیل که از پذیرش و سازگاری بیشتری برخوردار هستند و گشتاور آنها بیشتر از میکرو استپ ها است.

از لحاظ تئوری ، گرچه مراحل کامل دقیق تر نیستند ، اما می توانند موقعیت های خود را قوی تر از ریز استپ ها حفظ کنند.

همچنین به خاطر داشته باشید که فقط به این دلیل که به موتورهای خود دستور می دهید حرکت های دقیق را انجام دهند ،

به این معنی نیست که این کارها انجام می شود.

اگر یک میکرو پله به اندازه کافی گشتاور موتور را تحمل نکند تا نیروهای دیگر بتوانند موقعیت خوب موتور را تحمل کنند ، موتور قادر به انجام دقیق ریز پله نخواهد بود.

به همین دلیل است که همیشه نیازی به استفاده از میکرو استپ نیست،

خصوصاً در محور Z چاپگر سه بعدی ، بسیار خوب است ، زیرا ممکن است وزن قابل توجهی (از اکسترودر و غیره) بر روی این محور فشار داشته باشد.

نمونه استپ موتورها

میکرو استپ  ها به مرور زمان به طور قابل توجهی پیشرفت کرده اند

و اکنون اگر سیستم عامل و مادربرد اجازه این کار را بدهند ، ۱/۲۵۶ میکرو استپ امکان پذیر است.

در ادامه سه پرینتر معروف سه بعدی باس قابلیت ریزپردازش آنها را ذکر کرده ایم:

• Creality Ender 3 (Pro و V2) ، مجهز به مادربرد ۳۲ V4.2.7 بیتی و مارلین ۲.۰ ، به طور پیش فرض از ۱/۱۶ میکرو ثانیه استفاده می کند.

• Prusa i3 MK3S + ، با یک مادربرد ۳۲ بیتی Einsy Rambo و سیستم عامل Prusa Marlin ، قادر به ۱/۲۵۶ میکرو پله است.

• Anet A8 ، با مادربرد اصلی و سیستم عامل اصلی مبتنی بر مارلین ، قادر به ۱/۱۶ میکرو پله است.

در زیر سه صفحه اصلی اضافی و حداکثر مقادیر ریزپردازش آنها وجود دارد:

• صفحه کلید صوتی V2: 1/256

• Duet 2 Wifi: ۱/۲۵۶

• MKS Gen L: بسته به درایورها به صورت دستی تا ۱/۳۲ قابل تنظیم است

میکرو استپ برای حرکت دقیق روی چاپگر سه بعدی خود برای چاپهای با ابعاد دقیق تر، می تواند بسیار مفید باشد.

با این حال ، هرچه مقدار ریزپردازی کوچکتر باشد،

گام های گشتاور کمتری تولید می کنند و ممکن است خراب شوند.

بنابراین ، به همین دلیل ، باید سعی کنید میزان میکرو استپینگ در چاپ را محدود کنید

وتنها در صورتیکه طرح شما اجازه آن را داد، از مراحل کامل استفاده کنید.