Arduino Due 是否值得购买作为 deltabots 的控制器电子设备?

3D打印 电子产品 坡道-1.4
2021-05-24 13:14:25

久而久之,我听到人们说 delta 逆运动学将 atmega2560 推向了极限。我在我当地的供应商 Arduino Due 上看到,RAMPS-FD 是最便宜的 32 位替代品。但是关于它的文档并不多,因此欢迎任何意见或个人经验。

  • 真的是基于 2560 的电子设备如此滞后以至于打印质量受到影响吗?
  • Marlin4Due 对自动校准有很好的支持吗?
  • 除了ramps1.4之外还有什么要注意的吗?

(我正在计划我的第一个 delta。不过 2560 似乎与我以前的 xy 机器人完美配合。)

1个回答

8 位 Atmega 可以提供 Marlin 的基本增量性能(例如 40mm/s 打印速度)或 Repetier 的相当好的性能(由于更优化的算法)。对于像基本的 Mini Kossel 这样的小而简单的 delta,8 位可能没问题。如果您想进行高速打印或使用任何更高级的功能,您应该选择 32 位。

当你想做一些对 MCU 征税的事情时,8 位的大问题就会出现。Delta 运动学已经在所有常规打印机功能(如命令解析、运动规划和加热器控制)之上添加了许多额外的数学运算。例如,将其中任何一个添加到 8 位 Delta 都可能导致问题:

  • 床倾斜补偿“自动调平” ——坐标空间旋转变换为每个运动段添加了大量额外的浮点计算。这确实对 8 位 Atmega 征税,因为它没有原生浮点支持。(请注意,诸如 RichCattell Marlin 前叉中的预打印自动校准与床倾斜补偿不同,并且不会增加任何运行时处理器负载。)
  • 全图形 LCD——刷新 LCD 屏幕以显示动画和状态报告需要惊人的马力。众所周知,8bit Marlin 在 delta 上运行 GLCD 时会出现卡顿和打印质量问题。
  • 高分面(平滑)曲线,尤其是在 USB上——gcode 命令处理的高速率占用了大量时钟周期,特别是在将 USB 通信作为最高优先级中断运行的固件中。

Due(或其他 32 位板选项)为您做的是消除 MCU 的瓶颈,以便您可以更努力地推动打印机或利用增加处理器负载的功能。这就是为什么它们更好的原因:

  • 在简单的时钟速度方面,Due/Duet/Alligator/etc 中的 SAM3X8E 比 Atmega 2560 快约 5 倍,Smoothieboard/MKS-SBASE/etc 中的 LPC1769 快约 7 倍。但它们实际上比单独的时钟速度所暗示的性能要高得多,因为 32 位架构和原生浮点支持意味着复杂计算所需的时钟周期要少得多。
  • 它们还具有更多 RAM,这意味着固件可以管理更多功能,并在运动规划时看得更远。
  • 它们还有更多的程序空间,这意味着固件可以在需要时编译为单一的全功能构建,涵盖所有可能的打印机(如 RepRapFirmware 和 Smoothieware 所做的那样),因此最终用户不必编辑和编译代码在 Arduino IDE 中配置固件。Atmega 线需要固件中的数百个条件编译语句,以从二进制文件中排除未使用的功能,以减少内存占用。

尽管如此,从 8 位 Atmega AVR 到 32 位 ARM Cortex-M3 的转换仍然只是从 1990 年代末处理器到 2000 年代初处理器的升级。无论如何都不是“现代的”。(例如,Redeem 和 MachineKit 使用的 BeagleBone Black 在处理能力和内存方面完全击败了 Due。但这些选项目前具有陡峭的学习曲线。)由于打印速度非常快且具有许多功能,Due 仍然会陷入困境启用。这是对 Atmega重大升级,但我预测它会在未来几年内被速度更快的控制器所取代。即将推出的下一代控制器板的公告已经陆续发布。

总而言之,答案是肯定的,如果您想要一台高性能打印机,Due-type 板是一个不错的选择。它将满足当今 99% 以上的用户需求。但它会在几年内被更换,就像现在正在更换 Atmegas 一样。

至于特定的 Due shields,我强烈建议不要使用 RAMPS-FD。它在设计完成之前被亚洲公司克隆出售,这似乎导致原始设计师在解决所有错误之前放弃它。RAMPS-FDv1 有一些令人讨厌的设计缺陷,例如在刷新固件时会打开加热器。RAMPS-FDv2 更好,但由于电路中未解决的问题,旨在使其与 3v3 板(如 Due)和 5v 板(如 Mega)兼容,因此可能会遇到不可靠和古怪的行为。(例如,热敏电阻电压参考电路需要修改才能正常工作,并且 3v3-5v 电平转换器中似乎存在时序问题。)

RADDS是一个很好的Due盾。它是 RAMPS-FD 的更简单、更可靠、更紧凑的版本。它在德国非常受欢迎,最近(2015 年底)在美国上市销售。

我还建议购买 Due R3-E 而不是常规的 Due R3。有趣的是,“E”版本似乎消除了当电路板首次以低于标称电压供电时可能发生的一些固件启动问题。

Due 的一个可能的缺点是 Arduino 刚刚宣布他们不再生产它。所以从现在开始所有新的到期板都将由第 3 方制作。这不一定是坏事,因为它是开源的,许多其他公司肯定会继续制造它们,但 Arduino 不会再制造了。

对于使用与 Due 相同的 SAM3X8E 处理器的单板选项,Duet 0.8.5 正变得非常流行。(它运行 RepRapFirmware,它具有一些很棒的 Delta 功能。)鳄鱼运行 Repetier。还有其他几个测试版/实验/开发板也在工作中。与其他各种选项相比,社区似乎正在转向 Due 和 Due-compatible 板。