Модернизация принтера, безопасность, калибровка и прочее

Думаю как немного модернизировать Anet A6, но в принципе вопрос актуален для любого другого подобного недорогого принтера. Понятно, что простой и скучный_вариант обновить прошивку на Marlin. Но прошивка не покрывает полный список полезных улучшений, которыми можно снабдить устройство.

Можно сделать более 'простой' вариант для разработчика, по крайней мере более творческий. Чтобы модифицировать готовую прошивку принтера без побочных эффектов, нужно иметь достаточно высокий порог вхождения. Так же есть проблема, что микроконтроллер Atmega 128 используется там почти на 100%, свой код там особенно некуда пихать, будут ограничения и по производительности и по размеру кода. Да и не все идеи можно реализовать в рамках имеющейся материнской платы, зависание микроконтроллера, сам микркоконтроллер не отработает, нет физически множества датчиков за которыми полезно было бы следить.

Мне кажется, что проще изобрести свой 'велосипед', используя свои инструменты. Оставить материнскую плату как есть. Но добавить мелкие 'улучшательства', которые могут быть полезны и для других принтеров.

Например можно добавить автоотключение принтера. Если минут 15 нет управляющих сигналов на шаговые моторы, отключаем всё. Anet A6 не отключает даже вентилятор на экструдере, шумит и зря вырабатывает ресурс.

Так же у меня была проблема в выпаданием датчика температуры из экструдера, программа 'думала' что температура экструдера 50 градусов и радостно его разогревала по максимуму, до 325 градусов, дымок из сопла показывал что-то пошло не так (благо был PLA безвредный сравнительно и сопло пережило перегрев без проблем, хотя риск есть уже при 260 градусах). Можно контролировать слишком долгий разогрев экструдера или рабочей поверхности без признаков ПИД регуляции, и если что-то не так как всегда, то отключать питание.

Без такого супервизора без присмотра принтер оставлять просто страшно для длительной работы.

Пример тут, что происходит с аналогичным, более простым и выключенным (!) устройством без присмотра кнопкой Power, но не выключенным из розетки:ПО может просто зависнуть или честно отработать сбойный G-код, с самыми неприятными последствиями.

Можно сделать некоторый аналог автоуровня. Просто тестировать уровень рабочего стола. Отправляем G-код на принтер с перемещением по 9 и более контрольным точкам и датчиком уровня определяем перекос и форму рабочей поверхности вообще.

Программа 3D принтера остается без изменений. Уровень полностью измеряем своей платой и строим карту высот типа такой:Компенсировать деформацию стола можно вручную в начальном G коде (при печати с компьютера, с оглядкой на карту высот) или перехватить управление шаговыми моторами по оси Z на некоторое время. Достаточно в момент инициализации пропустить несколько шагов при перемещении вверх или вниз, отключив в нужный момент драйвер, управляющая материнская плата и не поймет что случилось :) Тем более управляющая плата не различает осей Z1 и Z2, а иногда их нужно согласовывать.

Если брать план минимум, это крошечная плата, защита от перегрева нагревательных элементов, измеряем их ток потребления и если что-то не так отключаем питание.

Но по хорошему нужно контролировать токи шаговых двигателей, их перемещение, 2 концевика на все оси, на случай, если поступит сбойный G-код с координатами перемещения на +100500 метров. Упирается мотор, отключаем питание. Контролировать уход нулевого уровня, перекос двух осей Z, нужен хотя бы второй концевик на вторую ось Z. Может быть энкодеры, чтобы сразу определять что где-то пошел пропуск шагов.

В придачу копеечная Web камера модифицированная в режим 'микроскопа' отдалением линзы (это рабочая технология, для некоторых камер вообще дел на 5 минут), затрат на 3$, зато весь процесс под четким контролем:Что-то пошло не так смотрим по видеозаписи и логам причину произошедшего.

Так же наблюдаю что рабочий стол питается от блока питания постоянным напряжением 12В, потребляя под 100 Вт, какое-то 'кощунство'. Питать нагревательный элемент можно не стабилизированным переменным током, собрав импульсный блок питания из 2 транзисторов (обратная связь все равно по датчику температуры). Странно что упустили этот момент для удешевления и простого способа поднять мощность нагревателя, повысить рабочие температуры и снизить время выхода на рабочий режим (хотя тут возможно, что шли бы помехи на аналоговые датчики, но это решаемо).

Так же такое решение мне нравится тем что можно разбить работу на множество мелких этапов, на каждом из которых принтер остается работоспособным, можно хоть год датчики выбирать и перебирать, вообще не проблема.

Думаю достаточно платы Arduino Uno для начала, отдельного блока питания слаботочного который будет всегда включен, не стабилизированного отключаемого блока питания отдельного для питания нагревателей и далее наращивать платы расширения, АЦП, ЦАП, релейные модули, датчики температуры, тензодатчики. От компа потребуется еще 2 USB порта для новой платы (сбор статистики в лог как минимум, управление) и Web камеры.

Ну и далее провода в большом количестве, монтажные коробки, всевозможные датчики:Тут на бесконечном этапе отладки ожидается ужас-ужас :)

Может кто-то уже делал что-то подобное? Наблюдаю пока улучшения, полезные и нужные связанные с механической частью и поверхностью рабочего стола. Над электроникой и ПО работают как-то меньше.