Impostare il valore step/mm – Parte 1

Una delle operazioni fondamentali da eseguire sulla propria stampante 3D, è la regolazione del valore firmware DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT

#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT   {80, 80, 3200, 625, 625, 625, 625}

ovvero i famosi Step/mm. Qualsiasi firmware presenta questa voce: per comodità e sopratutto semplicità in questa breve guida, farò riferimento ad una “branch” del Marlin ufficiale chiamata MARLIN KIMBRA (by MagoKimbra alias Alberto Cotronei). Perchè dico semplice? Cliccando QUI troverete il comodissimo configuratore online. Una volta inseriti i parametri, vi basterà scaricare il file .zip contentente il firmware per poi caricarlo direttamente in macchina. Per chi invece preferisce smanettare con il codice… nessun problema, spiegherò anche quella parte!

Materiale occorrente:

1. Pazienza
2. Pazienza
3. Un calibro digitale (anche quello dei cinesi va bene)
4. Una calcolatrice

I motori che (generalmente) muovono le nostre stampanti, sono chiamati Stepper: il motivo è semplice… perchè si muovono a Step! Anche se il movimento della nostra stampante risulta essere bello fluido e lineare, in realtà è frutto di una serie di step eseguiti dal motore stesso su comando della nostra elettronica). Non mi dilungo più di tanto sulla spiegazione del suo funzionamento , però sappiate che il fine ultimo di questa guida è tarare il numero di step che compie il motore, con il fine di ottenere un movimento accurato.

La domanda è: quanti step dovrà fare il mio motore per muovere il carrello dell’asse X (per esempio) di 100 mm ?

Sappiate subito che tale valore dipende molto dal tipo di movimentazione che sceglierete e dal tipo di

• pulegge
• riduzioni
• cinghie
• passo viti
• tipo di motori
• microstepping del driver

In linea del tutto teorica, i primi valori da inserire ve li darà il fornitore/costruttore della macchina. E se è una di quelle auto-costruite? Sicuramente salvatevi tra i preferiti questo calcolatore  by Prusa. Partiamo dunque da questo caso, ovvero NON conosco i valori da inserire. Controllate di che tipo sono i vostri motori e se la movimentazione è a cinghia (generalmente per X e Y) oppure a vite (per la Z di solito) e poi inserite i valori nel calcolatore.

 

 

 

 

 

 

 

 

Nel configuratore relativo alle cinghie (belt), mettete i valori di rotazione del vostro motore (controllate le specifiche del produttore), il passo della cinghia , il numero di denti della puleggia e il microstepping impostato sulla scheda. Stessa cosa va fatta per il calcolatore della movimentazione a vite: al posto del passo della cinghia, inserite quello relativo alla vite che movimenta il piano in Z.  Facile no?

Il bello arriva quando bisogna calcolare  gli step/mm relativi all’estrusore! I casi principali da analizzare sono 2:

 

 

 

 

Estrusore di tipo direct drive senza riduzione: è il più semplice e tra i più comuni in circolazione. Misurate correttamente il diametro della ruota godronata/zigrinata (possibilmente dentro la scanalatura se avete quel modello) e usate la seguente formula

e_steps_per_mm = (motor_steps_per_rev * driver_microstep) / (hob_effective_diameter * pi)

• Motor_steps_per_rev: è il numero di step che il vostro motore fa per compiere un giro completo
• Driver_microstep: è il microstepping del driver (1/1, 1/4, 1/8, 1/16 e così via…)
• Hob_effective_diameter: diametro della ruota godronata
• Pi: valore Pi greco, ovvero 3,14159

Di conseguenza, per uno standard MK7 extruder  con motori da 200 step per rivoluzione, microstep a 1/16, ruota godronata da 10.56 avremo:

e_steps_per_mm = (200*16)/(10.56*3,14159) —–> 96.45 step/mm

questo significa che il nostro motore dell’estrusore dovrà compiere 96.45 step per estrudere 1 mm di filamento.

 

 

 

 

 

Estrusore di tipo direct drive con ingranaggi di riduzione (wade extruder): facile trovarlo sulle comunissime Prusa I3 e in particolare per le macchine che utilizzano filamenti da 2.85/3.00 mm. In questo caso dovete tenere a mente anche il n° di denti dei due tipi di ingranaggi che utilizzerete e il diametro della hobbed bolt (la versione “allungata” della ruota godronata di prima). La formula in questo caso sarà:

e_steps_per_mm = (motor_steps_per_rev * driver_microstep) * (big_gear_teeth / small_gear_teeth) / (hob_effective_diameter * pi)

• big_gear_teeth: n° di denti della corona grande
• small_gear_teeth: n° di denti della corona piccola
• Hob_effective_diameter: diametro della hobbed bolt

Quindi per un wade extruder con rapporto 39:11 e hobbed bolt da 7 mm avremo:

e_steps_per_mm = (200 * 16) * (39 / 11) / (7 * 3.14159) —–> 515.91048 step/mm

Ora che avete individuato i valori “teorici” dei vostri step/mm, cerchiamo di capire dove andarli ad inserire all’interno del firmware. Come dicevo all’inizio, se usate il configuratore online del Marlinkimbra, vi basterà inserire i valori ottenuti nella tab MECCANICA e ESTRUSORI

 

 

 

 

 

Se invece siete degli smanettoni e vi gusta aprire e compilare a mano il firmware, allora è il caso di aprire il file (di Marlin) chiamato configuration.h. Cercate poi questo tratto di codice:

#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {80,80,4000,500} // default steps per unit for Ultimaker

e inserite i valori che avete precedentemente trovato. Come? Molto semplice, scrivete in quest’ordine (mi raccomando le virgole e per i decimali usate i punti):

#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {stepX , StepY , StepZ , Step Estrusore}

Perfetto, ora avete capito come individuare la BASE su cui partire per regolare al meglio la stampante. Per proseguire con la calibrazione vera e propria, consulta la parte 2 della guida