【打印虎】RepRap Prusa i3 3D打印机Melzi专用LCD控制器使用指南

【打印虎】RepRapPrusai33D打印机Melzi专用LCD控制器使用指南对于Prusai33D打印机的玩家来说，有一个比较常见的问题，就是3D打印机本身没有可供用户交互的界面，必须通过USB连接，使用PC上的Repetier-host或同类的3D打印机控制软件，才能对3D打印机进行有效的控制。这对于起步阶段的玩家，打印一些小玩意是没什么问题的。但是，当你需要打印高精度、大尺寸的3D打印作品时，问题就来了。不论是提高精度，还是加大3D打印对象的尺寸，都意味着打印时间的大幅增加。这样你的PC机就必须长时间开机。如果你用的是笔记本电脑，你的电脑也不能移动了，要一直保持USB的连接状态。而且，万一因为USB线的质量不佳导致传输出现问题（对于大型作品，在长达几十个小时的打印时间里，还是很可能出现的），你的作品就会功亏一篑，令人抓狂。想解决这样的问题也不难，只要给3D打印机增加一个LCD液晶显示屏模块，就可以解决在3D打印机上直接人机交互的问题。再配合上SD卡，我们就不再需要使用USB连接，完全可以依靠3D打印机自身完成所有的工作。同时，3D打印的稳定性也会上一个台阶。市面上已经有一些这样的模块，不过打印虎针对Melzi主板做了一个更完善的：1.可以与Melzi主板完美配合使用；2.使用了大尺寸显示屏，同屏可以显示更多的信息；3.基于Repetier-firmware0.91固件，稳定可靠；4.完整的、容易理解的全中文用户界面。从以上几点可以看出，打印虎的MelziLCD控制器方案还是有些特色的。下面我们先来看看这个模块的外观，然后给大家详细讲解用户界面的使用方法：可以看出，这个模块的主体，是一块很大的LCD显示屏。下面有几个按钮，可以用来操作。模块侧面有一个小开关（图中被挡住了）用来控制LCD背光，允许用户在夜间使用时把蓝色灯光关闭。在Melzi启动过程中，LCD上会显示出版权信息。在下方，有一个紧急停止（STOP）小按键，这个按键的作用，是当3D打印机出现问题的时候，立即停止目前的动作，以便人工干预。旁边的圆柱形元件，是一个蜂鸣器。当用户在界面上操作的时候，会以蜂鸣声提示用户动作已经被响应。最右边的大旋转按钮，可以发出三个动作，分别是左旋、右旋和点击。虽然只有三个简单的动作，但配以合理的菜单交互，可以允许用户在这个界面上进行很多常用的操作。下面我们会主要讲解如何操作这个界面。在正式开始之前，先做个小广告。大家如果喜欢这款Melzi主板专用全中文界面LCD控制器，可以到我们开在淘宝的打印虎小店看看。在淘宝中直接搜索“打印虎LCD”也可以找到它。第一节，主界面与主菜单进入主界面之后，我们可以看到上图所示的内容。首先，左上角的格子里，是挤出头和热床的当前温度、目标温度。向下的箭头图标代表挤出头，长方形图标代表热床。第二个格子里面，是XYZ三个轴的当前位置。右上角的格子里面，是挤出头风扇的转速。这个转速以一个百分比的形式显示在垂直的矩形条上。这其中，挤出头、热床以及风扇，如果在工作中，这里还会有对应的动画效果出现。大家使用时可以观察到。下面的速度，是控制3D打印机XYZ轴运行速度的百分比。基础速度还是由PC端的控制软件决定，但我们可以从LCD界面上随时设置这个速度的比例，可以是一个小于100%的数值，代表降速，也可以是一个大于100%的数值，代表提速。最下面一行，有两项信息。左侧是当前3D打印机的状态指示。可以看出，目前的状态，是“打印机就绪”。如果3D打印机发现问题，也会在这里进行提示。右侧的“缓存:0”，代表着目前有多少条指令在等待执行。在这个界面下，旋转输入按钮（这里左旋右旋都可以），可以得到第二个信息输出界面：这个界面的内容就很简单了，一共有两项统计信息。一项是打印时间，另一项是消耗耗材。这些信息是从上一次用户清除EEPROM开始计算的。再次旋转输入按钮，就会回到主界面。在主界面上按下输入按钮，可以进入菜单系统。第一级菜单项超过了一屏最多能够显示的5行，因此当用户旋转输入按钮时，会滚动显示出更多的项目。如下图所示：可见，菜单项一共有八项。包括“返回”、“快速设置”、“步进电机位置”、“挤出机”、“风扇速度”、“SD卡”、“调试”以及“配置”。第一个菜单项非常简单，再次点击就会返回到主界面上。这就不用多说了。当一个菜单项下面还有子菜单的时候，屏幕的最右侧会显示出一个向右的箭头。可以看到，在主菜单中，除了返回功能之外，所有的菜单项都有下一级的子菜单。也就是说每个菜单项都对应着一个功能组，而不是一个具体的功能。我们下面会逐一了解这些菜单项对应的内容和用法。第二节，快速设置进入快速设置菜单，可以看到其中是一组可以快速使用的功能或者设置项。第一项，XYZ归零功能，非常简单实用。按下按钮之后，三个步进电机轴分别归零。这项就不用过多解释了。第二项是设置速度系数。这里的设置会直接反映在主界面上。缺省是100%速度，按下按钮之后，左侧的空心三角，会变化为实心三角，代表着当前处于调整数值的状态。在这个状态下，旋钮的左右旋转分别代表了减少或者增加数值。按下旋钮代表确定当前值，并且退出调整数值状态。下图所示，就是正在调整数值状态的显示效果：速度系数这个数值，代表着XYZ三个轴的步进电机，在当前基础上的运行速度的百分比。比如，当这里设置为90%时，XYZ三个轴都会以PC端发出指令的90%的速度实际运行。这个系数也可以设置为超过100%的数字，这时就意味着我们希望3D打印机提速运行。当我们希望临时增加或者降低3D打印机的运行速度的时候，这个功能就很有用了。第三项是流率系数。这个系数与上面的速度系数类似，但是作用对象不同。这个参数作用于挤出头步进电机，可以让挤出头在原始设置的基础上，以一个更慢或者更快的百分比速度运行。当我们发现挤出头挤出量过多或者不足的时候，就可以临时调整这个值，以获得更好的打印效果。下面三项，第四项、第五项和第六项是一组功能。分别是使用预设数值预热PLA、ABS以及冷却。预设值在配置固件，刷入Melzi之前就确定了。打印虎使用的预设值就是我们正在销售的高质量耗材所需温度值，PLA设置在热床60℃，挤出头215℃；ABS设置在热床98℃，挤出头247℃。当然如果你需要使用不同的值，完全可以自己在配置固件的时候修改。这里对应的固件设置项是以下4项，可以在configuration.h中找到。最后的第七项，是关闭步进电机。这项很简单，应该被视为是一项节能选项。打印虎固件在超过一定时间没有操作的情况下，也会自动关闭步进电机。第三节，步进电机位置步进电机位置菜单，其中的内容比较多，但都很简单易用。首先一组，是关于XYZ轴归零的功能。这就不用细讲了，大家一试便知。第二组功能，是调整XYZ轴的位置。这组功能一共六项，分别用来调整X位置、Y位置以及Z位置，同时为了兼顾微调和快速调整的需要，每一个轴又分为快速和慢速两个版本。如下图所示：因为每屏最多显示5行，因此下面还有一行（Z位置）没有显示出来。进入Z位置(快)尝试一下这个功能：在这个界面上，旋钮向右旋转一次，会增加Z轴高度1mm。向左旋转就降低1mm。同时显示的还有低位限位开关和高位限位开关的状态。当然，对于Prusai3来说，只有低位限位开关，高位限位开关就不存在了。限位开关如果处于“开”的状态，代表当前被触发了。如果处于“关”的状态，则没有被触发。步进电机位置的最后一项，是挤出机位置。点击进入挤出机位置菜单项，可以看到这样的一个界面：在这个界面上，用户可以使用旋转按钮的左、右旋转，控制挤出机步进电机，每旋转一格，代表挤出机向前或者向后运行1mm。按下旋转按钮退出这个功能。需要特别注意的是，这个功能一定要在挤出头加热之后再使用。否则挤出头中的塑料处于固体状态，强行使挤出头步进电机转动，很容易造成挤出头的损坏。第四节，挤出机挤出机菜单里面是一组关于挤出机以及热床的选项。第一项是热床温度。这里可以直接设置热床的温度，而不是类似于快速设置中采用一个预设值的方式设置热床温度。可以通过旋转按钮，设置一个精确的温度值。0℃代表热床关闭。第二项是挤出机温度。与上面的热床温度相似，这里可以直接设置挤出机的温度。第三项是挤出机关闭。这项可以直接关闭挤出机加热。第四项是挤出机位置。这个菜单项与步进电机位置中的挤出机位置菜单项完全一样，用于控制挤出机步进电机的前进、后退。注意不要在挤出机没有加热的情况下操作这个功能。第五项是“当前位置设为原点”。点击确定后，上一个功能菜单（挤出机位置）中的当前位置数值会被重置为0。虎哥我认为，这个功能主要是用于挤出头校准的过程中。平时应该很少需要用到。第五节，风扇速度这一组功能非常简单明了。首先，是直接控制风扇速度的菜单项。如果当前风扇速度不是0，下面还会出现“关闭风扇”这个选项。再下面，是一组预设值设置。可以快速调整风扇的速度，到达25%、50%、75%或者全速。当风扇处于运行状态的时候，主界面上的风扇图标会以一个动画效果表示风扇正在运行。第六节，SD卡如果3D打印机开机的时候，并未插入SD卡，那么进入SD菜单项时，界面将如下图所示：此时，可以插入SD卡，并点击“挂载SD卡”选项。挂载完成后，界面将产生一些变化。SD卡菜单项内部变为这样：在这里，就可以打印SD卡上的文件了。另外还附加了删除文件的功能（感觉上这功能有点鸡肋啊）。同时，顶级菜单上也同时附加了打印文件菜单项，方面用户操作。再有一个变化，就是在主界面上，增加了一个SD卡的显示区，提示用户已经有SD卡挂载了。进入打印文件或者删除文件功能，就会显示出SD卡上的文件列表。使用旋转按钮，就可以轻松选择文件，点击文件后，就会对文件执行相应的操作了（打印，或者删除操作）。有几点需要注意一下。首先是建议大家把gcode文件，放在SD卡的根目录。这样选择起来比较容易。当然在子目录内的g-code文件也是可以用的。另外，建议所有的文件名，使用英文命名。中文文件名是没办法正确显示的。特殊符号也尽量避免。还有一点就是建议使用比较短的文件名。虽然界面提供了长文件名的滚动显示，但效果还不尽人意，不如干脆使用短名字更方便些。打印开始之后，SD卡菜单还会发生进一步的变化：从图中可以看到，3D打印机工作时，菜单中出现了暂停打印和停止打印功能。这两个功能很简单，大家需要的时候直接使用就可以了。第七节，调试调试菜单下面的选项很简单，一共有四项，每项都是开或者关两种状态：回显指的是在串行口(COM口)上，PC端给3D打印机端发送的命令，是否会被3D打印机回显(Echo)回PC端。打开时，可以确认一条指令是否确实被3D打印机端所接收到了。信息、错误两项指的是3D打印机是否把运行信息或是错误信息发送传回给PC端。空运行，是指3D打印机不实际执行PC端所发送过来的指令，但内部数值状态会随之发生改变。当3D打印机发现严重错误时，比如启动时发现热敏电阻报告的值在可能范围之外，则自动进入空运行状态。所有这些选项，都是用来对3D打印机进行调试时使用的。平时正常使用状态下，用到的机会不多。最后需要提及的是，在Repetier-hostPC端3D打印控制软件中，手动控制面板中有一个大家比较少用到的功能区，就是下图红色方框中的按钮，这四个按钮的作用，与我们这里讲解的调试菜单中的四个选项，是一一对应的，功能完全相同。大家完全可以选择自己方便的方式来使用这一组功能。第八节，配置最后一个菜单项“配置”，是最复杂的一个菜单项。很多原来需要在刷入固件时确定的参数，现在都可以在这里进行配置工作了。这一方面方便了用户，但另一方面也造成了一定的麻烦，有些用户不清楚的数值，如果发生了改动，有可能会造成3D打印机工作不正常。因此，如果你需要修改这里面的参数设置，请尽量先搞明白它的意义。第一项是常规配置。这不是一个选项，而是一组选项。点击进入之后，是下一级菜单项。其中主要包含了波特率、步进电机节能和3D打印机节能3项。波特率是3D打印机固件和PC端控制软件比如Repetier-host之间进行连接的重要参数。这个参数最好保持在缺省的115200不要修改。步进电机节能选项，点击进入之后，是这样的界面：左右旋转旋钮，可以调整步进电机在无动作多少秒之后被自动关闭。缺省是360秒，也就是6分钟的时间。3D打印机节能与步进电机节能是类似的，但关闭硬件的范围更广，不仅包括了步进电机，而且也包括了热床、挤出头这些耗能大户。但毕竟这样会造成使用不便，因此缺省情况下的设置是0，也就是常开不关闭。回到上一级，在配置菜单中，第二项是“加速度”。这一选项，点击进入之后，是这样的菜单选项：这里面又分为几组。第一组，是打印时（也就是挤出头正在挤出耗材时）的加速度设置（不要急，下面还有速度设置）。这里的单位都是mm/s^2（毫米每二次方秒）。第二组，是移动时的加速度设置。同样，单位也都是mm/s^2（毫米每二次方秒）。第三组，是抖动(Jerk)设置。这个又分为XY轴方向的抖动，以及Z轴方向的抖动。所谓抖动，实际上是当3D打印机挤出头运行方向改变的时候，所产生的速度改变量。如果在方向改变的时候所产生的速度改变量过高，就会产生一个冲击，甚至会造成步进电机失效。因此这个值必须保持在一个可以接受的范围之内。如果还想知道关于Jerk更多的细节，可以参考Repetier的官方文档。再回到上一级。在配置菜单中，第三项是“速度”。这一项事实上比上面的加速度选项更加常用。其中又分成两组功能，一组是最大速度：这一组数字的单位，都是mm/s（毫米每秒）。下面一组，是归零速度：因为涉及到触发限位开关，因此归零速度要慢一些。所有这些速度值，都可以通过旋转按钮进行调整。调整方法与前面介绍的其他值的调整方法完全一致，就不再讲解了。回到上一级。在配置菜单中，第四项是“挤出机”。挤出机相关的配置参数比较多。第一屏是这样的：步进数/MM，意思是步进电机前进多少步，对应了耗材前进1mm。关于步进数本身，是一个比较大的话题。我们曾经专门写过一篇文章，讲解如何计算步进数的问题。如果有需要，大家可以参考【打印虎原创】RepRap_Prusa_i3_3D打印机步进电机设置图解。当然，对于挤出头来说，步进数还有一定的校准空间，具体可以参考【打印虎原创】RepRap_Prusa_i3_3D打印机校准图解教程系列之二。我们这里就不详细介绍步进数的设置问题了。下面，是挤出头步进电机的起始速度、最大速度以及加速度设置。这些实际上与XYZ轴步进电机是类似的，我也就不再重复了。挤出机菜单的第二屏，是这样的：温度稳定时间，是指在多少秒之内，温度一直处在某一个值的范围内，就认为温度已经达到了。缺省值是1，代表1秒。预热回抽长度，是预热阶段回抽耗材的毫米数。缺省值是0，也就是不回抽。预热回抽温度，是达到这个温度之后进行回抽动作。如果不回抽的话，这里的值就无所谓了。我这里是缺省的150℃，大家如果需要启动这个功能的话，请把这里设置为一个合适的温度值。下面一组选项，都是与温度控制相关的内容。一共有7项，包括了挤出机菜单第二屏的最后两项，以及第三屏的所有内容。先给出第三屏的内容：在这一组选项中，最重要的是温控模式的选择。温控模式一共有四种，通过旋转按钮可以在这四种选项之中进行切换。这四种选项，分别是“简单模式”、“PID模式”、“慢速简单”、“空载时间”。按照虎哥我的使用经验，实际上这些模式时间的差别不算太大，使用任何一种都基本上可以满足你的需求。如果你特别想了解这些温度控制模式之间的异同，可以参考【打印虎原创】Repetier-firmware深度配置图解教程这篇文章。这篇文章其中有一段，比较详细的解释了这四种温度控制模式。下面的具体参数，主要是为了PID模式所使用。如果你选择了简单模式，那下面这些参数应该都是不起作用的。如果希望使用PID模式，那么请大家参考具体的PID控制资料，相关的参数应该都可以找到对应的解释了。下面返回到配置菜单中，最后两项如下图所示：所有这里可以调整的参数，实际上都是3D打印机启动时，从EEPROM中读取出来的。如果你希望把最新的设置保存下来，那么选择保存至EEPROM就可以了。这时，LCD上会显示出配置已经保存的信息：如果你感觉自己把配置调整乱了，那么也很简单，只要选择从EEPROM载入，就可以舍弃当前的数值，重新从EEPROM中读取所有的数值，恢复到启动时的状态。第九节，结束语好了，到此为止，我们已经详细讲解了所有关于LCD液晶显示屏模块的功能和用法。大家可以看到，有了这个模块的帮助，你的3D打印机将更容易使用。特别是，以后完全可以在没有PC机的情况下，使用3D打印机了。3D打印机方面，不论是方便程度，还是可靠性，都得到了有效的增强。最后，祝大家玩机愉快，每天都有好心情。想查看本教程的最新版本，或是想看更多的打印虎教程，请访问打印虎原创教程专区。