В. Что такое прошивка для принтера?

О. Прошивка для 3D принтера - это написанный программный код, основной задачей которого является считывать и воспроизводить G-code (Специально разработанный код для ЧПУ станков). Это основная задача прошивки. Дополнительный функции, такие как вывод информации о процессе печати, печать с SD карты памяти, управление принтером через интерфейсы - это все дополнительные функции, и в разных прошивках набор этих дополнительных модулей разнообразен, как и сама идея каждой отдельной прошивки.

В. Что можно настроить в прошивке?

О. Практически все, что душе угодно. Начиная от банальной настройки вашего принтера "что бы двигалось", вплоть до переназначением пинов на плате, добавления новых функций, изменения пунктов меню.

В. Какую прошивку выбрать для новичка?

О. Если вы собираете принтер самостоятельно, то для начала стоит освоить прошивку под названием Marlin. В подавляющем большинстве случаев используется именно эта прошивка, даже заводских принтерах.

В. В чем принципиальная разница между прошивками?

О. Прошивки можно разделить по типу поддерживаемого "железа" (микроконтроллера) и на разные ветви одной базовой прошивки, причем последние могут идти как параллельная версия, так и полностью переработанная. Подробнее о прошивках в конце статьи.

В. Я купил/собрал 3D принтер, что дальше, куда заливать прошивку?

О. Для начала включите принтер. Если вы приобрели принтер у производителя, скорее всего прошивка в него уже залита, и лезть в первый же час работы не стоит. Я понимаю, что очень хочется, но если возникнут проблемы сперва обратитесь к производителю.

А вот если принтер был куплен как кит набор или вы его собрали самостоятельно, вероятнее всего электроника "голая" без прошивки, и тогда ее нужно загрузить в ваш комплект электроники. Ну и третий вариант, если вы чувствуете себя уверенным пользователем и готовы на эксперименты, смотрите вторую часть статьи.

В. Как залить прошивку в электронику?

О. В 90% случаев у вас на руках имеется Arduino mega 2560 + Ramps 1.4. Или любая другая плата на основе Arduino mega 2560. (В противном случае, читайте вторую часть статьи). Если это так, то вам потребуются программы: Arduino IDE (для работы с файлами прошивки), Pronterface (для настройки и управлением принтера), и сама Marlin.

Первым делом устанавливаем Arduino IDE, и пытаемся подключить Arduino Mega к компьютеру. Если это удалось, и нашлись и установились все драйверы, то радуйтесь, можно двигаться дальше, в противном случае у вас либо Mega основанная на usb чипе ch340g, либо мертвая плата. Платы на ch340g дешевле, но к ним нужно искать специальный драйвер, на всякий случай оставлю его здесь.

И перед тем, как начать настраивать прошивку, просто залейте ее в arduino, дабы убедиться, что электроника жива, а не ломать себе голову тем, что я конфигурирую-конфигурирую да не выконфигурирую.

Напомню, что пошаговая инструкция хорошо описана в этой статье.

В. Я прошил принтер, но двигатели едут не туда/температура неправильно показывается, не загорается дисплей.

О. Самое время настроить прошивку, для этого открываем в Arduino IDE файл configuration.h и начинаем читать комментарии. Опять же, в статье, упомянутой выше есть полный перечень настроек, но почитать на русском языке о всех возможностях прошивки будет не лишним.

В. Нужно каждый раз менять конфигурацию прошивки и прошивать электронику, или можно как то быстрее менять настройки?

О. Сам ни раз натыкался на это, а реальная проблема была, когда первый раз начал калибровать delta принтер, каждый раз вносить изменения, перепрошивая принтер это смерти подобно. На такие случаи придумали записывать настройки в энергонезависимую память, т.н. EEPROM. Данная функция включается в конфигурации и позволяет в том же pronterface записывать изменения в принтер из консоли при помощи M-команд.

А теперь давайте подробней рассмотрим каждую из прошивок. Разобьем их пожалуй по поддерживаемой электроники.

Прошивки для Arduino (Atmel):

1) Marlin - это пожалуй самая популярная и распространенная прошивка. Поддерживает множество кинематик, реализован автоуровень стола. Поддерживает целый ряд дисплеев, и целую пачку различной электроники. В целом прошивка достаточно раздута и некоторые функции сделаны либо коряво, либо не полностью. Но это проблема всей децентрализованой разработки.

2) Marlin Kimbra - Итальянское ответвление от основной ветки. Основные фишки это:

-Поддержка всех возможных кинематик в одной прошивке с удобными настройками.

-Поддержка многоцветных экструдеров, мультиэкструдеров, смесителей  и т.п. (Multyextruder NPr2 , 4/6 цветный экструдер только с двумя моторами, двойной экструдер "DONDOLO", MKr4 система для 4-ех экструдеров но используя два драйвера и 8 реле)

-Поддержка авто корректировки уровня стола. данная функция доступна только для декартовых принтеров.

-Поддержка лазера.

-Имеет поддержку авто калибровки дельта принтеров. (Лично мне не удалось толком ее настроить, т.к. постоянно срабатывало прерывание калибровки из за превышения количества итераций.)

-Так же имеет онлайн конфигуратор, позволяя выбрать конструкцию принтера, что будет удобно для новичков.

3) Marlin RichCattell - практически единственная прошивка для Arduino, в которой реализована полная авто калибровка Дельта принтеров. Проект не обновлялся с 11 июня 2015 года. RIP

4) Repetier-Firmware - "Быстрая и дружественная прошивка" - так написано в описании на GitHub. Эта прошивка была полностью переработана, основываясь на таких прошивках как: Teacup; Grbl; Marlin. Стоит отметить, что в этой прошивке реализована более быстрая загрузка файлов с компьютера на внутреннюю флешку. В остальном имеет мало значительных отличий от Marlin, но попробовать стоит. Имеется удобный онлайн конфигуратор

5) Teacup - основная задача данной прошивки - высокая производительность и чистота кода. Написана на чистом СИ, без применения C++. Более подробно можно ознакомиться в этой статье.

6) Grbl - бескомпромиссная прошивка для ЧПУ фрезерного станка, на основе Arduino. Не поддерживает экструдеры, поэтому не может быть использована в качестве прошивки для 3D принтера. Самое главное достоинство - серьезно проработанный код, без лишних непонятных фич, как в marlin.

7) sjfw - Прошивка основана на Marlin, Sprinter и Teacup. Создатель судя по всему, забавный парень:

THIS COMES WITH NO WARRANTIES, GUARANTEES, PROMISES, OR CAKE. I do not recommend that you, or anyone, uses this firmware.
If you do, you do so at your own risk.
I appreciate any bug reports, patches, and amusing stories about how this firmware burned your house down. You can find
me on Freenode IRC, channel #reprap. Or email at scribblej@yahoo.com.

Дословно, это означает, что он не рекомендует использовать данную прошивку никому. Все, что вы делаете, делаете на свой страх и риск. , далее:

Я ценю любые отчеты об ошибках и забавные истории о том, как это программное обеспечение сожгло Ваш дом дотла. Вы можете найти меня на открытом IRC канале #reprap. Или связаться по электронная почте scribblej@yahoo.com.

Последнее обновление 2012 год. RIP

8) Aprinter - Малоизвестная прошивка, имеет по сути все те же Имеется онлайн конфигуратоор, но не поддерживает Ramps 1.4, хотя в описании поддержка присутствует.

9) Sprinter - Последнее обновление в 2013 году. Поддерживает старую электронику, такую как: Ramps 1.3, Sanguinololu, Gen 3, Gen6. RIP

Прошивки для Arduino Due

1) Marlin4Due - Прошивка, созданная для Arduino Due, на основе Marlin, но она так же заброшена и не поддерживается на данный момент. RIP

2) Marlin Kimbra v4.2.x -получило поддержку Arduino due. В остальном нет принципиальных отличий

3) Repetier-Firmware - так же поддерживает Arduino due.

4) RepRap Firmware - хотя данная прошивка и поддерживает Arduino mega 2560, но все же основной упор сделан все же на DUE. Главная особенность - конфигурирование прошивки ведется путем записи файла на флешку, и большая часть интерфейса и команд реализована при помощи отдельных кусков g-кода. Так же проработана система управления через веб интерфейс. Исходники здесь.

Прошивки для плат на основе 32-битных процессоров ARM.

1) Smoothie Project - Проект, который набирает большую популярность. (по большей части благодаря китайцам) Ребята спроектировали жутко навороченную плату с поддержкой интернета, возможностью гибко конфигурировать как саму прошивку, так и внешние выводы платы (в оригинальной Smoothieboard). Тем самым вы легко можете получить как 3д принтер, так и чпу станок, так и гравер, просто закидывая разные конфиг файлы на флешку.

От себя скажу, что работал с оригинальной плате, и она жутко замороченная и не реально дорогая. Но братья китайцы всегда сопрут спасут. Выпустив платы "MKS S-base" и  "MKS SMini", которые без плясок с бубном работают на той же прошивке.

2) Redeem - Прошивка написанная специально для платформы BigleBon. Это не единственная прошивка для бигла, можно хоть напрямую влить дистрибутив GNU Linux, но возникают серьезные проблемы с самим ПО, так как оно заточено под ЧПУ станки (Linux cnc, он же EMC). Если бы кто то смог адаптировать наконец это или подобное решение под Rasbery PI (или многочисленные аналоги), то мы бы могли перейти на принципиально новый уровень, но пока увы это очень сложно

Прошивки для других процессоров и платформ:

1) Sailfish - Прошивка для старых Makerbots. Интерес составляет пожалуй чисто исторический. RIP

2) ImpPro3D - одна из первых прошивок. была создана семерыми учащимися центральной школы Лилии. (Франция) Прошивка использовалась совместо с электроникой на основе все той же Arduino, но полностью переразвели плату, для работы с драйверами L298. На сколько я понял, за основу была взята прошивка Sprinter. На данный момент проект заброшен, но ознакомиться со всем проектом можно на официальном сайте.

Меня радует то, что люди начинают задумываться о производительности и чистоте кода, это говорит о том, что в среду 3D принтеров приходят специалисты.

З.Ы. Не забываем добавляться в "Лигу 3D принтеров", задавать вопросы, делиться опытом, а так же в новостное сообщество "3D печатники".

Любые вопросы, вы можете задать мне лично в VK: http://vk.com/tigeer

Всем удачи и спасибо за внимание, ваш ласковый и нежный Tigeer

XZ-Head; Y-Bed (Prusa kinematics)

1. Prusa i3 - опять же рассказывать особо нечего, самый распространенный и популярный принтер на сегодняшний день. Вы посмотрите сколько его вариаций существует, и это без учета разнообразных коммерческих клонов.

http://reprap.org/wiki/Prusa_i3

1.1 3i2xz - приемник Prusa i3

http://reprap.org/wiki/3i2xz

1.2. Adapto - Prusa с алюминиевой рамой, на этом все, едем дальше.

http://reprap.org/wiki/Adapto

1.3. Abbas - более большая версия Prusa на алюминиевом профиле (260mm x 260mm x 200mm)

http://reprap.org/wiki/Abbas

1.4. E1x

http://reprap.org/wiki/E1x

1.5. Echorap - принтер, примечателен тем, что в качестве каркаса используются трубы и специальный крепеж. В принципе в наших реалиях их можно заменить на хромированные трубы и систему крепления "joker".

http://reprap.org/wiki/Echorap

1.6. FoldaRap - Алюминиевая Prusa, которую можно взять с собой в поездку.

http://reprap.org/wiki/FoldaRap

1.7. Graber i3 - Фанерная Prusa i3

http://reprap.org/wiki/Graber_i3/ru

2. Prusa Mendel - Даже не знаю, стоит ли что то о ней нем говорить. Оригинальная первая Пруса Мендель, на сегодняшний день пожалуй устарела.

http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel

2.1. HardyGraph - продолжение Prusa i2, только с более жестким объемным каркасом из шпилек (Уже не актуален)

https://github.com/HardRainbow/HardyGraph
http://reprap.org/wiki/HardyGraph

2.2. Air 2 - акрил, основан на Prusa i2.

http://reprap.org/wiki/Air_2

2.3. Artifex - основан на Mendel Max

http://reprap.org/wiki/Artifex

2.4. BAM (Big Alu Mendel) - Большой алюминиевый Мендель, отличительной особенностью, что собран он на основе алюминиевого конструктора makeblock, у нас о нем мало кто слышал.

http://reprap.org/wiki/BAM

2.5. Ecksbot

http://reprap.org/wiki/Ecksbot

3. Mendel90 - Очень популярный принтер, отличается достаточно прочным каркасом, причем за основу берут фанеру, МДФ, ДСП, иногда алюминиевый композит.

http://reprap.org/wiki/Mendel90

4. Printrbot - Супер минималистский принтер, жесткости никакой, но печатает, и деталей не много. Плюс признан самым дешевым и простым

http://reprap.org/wiki/Printrbot

4.1 Wallace - Те же яйца только в профиль

http://reprap.org/wiki/Wallace

5. Haeckel - аналог RigidBot. Последний - чисто коммерческий проект, и для него на thingiverse есть модели. Для экспериментов, я бы себе такой собрал, так как очень просто закрывается снаружи панелями, да и можно использовать любой другой профиль, даже стальной. Плюс доступ к основным частям тоже осуществляется без проблем.

http://reprap.org/wiki/Haeckel

6. ToyREP - малюсенькая Пруса.

http://reprap.org/wiki/ToyREP_Build_Manual
http://www.thingiverse.com/thing:945156

7. GolemB и GolemD - первый, на сколько я понял из описания - Бетонный! корпус для 3D принтера! Кто там жаловался на хлипкость акрила? Смело берите бетон и заливайте свой принтер)))) Второй проект - закрытый корпус, одновременно являющийся каркасом для все той же Prusa.

http://reprap.org/wiki/GolemD
http://reprap.org/wiki/GolemB

8. HELLOPRINTER - принтер - трансформер, много всяких функций, разнообразные размеры.

http://reprap.org/wiki/HELLOPRINTER
https://github.com/hello3dprintingworld/helloprinter

9. Hugo - Очень странная Prusa

http://reprap.org/wiki/Hugo

XZ-Head; Y-Bed C консольно закрепленным HotEnd (половинка Prusa)

1. Smartrap mini - даже и не знаю что о нем рассказать, конструкция достаточно хлипкая, много косяков по печати. Ближайший аналог - MC3 от мастер кита, все что сказано об этом принтере полностью подходит к Smartrap.

http://reprap.org/wiki/Smartrap_mini

2. Ormerod 2 - корпус из алюминия, остальное тоже самое

https://reprappro.com/documentation/ormerod-2/
https://github.com/reprappro/Ormerod

3. Eventorbot - Печально известный принтер. По кинематике схож с Felix 2.0. Известен тем, что создатель взял пред заказы но не справился с объемом. Данный принтер далеко не все смогут собрать самостоятельно, но конструкция в принципе не плоха.

http://reprap.org/wiki/Eventorbot

4. AtomX - Расположение осей отличается от названия категории, но все же HotEnd закреплен консольно, схема аналогична с универсальными фрезерными станками

http://reprap.org/wiki/AtomX

5. ETSII UPCT Printer

http://reprap.org/wiki/ETSII_UPCT_Printer/es
https://github.com/UPCTmakers/ETSII-UPCT-3D-Printer

XYZ-Head

1. Alto - Интересный проект, Отличительной особенностью является то, что стол абсолютно неподвижный, а головка перемещается во всех трех плоскостях, причем механика "классическая" - ортогональная

http://reprap.org/wiki/Alto

XY-Head; Z-Bed (Ultimaker kinematics)

1. Ultimaker original и Ultimaker 2 - так же крайне известный и очень хороший принтер.

https://github.com/ultimaker

2. Ultimaker 2 Aluminum Extrusion 3D printer - очередной клон, но на другой раме, принципиальных изменений нет.

http://www.thingiverse.com/thing:811271

3. Eustathios Spider и HercuLien - Большие ультимейкеры, с большим сообществом, грамотной конструкцией, одним словом достойные принтеры, хочу себе такой собрать)

https://github.com/eclsnowman/Eustathios-Spider-V2
https://github.com/eclsnowman/HercuLien

4. Ultimaker TI - Мой собственный проект. По сути компиляция лучших решений, и адаптация по цене и конструкции для Российского сообщества. (Открытие проекта планируется 20 июля 2016)

http://vk.com/ti_printers

5. HackerBot - Достаточно топорный вариант Ultimaker'а с корпусом из алюминиевого корпуса, с чертежами можно ознакомиться здесь:

https://github.com/OSHW/HackerBot/

6. Black Panther QR - Интересная конструкция, особенно подвес стола на тросах, мало где такое увидишь

http://www.openbuilds.com/builds/black-panther-qr.1807/

XY-Head; Z- Bed  (Core XY и H-bot )

Я не буду разделять их на две категории, так как одна механика появилась из другой, и сути не меняет. А так же эти принтеры очень похожи друг на друга, поэтому не знаю стоит ли расписывать плюсы и минусы. В целом механика достойна, сейчас становиться все более популярна. К минусам могу отнести только длину ремня, но раз работает, то особых проблем нет.

1.SmartrapCore - простой как лопата и дешевый принтер, корпус из МДФ

http://www.thingiverse.com/thing:651117

2.D-Bot Core-XY 3D Printer - Очень лаконично и законченно выглядит данный принтер, плюс судя по количеству собранных экземпляров, принтер популярен. И внушительное рабочее поле 300x300x325mm.

http://www.thingiverse.com/thing:1001065

3. Project Locus - монструозный принтер. Нужно больше золота диагональных распорок. Но размер внушительный 300x300x300 мм или 1 кубический фут.

http://www.thingiverse.com/thing:961364

4. CoreXY Cube и PrntQB V2 - Два проекта как братья близнецы похожи. Отличительной особенностью является вынос ремней (CoreXY Cube) или тросов (PrntQB V2) за габарит корпуса. Имея домашних животных или детей, такой принтер я бы делать не стал.

http://www.thingiverse.com/thing:393155
http://www.thingiverse.com/thing:368902

5. Frax 3D - Несколько раз натыкался на него, корпус из листового метала.

http://reprap.org/wiki/Frax3d

https://github.com/frax3d/Frax3D

6. Sandwich200

http://reprap.org/wiki/Sandwich200

7. X3D XS COREXY Printer - фанерный корпус, очень топорный, чем то напоминает SmartrapCore.

http://www.thingiverse.com/thing:730199

8. Garpom

http://reprap.org/wiki/Garpom

9. Остальные принтеры на данной кинематике можно посмотреть здесь. Не стал их всех расписывать так как чертежи и модели есть, а вот описание и комьюнити скудное.

XY-Head; Z-Bed (MakerBot kinematics)

2. VULCAN 400

http://www.thingiverse.com/thing:1460354

XYZ- Head (Delta Принтеры). Опять же, большинство из этих принтеров похожи друг на друга, слегка отличается корпус и крепление диагоналей. Большое комьюнити, есть поклонники.

1. Rostock - с него все началось.

http://reprap.org/wiki/Rostock

2.1. Rostock MAX

http://reprap.org/wiki/Rostock_MAX

2.2. Rostock mini

http://reprap.org/wiki/Rostock_mini

2.3. Kossel

http://reprap.org/wiki/Kossel

2.3.1 COssel

http://reprap.org/wiki/COssel

2.3. 3DR - Напечатанная дельта от RichRap's

http://reprap.org/wiki/3DR
https://github.com/RichRap/3DR-Delta-Printer/

2.4. Rostock-Montpellier

http://reprap.org/wiki/Rostock-Montpellier

2.5. Rostock Prisma

http://www.thingiverse.com/thing:34146

2.6. Delta-Pi

http://reprap.org/wiki/Delta-Pi

2.7 Cherry Pi Delta 3D Printer

http://www.thingiverse.com/thing:210028

3. FirePick Delta - Очень интересный проект, привод диагоналей сделан по оригинальной схеме дельта принтера, именно эта схема применена в промышленных Delta манипуляторах.

http://reprap.org/wiki/FirePick_Delta
https://hackaday.io/project/963-firepick-delta-the-open-sour...

3.1 3d printer nelu - еще одна реализация вышеописанного принтера

http://reprap.org/wiki/3d_printer_nelu

4. THOR Simpson - Экспериментальная механика дельта принтера.

http://reprap.org/wiki/THOR_Simpson

5. Sculptr Delta

http://www.thingiverse.com/thing:1444028

XYZ- Head (Scara robot) Самые интересные и не обычные принтеры (роботы)

1. RepRap Morgan - Скара робот, очень быстрый, но требует колоссальной точности в передачах, иначе будет безбожно врать. Интересный проект, но далеко не как первый принтер.

http://reprap.org/wiki/RepRap_Morgan

2. Wally

http://reprap.org/wiki/Wally

XYZ- Head (ARM robot)

1. 3d print desktop robot arm(DARM) - Роботизирована рука - манипулятор. С тремя степенями свободы. Очень сложная математика, соответствен требует значительных вычислительных затрат от микропроцессора.

http://www.thingiverse.com/thing:1204552

Не принтеры...

1. Holliger - Вообще не принтер, а ЧПУ фрезерный станок, но полностью распечатан на принтере, к теме относится мало, но для общего ознакомления.(К стати преокт заброшен) Интересным техническим решениям я пожалуй посвящу отдельный пост.

http://reprap.org/wiki/Holliger

2. Cyclone PCB Factory - фрезерный станок распечатанный на 3D принтере для фрезеровки печатных плат.

http://reprap.org/wiki/Cyclone_PCB_Factory

З.Ы. Не забываем добавляться в "Лигу 3D принтеров", и выкладывать там свой опыт, а так же в новостное сообщество "3D печатники".

Любые вопросы, вы можете задать мне лично в VK: http://vk.com/tigeer

Всем удачи и спасибо за внимание, ваш ласковый и нежный Tigeer