创世纪2

这一篇是升级3D打印机的教程，包括：klipper固件安装和升级，然后就是校准和其他。

klipper上位机——50元

Klipper是3D打印机固件。它将通用计算机的运算能力与一个或多个微控制器相结合。它给你带来的是更好的用户操作界面，更强大的网络管理功能以及共振补偿等这些黑科技。
首先我们需要一个klipper的载体，俗称上位机，对应的MKS-Robin主板就是下位机，微控制器。通过klipper操作下位机达到提高打印效果的目的。我这边用的是一个之前买的机顶盒CM311-a。这边对上位机就两个要求：1. 可以运行debian系统即可，armdian这种专门为了arm设备配置的debian系统也可以。2. 有个USB-A插口。【最便宜的方案是红米A2，改装好60+，自带触摸屏】
系统要求是为了运行python，而USB插口是为了连接上下位机的。传统的工业设备上下位机连接会用专门的线束，而我们只需要一个USB连接线即可。下位机一般都会有个USB插口，有可能是双USB-A接口的，因为3D打印机有时候会用U盘进行打印，所以这种接口是最易得的。
确定好上位机载体之后就需要做两件事：

1. 给上位机刷Klipper固件。
   这一步很简单，有专门的脚本kiauh，全称是：Klipper Installation And Update Helper，安装和升级脚本，网页上有教程，复制命令即可。
   这块需要注意的是，脚本不允许用root执行，这块需要将一个新用户，然后给他sudo的权限，可以参照命令：

   sudo adduser username -增加用户
   sudo usermod -aG sudo username -增加用户权限
   groups username -确认用户权限是否在用户组内

   这里我遇见的问题是，默认登录用户是root，然后我用su username进行切换，直接切换到username这个用户，但是没有把对应的用户文件夹给切换过来，如果你知道用户文件夹在根文件home下面的话还好，会切换。所以我建议使用su - username这个命令进行切换用户，这个会模拟完整的shell登录过程，将你带到这个用户的文件夹下，这样你执行./kiauh/kiauh.sh这些命令的时候，就不会提示找:不到文件夹或者没有对应的权限。【是的，你用klipper在root的用户文件夹操作那肯定不可能有权限，哪怕这个文件就在那】。 现在其实有了deepseek等工具，命令这些都可以现找的，我更加看中的是问对问题，而不是如何解决

2. 给下位机刷可以被klipper固件控制的固件
   这块也很简单，首先找到你的你的主板型号，比如我得MKS-Robin V2.4，如果你是MKS主板，那么去这里找到所有的MKS主板对应的klippe固件和配置。就是这么简单，我得机器刷固件只要把对应文档的固件放到SD卡里去，然后开机就会自动刷入里面还有张图片就是配置klipper，让上位机知道如何操作下位机的配置图。

后续就是用一条USB线连接上位机和下位机，进行配置和连接，一切顺利之后，你就可以在网页端看到界面，并且操作后续的校准。这块网上有很多教程，也没什么好讲的，原理就是刷两边相同的固件即可，这里需要提一句好多人希望通过klipper上位机刷下位机固件的，比如这个视频，但是很多人操作之后，提示：flash Error 255，下面很多评论都不知道为啥。其实这个原因在于它开头的时候是按着开关机按钮插电源的，这样的话，对应它这块主板进入到了DUF模式【主板DFU模式（Device Firmware Upgrade）是设备固件升级模式】，所以如果你按照它这么操作，有可能行，有可能失败。原因是不是所有主板都有DFU模式，其次是进入DFU的方法有可能不是这样，这个视频是直接进入主板的DFU模式，然后通过klipper脚本将下位机固件刷写的。

配置

在编写完成之后，进入后台界面，开始编写配置，一般主板厂商会提供一份基础配置，里面大部分数据是对的，尤其是针脚【pin】这块，因为大部分接口都是固定的，比如电机，热敏之类的。

所以你只需要在那份文件上修改，然后再增加一些配置即可。
这里顺便说下如何查看针脚代码，以这款主板为例：我将散热分散没有接到对应的接口上，反而接到的是挤出口1这个接口，所以我用主板给的配置文件，导致我一开始启动之后散热风扇不运行。现在有两种方案：1. 拆机然后把电风扇的电线接到对应的接线口上。2. 找到挤出口1的针脚，告诉系统这个地方被我拿来当风扇了。
首先找到主板上对应位置的喷码，可以看主板，也可以看电路图。
，
然后找到对应主板的针脚图，找到HEATER1，看到对应的针脚是PC7，修改针脚即可。

另外这边我遇见的困难是FAN和heater_fan是两个不同的参数，我这边的电风扇是热头的散热风扇，所以要用heater_fan，而前者则是热床或者打印件的散热，这块可以自由定义。
最后附上我得配置和描述

[include fluidd.cfg] # 包含Fluidd界面配置文件

[virtual_sdcard] # 虚拟SD卡配置
path: /home/klipper/printer_data/gcodes
on_error_gcode: CANCEL_PRINT

[mcu] # 主控板配置
serial: /dev/serial/by-id/usb-1a86_USB2.0-Serial-if00-port0
restart_method: command # 重启方法:向单片机发送klipper命令来重置它们自己

[mcu my_extra_mcu] # 额外的MCU配置示例，后续共振补偿会用到
#   请参阅"mcu"分段的配置参数。

[printer] # 打印机控制的高级设置部分。
kinematics: corexy # 运动学类型
max_velocity: 150 # 最大速度，单位mm/s
max_accel: 1500 # 最大加速度，单位mm/s²，后续可以根据共振补偿测试调整
#minimum_cruise_ratio: 0.5 # 最小巡航比率，默认0.5，降低此值可提升打印速度，但可能影响打印质量
#square_corner_velocity: 5.0 #工具头以 90 度角转弯时的最大速度（单位：毫米/秒）。非零值可以通过在转弯时实现工具头速度的瞬时变化来减少挤出机流量的变化。
max_z_velocity:100
#   定义了沿z轴运动的最大速度（单位：mm/s）。这个设置可以
#   限制z步进电机的最大速度。
#   默认使用max_velocity 定义 max_z_velocity。
max_z_accel:10
#   定义了沿Z轴运动的最大加速度（单位：mm/s^2）。该设置可
#   以限制z步进电机的加速度。
#   默认使用max_accel 定义 max_z_accel。


[stepper_x]
step_pin: PB8 #步进引脚，运行信号
dir_pin: PB5 #方向引脚，方向，如果反了就在前面加个'!'
enable_pin: !PB9 #使能引脚，是否工作
microsteps: 16 #驱动器细分数
full_steps_per_rotation: 200 #步进电机完整转一圈的步数
# gear_ratio: 2.0 #齿轮比，如果有齿轮的话
rotation_distance: 40
endstop_pin: !PB12  #限位开关引脚
position_endstop: 0
position_max: 200 #最大行程，不要根据实际打印尺寸，需要自己手动测试最大能走的值，喷头是有偏移的
homing_speed: 10 #回原点速度
homing_retract_dist: 10 #二次归回退回距离

[stepper_y]
step_pin: PG15
dir_pin: PG10
enable_pin: !PB4
microsteps: 16
full_steps_per_rotation: 200
endstop_pin: !PC5  #限位开关引脚
rotation_distance: 40
position_endstop: 0
position_max: 200 #最大行程，不要根据实际打印尺寸，需要自己手动测试最大能走的值，喷头是有偏移的
homing_speed: 10 #回原点速度
homing_retract_dist: 10 #二次归回退回距离


[stepper_z]
step_pin: PD3
dir_pin: !PG14
enable_pin: !PD7
microsteps: 16
rotation_distance: 8
endstop_pin: !PA4  #限位开关引脚
position_endstop: 0
position_max: 200 #最大行程，不要根据实际打印尺寸，需要自己手动测试最大能走的值，喷头是有偏移的
homing_speed: 5 #回原点速度
homing_retract_dist: 5 #二次归回退回距离


[extruder]
step_pin: PG8
dir_pin: PA15
enable_pin: !PG13
microsteps: 16
rotation_distance: 36
#gear_ratio: 2.0 #齿轮比，如果有齿轮的话
#full_steps_per_rotation:#步进电机完整转一圈的步数
nozzle_diameter: 0.400 #喷嘴直径
filament_diameter: 1.750 #耗材直径
heater_pin: PC7 #加热引脚
sensor_type: EPCOS 100K B57560G104F #热敏电阻类型
sensor_pin: PC1 #温度传感器引脚
control: pid
pid_Kp: 22
pid_Ki: 1.08
pid_Kd: 114
min_temp: 0 #最低温度
max_temp: 250 #最高温度

[heater_bed] #热床配置
heater_pin: PC6
sensor_type: EPCOS 100K B57560G104F
sensor_pin: PC0
control: pid
pid_Kp: 22
pid_Ki: 1.08
pid_Kd: 114
min_temp: 0
max_temp: 130

[bed_mesh] #网格补偿配置
speed: 50 #校准过程中非探测移动的速度（单位：mm/s）。
horizo​​ntal_move_z: 5 #在开始探测操作之前，喷头应移动到的高度（单位：mm）。
#mesh_min: 
#   对于矩形打印床，定义网格的最小 X、Y 坐标。此
#   坐标相对于探针的位置。这将是第一个被探测的点，
#   最靠近原点。对于矩形打印床，必须提供此参数。
#mesh_max:
#   对于矩形打印床，定义网格的最大 X、Y 坐标。遵循与 mesh_min 相同的原则，
#   但这将是距离打印床原点最远的点。对于
#   矩形打印床，必须提供此参数。
#probe_count: 3, 3 #对于矩形打印床，这是一个用逗号分隔的整数对 X、Y，定义沿每个轴探测的点数。

[bed_screws]  #打印床调平螺丝配置
#screw1: # 定义打印床调平螺丝的位置 (X, Y) 以及对应的调平点编号。
#screw2:
#screw3:
#screw4:
#horizontal_move_z: 5
# 打印头在两个点之间移动时候的高度
# 默认值为 5
#probe_height: 0
# 探针高度 (mm) 在打印床和热端热膨胀后探针的高度。
# 默认值为 0
#speed: 50
# 校准过程中非探测移动的速度 (mm/s)
# 默认值为 50
#probe_speed: 5
# 从 horizontal_move_z 位置移动到 probe_height 位置的速度 (mm/s)
# 默认值为 5

[firmware_retraction] #固件回抽配置
#retract_length: 0
# 当 G10 被运行时回抽的长度（以毫米(mm)为单位）
# 和当 G11 被运行时退回的长度（但同时也包括
# 以下的unretract_extra_length）。
# 默认为0毫米。
#retract_speed: 20
# 回抽速度，以毫米每秒(mm/s)为单位。默认为每秒20毫米。
#unretract_extra_length: 0
# 退回时增加*额外*长度（以毫米(mm)为单位）的耗材。
#unretract_speed: 10
# 退回速度，以毫米(mm)为单位。
# 默认值为10mm/s

[input_shaper] #输入整形器配置，用于减少打印机振动和共振
#shaper_freq_x: 0
#   输入整形器的 X 轴频率(Hz)。通常这是希望被输入整形器消除的
#   X 轴共振频率。对于更复杂的整形器，例如2- 和 3-hump EI 输入
#   整形器，设置这个参数可能需要考虑其他特性。
#   默认值是0，禁用 X 轴输入整形。
#shaper_freq_y: 0
#   输入整形器的 Y 轴频率(Hz)。通常这是希望被输入整形器消除的
#   Y 轴共振频率。对于更复杂的整形器，例如2- 和 3-hump EI 输入
#   整形器，设置这个参数可能需要考虑其他特性。
#   默认值是0，禁用 Y 轴输入整形。
#shaper_type: mzv
#   用于 X 和 Y 轴的输入整形器。支持的输入整形器有 zv、mzv、
#   zvd、ei、2hump_ei 和 3hump_ei。
#   默认为 mzv 输入整形器。
#shaper_type_x:
#shaper_type_y:
#   如果没有设置 shaper_type，可以用这两个参数来单独配置 X
#   和 Y 轴的 输入整形器。
#   该参数支持全部shaper_type 支持的选项。
#damping_ratio_x: 0.1
#damping_ratio_y: 0.1
#   X 和 Y 轴的共振抑制比例，可以用来改善振动抑制效果。
#   默认值是 0.1，适用于大多数打印机。
#   大多数情况下不需要调整这个值。



[temperature_sensor MCU_Temperature] #mcu温度传感器
sensor_type: temperature_mcu
sensor_mcu: mcu

[temperature_sensor KLIPPER_sensor]#上位机温度传感器
sensor_type: temperature_host
sensor_path: /sys/devices/virtual/thermal/thermal_zone0/temp #上位机温度

[heater_fan heatbreak_cooling_fan] #加热器风扇和打印冷却风扇不一样
pin: PA6
heater: extruder #定义哪个加热器
heater_temp: 50.0 #当加热器温度高于这个值时风扇才会启动

[filament_switch_sensor file_sensor] #耗材传感器配置
pause_on_runout: True #检测到耗材用尽时暂停打印
switch_pin: !PF11 #传感器引脚

这块推荐去看官方文档，说明的很详细，有中文，一些英文未翻译的可以直接翻译软件，不难，这边就解释两个概念，热床和挤出机加热的时候有两种控制方式：

1. PID
   pid_Kp:22
   pid_Ki:1.08
   pid_Kd:144
   PID 反馈控制系统的比例 (pid_Kp)、积分 (pid_Ki) 和微分 (pid_Kd) 设置。Klipper 使用以下通用公式评估 PID 设置：
   heater_pwm = (Kperror + Kiintegral(error) - Kd*derivative(error)) / 255
   其中“error”为“requested_temperature - measured_temperature”，“heater_pwm”为所需的加热速率，0.0 表示完全关闭，1.0 表示完全开启。建议使用 PID_CALIBRATE 命令来获取这些参数。对于 PID 加热器，必须提供 pid_Kp、pid_Ki 和 pid_Kd 参数。
2. watermark
   通过max_delta: 2.0控制，当温度高于目标温度2度时候就停止，低于目标温度2度的话就开始加热。

一般推荐用PID，参数照搬即可，后续会有：

PID_CALIBRATE HEATER=extruder TARGET=170
PID_CALIBRATE HEATER=heater_bed TARGET=60

这两个命令是用来校准PID参数的，所以上面写的什么无所谓。

其他升级

正如我之前所说的，我买的这台是杂牌的机器，但是基础的框架是没问题的，系统现在我也改成klipper，虽然对线不了大牌，但是还是可以满足我得需求，但是由于先天硬件不行，还是有很多地方可以改进的，或者说如果你不知道如何升级，那么直接看最新品牌机，看看同样结构下它能做到什么，你这台机器大概率也可以，推荐看纵维立方这个牌子，别看拓竹，他们定制和开发了太多了。

自动调平：调平也是阶段性测试的，当然一些高端机器每次打印前都会调平。——10元

细心的朋友看出来了，我上面的配置里面是没有调平配置的，这是由于我在刷机之前刚刚调平过，就偷个懒，这边说下klipper支持的主流的调平方案和缺点吧。

1. 接触式

   1. BLTouch 探针/3DTouch 探针
      都是一回事，后者是国内版本的，就是在挤出头旁边增加一个这个玩意，它一旦触碰到平台就会弹回，同时告诉系统到达平面了。这个算是最早开发出来的自动调平方案，缺点就是：大和丑，这么一大块就放在挤出头旁边。价格便宜：35-45之间
      
      • 优点：配置简单，直接一个架子安装以下即可
      • 缺点：复制版价格便宜，传感器是贴片得，用久了会有灵敏度的问题。
      1. 热床压力传感器
         这块是Duet 3D提出的，现在拓竹X1和P1系统用的就是这个方案，在热床四周放置这个传感器，然后通过挤出头去触碰特定区域，来确定是否平整，缺点是定点，比如四个点，但是中心或者别的地方有时候会因为各种原因突起，价格一个：39官方，普通的20一个，至少需要4个。
         
         • 优点：还是配置简单，是个固定螺丝安装一下就行
         • 缺点：调平是能调平，但是无法测准整个平面的
      2. klicky
         一个用鼠标微动，磁铁构成的调频装置，结构简单，而且不用担心灵敏度问题，通过磁铁传输信号，最重要的是测准精度好。
         
         • 优点：简单，准确，价格便宜
         • 缺点：配置比较复杂，需要打印头特定路径才可以测准。当然你也可以选择一段时间调平一次。
      3. 挤出头压力传感器/VORON Tap
         通过一个光电感应，来判断是否打印头是否和平面接触，目前这个方案就VORON在用，其他的用的少
         • 优点：准确
         • 缺点：结构复杂需要结构上的支持，还有就是价格贵，需要线轨

2. 非接触式

   1. 涡流感应探头
      这个有个大前提：具有均匀磁场的导电金属热床，原理可以看图，很简单的东西，价格我找了几家都100+的，这块你买的时候需要注意看下自己主板是否还有位置，有can总线和USB接口两种，需要看下主板是否有相对应的位置。
      
      • 优点：配置简单，一个线，一个固定结构即可
      • 缺点：贵，需要热传支持，受温度和磁场影响，但是3d打印机里面有好多电机
   2. 接近开关
      就是一个距离传感器，靠近到多少就停止了，需要注意的是它的检测目标有一些是有限制的，比如检测铁制品之类的成功率高点。价格:5-100都有，贵的一般就是小型化，如果你用的是那种工业用大家伙，也就五六块
      
      • 优点：配置简单
      • 缺点：对热床有要求，准确性看产品
   3. 视觉校准
      热传上有特定的图案，然后根据摄像头进行校准，个人DIY难度巨大，不仅要求热床，还有摄像头角度等，需要大量经验。
      • 优点：简单，甚至你无需额外投入
      • 缺点：一般人搞不定，搞定的人直接VORON

我选择的使用一个薄膜开关进行调平，费用低廉。

共振补偿：共振补偿不是实时的，是一段时间后你需要做的一个测量，来提升你打印质量的，所以不用考虑太复杂。——40元

共振补偿这块klipper这块有一个比较麻烦得方案，就是打印出特定模型，然后手工测量共振幅度，然后调整，其实这块有个更加简单得处理方式，就是增加一个加速度传感计，比如ADXL345，这块得难点在于，由于角度传感器需要特定得安装角度，而且还需要固定住，所以你需要找一个合适得地方安装就是。然后就是接线：

官方推荐使用SPI接线模式，SPI接口的关键组成 (4线)：
SCLK (Serial Clock)：串行时钟线，由主机产生，用于同步数据传输。
MOSI (Master Out Slave In)：主设备数据输出、从设备数据输入线。
MISO (Master In Slave Out)：主设备数据输入、从设备数据输出线。
CS (Chip Select)：片选信号（也叫NSS），由主机控制，用于选择与哪个从设备通信
这时候你就要看下你得主板是否还有足够得针脚，还是以我的MKS Robin 为例，预留了几个拓展：

然后去查询对应得针脚：

这边我们可以看到我们缺少一个输出MOSI，但是其实我们有4个还未定义得GPIO针脚，所以理论上是可以定义GPIO针脚增加一个MOSI。或者你使用SD上面得针脚

但是需要注意，这个走的是SD卡得同一条路线，如果有SD卡得话，这个就用不了。

需要注意：

• SPI是高速通讯模式，所以一般对线的要求比较高，最好不要超过30厘米，而且最好有屏蔽

当然，你说有没有一种简单有愉快的方式接入传感器呢？有的呢，兄弟，有的

自带一个RP2040的微处理器，省去了接线的麻烦，通过USB线直接和上位机通讯。

• 优点：简单，不用担心SPI通讯干扰，而且自带安装孔位。
• 缺点：40元，是自己接线的2倍

摄像头——50元

摄像头直接买个USB免驱得即可，注意下你需要得参数：

像素/分辨率：这块买的时候对方会故意混肴，像素是机械性能，分辨率则是最后成品，有时候高像素为了展示效果会降低生产视频得分辨率，这个很正常，比如用了畸变得镜头需要处理掉一些边脚。现在推荐200-400万像素，分辨率在1080P以上为佳。
镜头焦距焦距和像素是两回事，焦距是镜头，而上面像素是MOS芯片，要看它给相机配置得镜头焦距，我们由于在狭窄空间内使用，需要焦距小得，看得近，视角范围大，推荐2.8MM的。
协议:UVC协议，这个就是USB免驱的。

如果你觉得自己购买太麻烦了话，有一个直接简单的解决方法：星云摄像头。创想三维3D打印机官方配件，现在150多就是。

这边建议像素高点，后续可以自己培训YOLO进行判断是否打印坏了，这是目前大多数厂商使用的方案，可以在打印过程中每几分钟拍一张照片，然后如果有坏的照片可以作为训练数据，后期用上位机或者另外一个机器进行判断，本身klipper就是python写的，这块连接很方便，期待大佬开发吧。
我这边用的是一个号称500w像素的，但是帧率只有15的摄像头，实际体验下来效果满足我得需求，当然不如150+的夜视强大。

完美升级【主要是卖不出去，看看能不能拯救下】

从上面可以看出，我已经再机器上花费了200+，但是实际体验下来还是不如目前主流的品牌机，由于技术的更新迭代太快了，一年几乎就有一个新的技术亮点出现，这在技术初期是很正常的，于是我估计了下，如果我要让它追上目前主流的技术水平，我需要花费多少？
首先我的框架绝对没问题，重且大，所以框架不变的情况下，剩下的就是内核优化：

1. 使用can转接板，做到线束的极少——100

现在的主流厂商都已经是一根线连接主板和热端，我这么一堆线束的情况，是上一代的产品了，所以我需要一个打印头转接板：

它集成了电机，热端，风扇，限位，热敏所有的功能，然后通过一个CAN转接板连接到上位机。

这样就能解决我现在线束杂乱的问题，而且现在这种转接板都自带ADXL2345加速度传感器，直接就可以做共振补偿。

2. 升级24v电源，现在12v的电源从热床加热到热端加热都差强人意——70

现在的电源是12V，导致热床的加热功率很慢，升到50度的话，往往需要2-3分钟，主流的厂商已经使用交流热床，直接使用220V加热，其次是现在市面上大多数都是24V的相关配件所以升级也是必然的。

3. 电源升级之后，热床也需要相对应升级甚至可以考虑交流加热——50

由于电源的升级，同样的热床电压就不匹配了，所以需要同步升级，如果使用220V的交流加热要达到300。

4. 更换晶格玻璃为PEI板——40

铲除掉原来的晶格玻璃，玻璃的辅佐下还是不如PEI板，而且方便程度还是有差距。方案是在热床上买个3D打印机热床磁性橡胶底座，然后买个PEI板即可，很简单，可以极大的提高附着性，同时你可以增加擦嘴和擦拭塔，每次正式打印前画一条直线，保证后续吐料流畅。

5. 整个热端加上置挤出机——100+【使用voron方案】

我的机器框架很好，而且用的是线轨，从硬件上已经没有太多的问题，剩下的就是不如品牌机的易用性，在提高了易用性之后剩下的就是改进下目前的热端和挤出机，以适应上面的一些升级。

总结

目前已经花费了500，如果我按照我的想法继续投入的话，这台机器将会达到900，带来了一台勉强和目前主流品牌一样的功能，但是效果还不一定有人家的好，而且二手还卖不出去。所以如果你单纯的只打PLA和PETG，或者说只是玩玩的话，那么只需要一台拓竹A1即可。别自己瞎搞，如果你想要DIY，那么我建议你直接买创想三维K1的官翻版本，900-1000，带来的效果超过自己折腾，而且它也能root。