3D-Drucker-PID-Tuning. Nützliche Anleitung zur Kalibrierung!

Um qualitativ hochwertige 3D-Drucke zu erhalten, müssen Sie einen gut funktionierenden 3D-Drucker verwenden. Außerdem benötigen Sie eine kompatible Version der Druckersoftware.

Dennoch wird Ihre Wahl des Filaments einen Unterschied machen, da es für Ihre 3D-Druckanforderungen geeignet sein muss.

PID-Kalibrierung

Bedeutsamerweise besteht der nächste Schritt, bevor Sie mit dem Drucken beginnen, darin, die PID-Werte Ihres 3D-Druckers korrekt abzurufen.

Das Hauptziel der PID-Kalibrierung oder PID-Abstimmung besteht darin, sicherzustellen, dass Sie die Reaktion des PID-Reglers auf Sollwertänderungen anpassen und die Variabilität des Regelfehlers minimieren.

Mit anderen Worten, PID-Einstellungen helfen PID-Reglern, gemessene Prozesswerte eines Sollwerts oder des gewünschten Werts zu halten.

Wenn Sie die Düsentemperatur und die Schwankungen der Temperatur des Druckbetts steuern, steigern Sie zwangsläufig die Druckqualität.

3D-Drucker-PID-Tuning. Was ist das genau?

Technologische Fortschritte im 3D-Druck wie die Marlin-Firmware zeichnen sich durch die Wärmekontrolle von 3D-Druckern aus. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Hot-End- und Druckbetttemperaturen durch Ein- und Ausschalten der Heizung zu steuern.

Stattdessen verwendet es einen variablen Leistungsanpassungsansatz für eine innovativere und genauere Steuerung der Leistungsabgabe.

PID bezieht sich auf Proportional, Integral und Differential. Die PID-Abstimmung des 3D-Druckers steuert also, wie Ihr Drucker mit den Drucktemperaturanpassungen Ihres beheizten Betts und Extruders oder Hotends zurechtkommt.

Wenn Sie die PID-Abstimmung erfolgreich durchführen, ermöglichen diese Parameter Ihrem 3D-Drucker-Hot-End und dem beheizten Bett, eine konsistentere und stabilere Temperatur zu genießen.

Eine optimale stabile Temperatur lässt die Heizelemente optimal arbeiten. Somit verbessern sie die Druckqualität.

Was ist eine PID-Abstimmung?

3D-Drucker arbeiten durch Heizkomponenten. Das heiße Ende des Druckers und das beheizte Bett bleiben die zwei bekanntesten Druckerheizelemente.

Die von der Druckerdüse und dem beheizten Bett erzeugte Wärme benötigt neue PID-Werte, wenn sie instabil und inkonsistent wird.

Daher sollten Sie die PID-Technologie verwenden, um die Temperatur des Heizelements zu stabilisieren.

Also, was bedeutet das P, I, D?

Anteil (P) steht für das Verhältnis der Ist-Temperatur zur Soll-Temperatur.

Integral (I) steht für den Fehlerwert, der beim Vergleich der tatsächlichen und erwarteten Temperaturen des Erwärmungsprozesses festgestellt wird.

Schließlich Derivat (D) bezeichnet die Geschwindigkeit, mit der die tatsächliche Temperatur über oder unter die angeforderte Temperatur steigt.

Wie funktioniert die PID-Heizung?

Die Maschinensteuertafel der Firmware übernimmt die P-, I- und D-Werte. Mit anderen Worten, Sie können die drei Werte manipulieren, um die PID-Autotuning zu starten .

Der Algorithmus berechnet, wie Ihr Drucker das Heizelement aufheizen soll.

Wie kalibriere ich meine PID für den 3D-Druck?

Wenn Ihr 3D-Drucker viele Schwankungen in den Drucktemperaturen des heißen Endes und des beheizten Betts aufweist, enden Ihre Drucke mit Artefakten, Linien und anderen ähnlichen Herausforderungen.

Die beste Möglichkeit, Temperaturschwankungen der Heizelemente zu vermeiden, ist die Durchführung eines PID-Autotunings.

Dennoch verfügen die meisten Drucker über Software wie Marlin, die die Funktion „PID-Autotune abgeschlossen“ enthält. Es ist eine Registerkarte, die den Abschluss der PID-Abstimmung anzeigt oder signalisiert.

Wenn Sie Drucker manuell kalibrieren, befolgen Sie einen Softwarebefehl, der Ihnen bei der PID-Einstellung der Hot-End-Temperatur hilft.

Die Firmware sendet G-Code-Befehle, die es dem Gerät ermöglichen, die gleichen Ergebnisse zu erzielen, die Sie von einem automatisierten Drucker erhalten.

Wenn Sie die originalen Prusa-Drucker verwenden, müssen Sie feststellen, welche Version Sie besitzen, indem Sie zum Hilfemenü gehen. Am besten aktualisieren Sie Ihre Druckersoftware regelmäßig.

Bevor Sie mit der Kalibrierung Ihres Druckers beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie Ihr heißes Ende etwas zehn Zentimeter vom Druckbett entfernt anheben. Gehen Sie dann zum Hauptmenü.

Als nächstes wählen Sie die Registerkarte PID-Kalibrierung aus. Wählen Sie den Hot-End-Temperaturwert aus, den Sie beim Drucken häufiger verwenden.

Anschließend führt der Drucker die PID-Kalibrierung automatisch durch. Am Ende des Prozesses steigt und fällt die Düsentemperatur einige Male, im Allgemeinen in fünf Zyklen.

Nach den fünf Zyklen der Hot-End-Temperaturvariationen stabilisieren sich die Temperaturen und an diesem Punkt können Sie mit dem 3D-Druck beginnen.

Wie stimmen Sie ein 3D-Druckerbett per PID ab?

Verwenden Sie zum Kalibrieren oder PID-Tuning eines 3D-Druckerbetts eine Software, um G-Code-Befehle an Ihre Drucker-Firmware zu senden. OctoPrint und Pronterface sind Software, die G-Codes an Drucker übertragen kann.

Führen Sie zunächst den M303-Befehl im G-Code-Terminal der Software aus. Es ermöglicht ihm, auf Ihre Drucker-Firmware zuzugreifen.

Zweitens die kalibrierten Werte abrufen und eingeben und dann die PID-Einstellungen speichern. Durch die automatische PID-Anpassung und das Speichern der Einstellungen entfällt die Notwendigkeit, die automatische PID-Anpassung zu wiederholen.

Das Terminal gibt eine PID-Autotuning-Startwarnung aus, wenn der Befehl ausgeführt wird. Das Zeichen kennzeichnet den Beginn des Prozesses, der einige Minuten dauert, bevor er abgeschlossen wird.

PID-Werte

• M303 stellt den primären Befehl dar, der die PID-Autotune-Kalibrierung auslöst
• S60 steht für die erforderliche Heizbetttemperatur
• C10 bezeichnet die Anzahl der Zyklen, in denen die Heizelementtemperatur schwankt, bevor sie sich schließlich stabilisiert.
• U1 steht für automatisches Ersetzen der vorhandenen Heizbetttemperaturen durch die neuen Werte.
• Speichern Sie am Ende des Autotune-Vorgangs die neuen Werte. Die Drucker-Firmware behält die PID-Einstellungen für die spätere Verwendung bei.

Wie verwenden Sie PID Autotune?

Sie sollten den Autotuning-Vorgang mit den Start-/Stopp-Signalen starten. Lassen Sie den Prozess eine Zeit lang laufen, um das Frequenzgangexperiment abzuschließen.

Übertragen Sie anschließend die eingestellten Werte aus dem Baustein an Ihren PID-Regler.

Schritt-für-Schritt-Prozess zum Starten des Autotuning-Prozesses

• Geben Sie eine Hysterese ein, die vom Rauschen des PV abhängt. Sie können bei 1,0 % beginnen.
• Stellen Sie Ihren Druckermodus auf Autotuning ein
• Eine Anpassung des SP sollte zu einem PID-Tune-Wert führen, der etwas höher oder niedriger als der PV ist
• Wählen Sie dann die Regelmethode aus, die entweder PI oder PID sein kann
• Wählen Sie die Registerkarte „Tuning starten“ aus

Wie lange dauert die automatische PID-Abstimmung?

Wenn Sie davon ausgehen, dass Ihre Verzögerungszeit vier Minuten beträgt, benötigt der PID-Tuner 20 Minuten zum Abstimmen. Außerdem führt eine Verzögerungszeit von mehr als ein paar Minuten bei anderen Abstimmungsmethoden dazu, dass der PID-Tuner lange, sogar Stunden, für die automatische PID-Abstimmung benötigt.

Das Autotune von Marlin dauert jedoch ungefähr fünf Minuten, selbst wenn Sie es für sechs Zyklen aktivieren. Überprüfen Sie Ihren LCD-Bildschirm; es zeigt Temperaturen, die über den Sollwert hinaus ansteigen und dann allmählich zurückfallen.

Es wird ein paar Mal schwanken. Am Ende genießt es genaue Konstanten für die P-, I- und D-Zahlen in der Gleichung. Diese Konstanten werden typischerweise als KP-, KI- und KD-Konstanten bezeichnet.

Wie stellen Sie Marlin per PID ein?

Um PID einzustellen, Marlin, bestätigen Sie zunächst die Marlin-Version Ihres Druckers. Wir haben Marlin-Versionen wie Marlin 1. X oder 2X1. Es stellt sicher, dass Sie die richtigen oder kompatiblen Befehle für die jeweilige Version verwenden.

Verbinden Sie Ihr G-Code-Terminal mit dem Firmware-Terminal des Druckers. Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen PID-Befehle von Ihrem Firmware-Unternehmen erhalten.

Wählen Sie den Header aus, für den Sie PID verwenden möchten, z. B. E1. Wählen Sie anschließend die Anzahl der Heizzyklen. Heizzyklen beziehen sich auf die Häufigkeit, mit der der Drucker das Heizelement auf den Zielwert auf- und abheizt.

PID-Tuning Marlin Hot End

• Geben Sie M303 E für die Heizungsnummer und C für die Anzahl der Zyklen vor dem Senden mit dem G-Code-Terminal ein
• Warten Sie dann, bis das Terminal die eingestellte Anzahl von Zyklen abgeschlossen hat
• Geben Sie den M301-Befehl ein, geben Sie dann den P(KP-Wert), I(KI-Wert) und D(KD-Wert) ein, die konstante Werte darstellen, und senden Sie den Befehl.
• Senden Sie abschließend den M500-Befehl, um Ihre neuen Werte auf dem Mainboard der Firmware zu speichern und beizubehalten.

PID-Tuning Marlin Heizbett

• Verbinden Sie das G-Code-Terminal mit Ihrem Firmware-Terminal
• Identifizieren Sie Marlin die Version
• Geben Sie E-1 für Marlin 1.x und EBED für Marlin 2.X ein
• Bestimmen Sie die Anzahl der Zyklen; Je mehr Zyklen Sie wählen, desto genauer und länger ist die PID-Einstellzeit
• Geben Sie M303 E, S und C ein, die die PID-Autotune-Befehle darstellen
• Sobald das Terminal den Zyklus beendet hat, geben Sie die P-, I- und D-Werte ein, die der Drucker generiert hat. Die Werte sind die Konstanten KP, KI und KD
• Geben Sie den M304-Befehl ein und setzen Sie dann die generierten konstanten Werte ein
• Senden Sie abschließend den M500-Befehl, um die neuen Einstellungen auf der Hauptplatine des Druckers zu speichern und zu speichern

Ender 3 PID-Einstellungen

Sie können Ihren Ender 3 mit der Pronterface-Software automatisch einstellen. Es ist eine Software, mit der Sie Ihren Drucker von Ihrem Personal Computer (PC) aus steuern können. Sie brauchen nur einen PC und ein USB-Kabel, um Ihre Firmware zu flashen.

Um Ender 3 PID abzustimmen, öffnen Sie die Software. Das Hauptmenü bietet Ihnen einen Bereich, in dem Sie Ihre PORT- und Baudraten auswählen können.

Insbesondere Ender 3 hat eine Baudrate von 115200, sofern nicht anders angegeben. Wählen Sie also die Option für Ihren Drucker und stellen Sie eine Verbindung her.

Verwenden Sie das Terminalfenster, um M303 E0, S225 und C10 zu senden, um die PID-Abstimmung zu starten. Es dauert zehn Zyklen, bevor es die Abstimmung abschließt.

Nach Abschluss des PID-Tunings wird die Warnung „PID Autotune Finished“ angezeigt. Wählen Sie dann die generierten PID-Werte aus, die Sie verwenden sollten.

Verwenden Sie den Befehl M301, um die neuen Werte einzugeben, gefolgt vom Befehl M500, um die neuen PID-Einstellungen zu speichern und zu speichern.

Octoprint PID-Tuning

• Der Octoprint-PID-Abstimmungsprozess ähnelt dem anderer Software-PID-Abstimmungen, jedoch mit geringfügigen Abweichungen. Öffnen Sie den Octoprint, nachdem Sie den G-Code mit dem Firmware-Terminal des Druckers verbunden haben.
• Gehen Sie zum Terminal-Tab.
• Aktivieren Sie die Kontrollkästchen zum Unterdrücken von Nachrichten.
• M303, E0, E230, C10 eingeben, um mit dem Autotuning zu beginnen
• Der Puffer schiebt die unterdrückten Nachrichten heraus
• Geben Sie nach Abschluss des Vorgangs die neuen Werte in Ihren Drucker ein
• Speichern und speichern Sie neue PID-Einstellungen mit dem M500-Befehl

Schlussfolgerung

Das Erreichen einer hohen 3D-Druckqualität bleibt das Ziel jedes 3D-Druckerbenutzers. Die Extruderdüse und die plötzlichen Temperaturänderungen des Heizbetts wirken sich jedoch nachteilig auf eine bessere Druckqualität aus.

Daher ist PID-Tuning praktisch, um das Hotend und die Heizbetttemperatur zu regulieren und zu stabilisieren.