Какие механизмы обнаружения может использовать датчик филамента?

Сейчас я иду по той же кроличьей норе и обобщил бы типы обнаружения нити в четыре категории: выбег, проблема с экструдером, застревание катушки и застревание сопла. На самом деле, именно это BTT рекламирует для своего датчика, так что здесь нет ничего спорного.

Механизмы, используемые для обнаружения этих проблем, основаны на движении или силе. Поскольку обнаружение самой силы не всегда просто или интуитивно понятно, часто также преобразуют силу в движение. В число задействованных датчиков входят:

1. Микропереключатели, которые обнаруживают физическое присутствие либо по нити накала, либо по чему-либо, воздействующему на нить накала
2. Тензодатчики, которые напрямую определяют силу
3. Оптические энкодеры, которые переключают сигнал, пропорциональный скорости ролика, действующего на нить (как колесо прокрутки вашей мыши). Их также можно использовать в качестве бесконтактного переключателя, похожего на микропереключатели, обычно с целью снижения сопротивления нити.
4. Датчики Холла, действующие как бесконтактный переключатель

Когда нить заканчивается, ее больше нет, поэтому микропереключатель является простым решением. Но когда нить застревает, эффектом является изменение натяжения нити, которое оказывает силу на различные части пути экструдера. С точки зрения экструдера, когда застревает катушка, он должен тянуть сильнее, когда застревает сопло, он должен толкать сильнее. Если экструдер поврежден, он не может толкать или тянуть нить. Во всех случаях нить вообще не движется.

В этом ответе датчик нити пытается обнаружить застревание катушки, преобразуя натяжение нити в механическое движение, которое активирует микропереключатель. Такая конструкция оптимизирует как выбег, так и застревание катушки в одно действие переключателя. Вместо микропереключателя можно использовать другие датчики при условии достаточного количества НИОКР.

Оптические энкодеры (они же интеллектуальные датчики биения) используют движение нити для переключения сигнала. Как и сердцебиение, сигнал биения означает, что нить движется, в то время как неподвижный сигнал является потенциальным признаком неисправности. Прошивка принтера должна поддерживать этот тип ввода для работы энкодеров. Оптические энкодеры требуют, чтобы прошивка отслеживала, когда экструдер получает команду на движение, и проверяла, соответствует ли обратная связь энкодера этим движениям. Если обратная связь не соответствует команде и превышает некоторый порог, то прошивка обрабатывает это как ошибку. Этот «порог» люди называют настройкой интеллектуального датчика биения. Для Marlin поле FILAMENT_RUNOUT_DISTANCE_MM устанавливает допустимое несоответствие, прежде чем возникнет ошибка. Обратите внимание, что это связано с конструкцией энкодера и его разрешением при отслеживании движения нити.

Еще одно соображение для датчиков — контакт против бесконтактного. Все, что контактирует с нитью, добавляет сопротивление, которое должен преодолеть экструдер. Это может быть существенной проблемой только при создании более крупных систем, где катушка находится далеко, а общее сопротивление от датчика и трубки начинает накапливаться. Бесконтактный, безусловно, хорошая идея, но его также сложнее проектировать. Например, оптический бесконтактный, который напрямую обнаруживает нити, может иметь проблемы с прозрачным материалом.

В целом, я думаю, что оптические энкодеры в настоящее время являются хорошим комплексным решением для обнаружения нити накала. Основной компромисс из-за их разрешения заключается в работе с ложными срабатываниями и потенциальным перетиранием нити накала, что может ухудшить состояние неисправности, если обнаружение займет слишком много времени. Традиционный переключатель имеет тенденцию немедленно обнаруживать реальное состояние и позволяет прошивке реагировать быстрее, но обнаружение нескольких типов неисправностей требует более сложной механики.