Dự án này sử dụng cảm biến lực Creality K2 strain gauge, bộ khuếch đại HX711 và RP2040-Zero để phát hiện khi đầu phun (nozzle) chạm vào bàn in. Không giống như BLTouch hay các loại đầu dò ngoại vi khác, chính đầu phun được sử dụng để dò, vì vậy bạn không cần phải tính toán đến độ lệch (probe offset). Kết quả là lớp in đầu tiên sẽ đạt độ chuẩn xác hoàn hảo mỗi lần in!

Dự án bao gồm các file thiết kế để in, các thay đổi trong firmware, thông tin đấu dây và linh kiện điện tử cần thiết để bạn tự lắp một bộ dò cảm biến lực chi phí thấp cho Ender 3. Đây là lựa chọn dành cho những ai thích mày mò với phương pháp dò bề mặt bằng đầu phun hoặc muốn xây dựng một giải pháp thay thế cho các loại cảm biến cân bàn thông thường.

Danh sách linh kiện tối thiểu (BOM)

• Cảm biến lực Creality K2 Plus Strain Gauge
• Bộ khuếch đại HX711 (chế độ 80Hz)
• RP2040 (có thể dùng các loại MCU 3.3v khác)
• 3x Ốc cấy nhiệt (heatset inserts) M3
• 2x M3x8
• 4x M3x12
• 2x M3x16
• 4x M3x6
• 2x Trụ đồng (brass standoff) >6mm
• Ốc vít cho trụ đồng M3
• 2x M4x25 (cho quạt 4020)

Tổng chi phí: $10-$15

Trước khi bắt đầu

Lưu ý:

• Hướng dẫn này chỉ bao gồm những bước tối thiểu để đầu dò hoạt động.
• Tất cả các file thiết kế đều đi kèm, nhưng do cấu hình máy in mỗi người mỗi khác, tôi đã cung cấp các file STEP để bạn có thể chỉnh sửa (remix) cho phù hợp với máy của mình.
• Firmware máy in phải được sửa đổi để dự án này hoạt động.
• Bạn PHẢI kiểm tra điện áp của bo mạch chủ. Với Creality 4.2.7 của tôi, nó yêu cầu tối đa 3.3v tại chân PB1, nên tôi sử dụng vi điều khiển 3.3v.
• Đây là một bản thử nghiệm (prototype). Độ bền và độ ổn định lâu dài chưa được kiểm chứng đầy đủ, vì vậy hãy cân nhắc kỹ khi sử dụng.

Lắp ráp

1. In các chi tiết cần thiết.

   • Tôi in các bộ phận kết cấu bằng PLA vì độ cứng cao (4 lớp tường/đáy/nóc và 50% infill).
   • Phần ốp quạt được in bằng PETG để chịu nhiệt tốt hơn.
   • Lắp ráp theo hình ảnh minh họa.

2. Đấu dây như hình dưới đây.

Cấu hình Firmware (Marlin)

Tôi đã lập trình RP2040 để xuất tín hiệu HIGH khi phát hiện chạm bàn. Điều này mô phỏng logic mà bo mạch chủ mong đợi. Các chân endstop được kéo lên (pull-up), nhưng các switch là dạng NC (thường đóng xuống GND). Vì vậy, điện áp ở trạng thái nghỉ là GND, và khi trigger (mở mạch), nó sẽ tăng lên 3.3v nhờ điện trở kéo!

Chỉnh sửa file Marlin configuration của bạn như sau:

(BẮT BUỘC)

//#define Z_MIN_PROBE_USES_Z_MIN_ENDSTOP_PIN

define USE_PROBE_FOR_Z_HOMING

define Z_MIN_PROBE_PIN PB1

define NOZZLE_AS_PROBE

(TÙY CHỌN)

define Z_AFTER_PROBING 5

define INDIVIDUAL_AXIS_HOMING_MENU

define INDIVIDUAL_AXIS_HOMING_SUBMENU

Firmware RP2040

(Chèn đoạn code C++ ở đây...)

Ghi chú

Ngưỡng phát hiện và độ trễ (hysteresis) chỉ là điểm bắt đầu, bạn có thể cần điều chỉnh tùy thuộc vào cảm biến, phương pháp lắp đặt và loại máy in của bạn. Dự án này mang tính thử nghiệm, mọi ý kiến đóng góp hay bản remix đều được chào đón!