Heizungen Kalibrieren

Aus K8200 Wiki
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Einführung

Die Firmware des K8200 unterstützt zwei Modi um die Heizungen anzusteuern.

Eine Kalibrierung der PID-Regler sollte in jedem Fall, auch bei originalem Velleman-Netzteil, durchgeführt werden.

Bang-Bang

Der Bang-Bang-Regler ist ein s.g. Zweipunktregler mit zwei Ausgangszuständen. Je nachdem, ob der Istwert über oder unter dem Sollwert liegt, wird der obere oder der untere Ausgangszustand eingenommen. Zweipunktregler kommen dann zum Einsatz, wenn die Stellgröße nicht stetig variabel ist, sondern nur zwischen zwei Zuständen wechseln kann, z. B. Ein/Aus.

Einsatz

Hat man sein Heizbett auf 24V Netzteil umgebaut und nutzt ein Relais zum Schalten der Spannung, ist es empfehlenswert diesen Modus zu nutzen, da das Relais nicht wie beim PID-Regler pausenlos schalten muss.

Aktivieren

Um den Bang-Bang-Regler zu aktivieren muß in der Datei Configuration.h in der Firmware ist die Zeile #define PIDTEMP einkommentiert werden. In der Regel ist diese Zeile schon aktiviert. Sollte dies der Fall sein, müssen die beiden // (Kommentarzeichen) angeführt werden.

PID-Regler

Der PID-Regler (proportional–integral–derivative controller) besteht aus den Anteilen des P-Gliedes, des I-Gliedes und des D-Gliedes. Er kann sowohl aus der Parallelstruktur oder der Reihenstruktur definiert werden.

Einsatz

Wird nach einem Heizbettumbau auf 24V ein SSR (Solid State Relais) eingesetzt, sollte um eine genauere Heizregelung zu erhalten der PID-Regler in der Firmware aktiviert werden.

Aktivieren

In der Datei Configuration.h in der Firmware ist die Zeile #define PIDTEMP zu finden. In der Regel ist diese Zeile schon aktiviert. Sollte dies nicht der Fall sein, müssen die beiden // (Kommentarzeichen) entfernt werden.

Kalibrieren

Damit der PID-Regler ordnungsgemäß funktioniert muss dieser kalibriert werden. Das bedeutet, dass der Propotional-, Integral- und Differential-Teil des Reglers eingestellt werden muss. Dies ist zwar ab Werk in der Firmware vorhanden, jedoch nicht individuell auf genau diesen einen Drucker.

In der Firmware sind die Zeilen für das Hotend

#define  DEFAULT_Kp 23.10
#define  DEFAULT_Ki 1.12
#define  DEFAULT_Kd 118.75

und die Zeilen für das Heizbett

#define  DEFAULT_bedKp 452.77
#define  DEFAULT_bedKi 6.17
#define  DEFAULT_bedKd 8308.25

zu finden. Die Werte Kp, Ki und Kd geben dabei die jeweiligen Werte des Reglers an.

Starten

Die Kalibrierung von Heizbett und Hotend lässt sich über einen einfachen G-Code starten.

Heizbett

Um die Kalibrierung zu Starten muss z.B. folgender G-Code an den Drucker gesendet werden: M303 E-1 C3 S55

M303 startet dabei die Kalibrierung. E-1 Legt fest, was kalibriert wird. Im o.g. Beispiel das Heizbett. C3 legt die Anzahl der Messungen fest. Im Beispiel sind es drei Messungen. S55 gibt die Temperatur an, mit welcher gemessen werden soll.

Empfohlen wird in der Marlin-Firmware eine Messung mit 8 Zyklen und 90°C durchzuführen.

Hotend

Die Kalibrierung des Hotends wird auf die gleiche Weise wie die des Heizbettes durchgeführt.

Jedoch muss der o.g. G-Code geändert werden. Dieser muss demnach wie folgt lauten: M303 E-0 C3 S220.

Empfohlen wird in der Marlin-Firmware eine Messung mit mindestens 3 Zyklen und 200°C durchzuführen.

Ergebnis

Als Ergebnis der jeweiligen Messung erhält man in der Konsole der Drucker-Software (z.B. Repetier-Host) eine Tabelle mit Messwerten. Diese kann wie folgt aussehen:

bias: 92 d: 92 min: 196.56 max: 203.75
Ku: 32.59 Tu: 54.92
Clasic PID
Kp: 19.56
Ki: 0.71
Kd: 134.26
PID Autotune finished ! Place the Kp, Ki and Kd constants in the configuration.h

Die jeweiligen Werte für Kp, Ki und Kd müssen nun in die Firmware übertragen und der Drucker damit aktualisiert werden.

Alternativ können die PID-Werte auch per G-Code an den Drucker übertragen werden. Dazu muss

M301 P19.56 I0.71 D134.26

oder

M304 P19.56 I0.71 D134.26

an den Drucker gesendet werden wobei M301 für die Hotends und M304 für das Heizbett steht.