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外部ドライブ使用チュートリアル

外付けドライブ構成ガイド​

注意事項​

前提条件
  • 本チュートリアルは Klipperファームウェア を基に構成します
  • モジュールは2種類の配線方法に対応しています。実際の状況に応じて選択してください
  • 配線方法を選択した後、ハードウェア接続が選択した方法と一致していることを確認してください

モジュール選択​

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対応マザーボード： SUPERシリーズ、GEMINIシリーズ、E3シリーズ

説明： 通常モジュールは信号の中継のみを行い、昇圧は行いません。マザーボードが元々 3.3V を出力している場合、モジュール出力も 3.3V のままです。マザーボードが元々 5V を出力している場合、モジュール出力も 5V のままです。

外付けドライブが 5V 入力を要求しているのに、マザーボードの駆動信号が 3.3V のみの場合、通常の直通モジュールを使用すると、モーターが回転しない、一方向のみに回転する、または方向が異常になる可能性があります。

配線方法の選択​

お使いのハードウェア構成に応じて、対応する配線方法を選択してください：

電源オフでの作業

外付けドライブの配線方法を選択または変更する前に、プリンターの電源を完全に切り、電源供給を切断してください。通電状態で配線、ドライブ信号線の抜き差し、または露出した端子への接触を行わないでください。

選択のアドバイス

どちらの方法を使用すべきか不明な場合は、ドライブモジュールの説明書を参照するか、メーカーに問い合わせてください。

配線概要図​

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ドライブ分割数設定​

設定の簡素化

ドライブのジャンパーピン設定は不要です。分割数はドライブ基板上のディップスイッチで直接設定します。

ドライブディップスイッチ設定​

ドライブ基板上のディップスイッチを 3200 に設定することを推奨します

電源オフでの作業

ドライブのディップスイッチを調整する前に、プリンターの電源を完全に切り、電源供給を切断してください。通電状態でドライブのスイッチを操作しないでください。

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分割数設定の説明​

核心計算式

モーター1回転に必要なパルス数 = rotation_distance / step_distance

より基本的な導出は次の通りです：

モーター1回転に必要なパルス数 = full_steps_per_rotation × microsteps

分割設定のロジック：

  1. モーターの固有パラメータを確認：一般的なモーターは full_steps_per_rotation: 200（1回転あたり200ステップ、すなわち1.8°/ステップ）
  2. Klipperのマイクロステップ microsteps を設定：設定ファイルで指定します。例：microsteps: 16
  3. ドライブの物理的な分割数を一致させる：上記の設定と必要な精度に基づいて、ドライブのディップスイッチを計算し設定します
    • 本チュートリアルの推奨値：200 (フルステップ) × 16 (Klipperマイクロステップ) = 3200 パルス/回転
    • この場合、ドライブは 16分割 に設定する必要があり、ディップスイッチ値は 3200 に設定します（一部のドライブは分割数16と表示し、一部はパルス数3200と表示します。ドライブの説明書で確認してください）
    • これは、ドライブがKlipperから送信される 各パルス を 1マイクロステップ として実行することを意味します
構成レベル構成項目設定値説明
モーターパラメータ1回転あたりのフルステップ数 full_steps_per_rotation200モーターの固有属性。通常は200 (1.8°)
Klipper構成マイクロステップ数 microsteps16printer.cfg で設定
ドライブハードウェアディップスイッチ分割値3200 (16分割)物理的なディップスイッチで設定
最終効果モーター1回転に必要なパルス数200 × 16 = 3200Klipperはモーターを1回転させるために3200パルスを送信する必要があります

他の分割効果が必要な場合：

上記のロジックに従い、Klipperで設定するマイクロステップ数(microsteps) と ドライブのディップスイッチで設定する分割数 が一貫していることを確認してください。例えば、Klipperで microsteps: 32 と設定した場合、ドライブのディップスイッチは 6400 (32分割) に設定し、200 × 32 = 6400 パルス/回転 の総精度を実現します。

Klipper構成参考​

先にドライブの説明書を確認してください

異なる外付けドライブでは、ENの有効レベル、PULのトリガーエッジ、最小パルス幅が異なる場合があります。以下の表はKlipperの書き方と一般的な初期値のみを示しています。最終的にはドライブの説明書を基準にしてください。

構成項目説明構成例
ドライブタイプ設定不要。ドライブのディップスイッチで物理的に設定—
マイクロステップ (microsteps:)16 に設定
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パルス時間 (step_pulse_duration:)ドライブの説明書に従って設定します。説明書に記載がない場合は、まず 0.000005 からテストし、現象に応じて徐々に大きくします
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イネーブルピン (enable_pin:)ドライブのEN有効レベルに応じて調整：
1. 低レベルイネーブル：! を追加する必要があります
2. 高レベルイネーブル：! を追加しない
3. 電源投入時からイネーブル：この行を削除可能		低レベルイネーブル：
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高レベルイネーブル：
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イネーブル制御を無効化：この行を削除
TMCドライブ構成の削除

外付けドライブを使用する場合、対応する軸には [stepper_*] 構成のみを残します。元の構成に [tmc2209 ...]、[tmc5160 ...] などのTMCドライブ構成セクションがある場合は、削除するかセクション全体をコメントアウトしてください。下の画像のTMC構成は、通常のドライブ構成の場所を説明するためのものに過ぎず、外付けドライブには適用されません。

構成参考図：

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step_pulse_duration と方向タイミング​

パラメータの仕組み

Klipper は非TMCドライブ（すなわち外付けドライブ）に対し、デフォルトで step_pulse_duration: 0.000002（2µs）を使用します。このパラメータはstepパルス幅とdir方向切替遅延の両方を同時に制約し、dirタイミングは常にstepパルスの立ち上がりエッジを基準とします。

言い換えれば：ドライブがstep立ち上がりエッジからdir変化までに少なくとも10µsの間隔を要求する場合、step_pulse_duration: 0.000010 と設定する必要があります。

値の設定アドバイス：

  1. 外付けドライブの説明書にある Minimum Step Pulse Width または Direction Setup Time パラメータを確認します；
  2. 両方のパラメータが存在する場合は、大きい方の時間値に従って設定し、適切に余裕を持たせます；
  3. 説明書に記載がない場合、一般的な外付けドライブ（フォトカプラ絶縁型を含む）は通常5µs〜35µsが必要です。0.000005 から始めて徐々に大きくしてテストすることをお勧めします。
注意

構成後に回転しない、振動、脱調、またはモデルの傾きが発生した場合は、まずFAQを参照してトラブルシューティングを行ってください。盲目的に配線を繰り返し変更したり、長距離の動作テストを行ったりしないでください。

設定上の注意事項​

TMCドライバー設定の削除

外付けステッピングモータードライバーを使用した後、Klipper内の対応する軸には [stepper_*] 設定のみを残し、対応するTMCドライバー設定セクション（例：[tmc2209 stepper_x]、[tmc5160 stepper_x]、[tmc2209 extruder] など）は必ず削除またはセクション全体をコメントアウトしてください。

TMC設定を残し続けると、KlipperはUART/SPIを介してオンボードまたは挿入式TMCドライバーの初期化を試み、設定エラー、ドライバー通信エラー、またはモーターの正常な動作不能を引き起こす可能性があります。

[stepper_x]
step_pin: PA2
dir_pin: PA3
enable_pin: !PA8
microsteps: 16
step_pulse_duration: 0.000005

# 外付けドライバー使用後は、以下のようなTMC設定を削除またはセクション全体をコメントアウトしてください
#[tmc2209 stepper_x]
#uart_pin: PA10
#run_current: 0.8

問題のトラブルシューティング：外付けドライバーよくある問題のトラブルシューティング

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