RAMPS1.4 3d打印控制板接线与测试
“工欲善其事，必先利其器”，在开始工作之前，你应该准备下面所说的工具（包括软件和硬件）。
1、需要下载的软件
1.1 固件上传工具——Arduino IDE
这是上传固件的必备工具，有了这个软件让上传固件变的容易很多，插上USB，就可以轻松上传。
下载地址：
windows版本：http://downloads.arduino.cc/arduino-1.5.5-windows.exe
MAC版本：http://downloads.arduino.cc/arduino-1.5.5-macosx.zip
linux 32位版本：http://downloads.arduino.cc/arduino-1.5.5-linux32.tgz
linux 64位版本：http://downloads.arduino.cc/arduino-1.5.5-linux64.tgz
更多其它版本：Arduino官网 
1.2 3d打印切片软件——Slic3r
这个软件是生产3d打印机能够识别的控制代码的必备工具。没有它，3d打印机将不能识别3d模型的格式。只有通过这个软件转化为G代码后，打印机才可以正常使用。而Slic3r是一个非常优秀的切片工具。
下载地址：
windows 32位版：http://dl.slic3r.org/win/slic3r-mswin-x86-1-0-1-stable.zip
windows 64位版：http://dl.slic3r.org/win/slic3r-mswin-x64-1-0-1-stable.zip
MAC版本：http://dl.slic3r.org/mac/slic3r-osx-uni-1-0-1-stable.dmg
linux 32位版本：http://dl.slic3r.org/linux/slic3r-linux-x86-1-0-1-stable.tar.gz
linux 64位版本：http://dl.slic3r.org/linux/slic3r-linux-x86_64-1-0-1-stable.tar.gz
如果你想通过源代码自己编译，请参考：slic3r
1.3 3d打印机控制软件（上位机）——Printrun
reprap官方上位机，界面简单，操作方便，是新手不错的选择。它是3d打印机的控制中心，它会不停的读取计算机上的G代码文件（由上面的切片软件生成），然后通过usb线传输给3d打印机主控板（mega2560）从而实现对打印机的精确控制。
下载地址：
MAC版本：http://koti.kapsi.fi/~kliment/printrun/Printrun-Mac-10Mar2014.zip
windows版本：http://koti.kapsi.fi/~kliment/printrun/Printrun-Win-Slic3r-10Mar2014.zip
更多版本选择：Printrun
1.4 固件——Marlin
固件是安装在mega2560板子上的软件，功能强大的Marlin是不错的选择。
下载地址：https://github.com/ErikZalm/Marlin/archive/Marlin_v1.zip
下载后解压后，marlin文件夹里的所有文件就是固件的源代码，找到里面的pde或ino文件用IDE软件打开即可。
2、安装驱动
MAC和linux系统都不需要为mega 2560安装特定驱动，插上usb就可以使用了，由于mega 2560板子实际上是usb转串口，所以插上后如果正常，会多了一个串口出来。
如果是STduino 版本的Mega2560，由于我们的STduino是Arduino的升级版本，所以驱动不相同，请到：
windows: http://vdisk.weibo.com/s/dt1ol2fScebl
Mac osx: Mac OSX
Linux: Linux 3.x.x ,Linux 2.6.x
下载安装。
2.1 windows操作系统安装驱动
当你安装好Arduino IDE后，来到IDE的目录，里面有一个driver文件夹，进去后找mega2560 r3字样的inf文件，如果找不到，这个目录下应该会有一个压缩文件，解压后就可以找到这个文件了，右键安装就可以了。这时插上mega2560板子，应该是可识别的设备了。
3、工具及配件
DIY 3d打印机没有必要的工具，几乎是不可能完成的，当然必要的配件也是必须的。
3.1 常用工具
在测试或安装3d打印机套件时，可能会用到的工具包括有，一字螺丝刀、剥线钳、压线钳、电烙铁、镊子、片口、尖嘴钳、高温胶带等等。配套4
3.2 配件
一台完整的3d打印机是由几十个甚至上百个零件组合而成。如果想完成下面的测试或组成一台打印机，你应该有一下零件：
- 3d打印机主控套件：主要包含一个mega 2560主控板，一个RAMPS1.4拓展板和4个4988步进电机驱动板；
- 12V 200W开关电源：用于提供12V电压，可以使用电脑上的ATX电源，但接线时需要注意；
- 2个100k ntc热敏电阻：为了实现控制板对加热头及加热床的温度控制，需要有两个温度传感器，最方便的莫过于ntc 热敏电阻，100k电阻是不错的选择（大部分固件直接支持）；
- 至少一个两相四线步进电机：如果你是简单测试，只需要一个步进电机就可以完成轮流测试，如果你要组成一台成品，你需要4～5台步进电机，Z轴根据机械结构的不同有的采用两台电机驱动。电机型号需要根据你自己的情况选择，一般来说普通42电机都可以胜任，需要注意的是4988最大支持的驱动电流是2A；
- 至少一个限位开关：限位开关是打印机用来确定位置的重要传感器，要组成完整的打印机至少需要3个限位来帮助打印机确定原点位置，限位开关种类很多，可以是机械式的、光电的、磁性的（霍尔）等；
- 12V加热管：如果你的机械是FDM（热溶式打印机），那么加热管几乎是必须的，用在加热头上面，可以选择12V 40W的加热管。如果你紧紧是测试主控板是否正常，可以不需要，因为ramps板子上有led指示灯，知道是否在通电；
- 12V风扇：用于散热的风扇，没有太多需要说明的，需要注意的是风扇正负极必须接对，否则不会转，也可以仅仅通过led指示来判断是否工作；
- 12V加热床PCB板：为了让打印材料更容易粘在打印平台上，以及防止冷却变形（主要是ABS材料），如果打印PLA材料，该板子可以不需要，如果测试也可以只通过led来指示；
4、准备开始
如果你已经把上面的软件硬件都准备好了，那么就可以进入下一个环节了。
配置固件并上传固件
mega 2560板子在3d打印机中相当于大脑，控制这所有的3d打印配件来完成复杂的打印工作，但mega2560不能直接使用，需要上传（upload）固件（firmware）才可以使用。
1、下载固件——Marlin
由于Marlin固件的强大功能和简单易用，所以这里暂时只介绍Marlin固件。
Marlin原版下载地址（很多参数都需要自己配置）：
我自己配置的Marlin固件大部分参数已经改好：http://vdisk.weibo.com/s/dt1ol2fSahCM
delta机型固件：http://vdisk.weibo.com/s/dt1ol2fSahjs
我的淘宝店铺：MakerLab
2、配置固件参数
如果你下载的是我提供的固件，那么大部分参数不需要调整，基本上烧入后就可以进行后面的工作了。但下面需要配置的参数还是知道比较好，免得因为固件配置有问题打印机而无法使用。没有提到的参数默认即可。#define BAUDRATE 250000这是配置串口波特率的，只有上位机波特率和固件波特率相同来能通讯成功，一定需要注意。当然也不能随便改，常见的波特率为：2400，9600，19200，38400，57600，115200，250000。在3d打印机中常用的是后3个。#define MOTHERBOARD 33 这个参数是配置板子类型的，3d打印机主控板类型非常多，每个板子的io配置不尽相同，所以这个参数必须要跟你自己的板子类型相同，否则无法正常使用。我的板子是RAMPS1.4版本，对应的配置应该为33（单打印头配置），和34（双打印头配置）。如果你使用的是其它板子，请参考旁边的注释并选择合适的配置。#define TEMP_SENSOR_0 1#define TEMP_SENSOR_BED 1这两个参数分别配置温度传感器的类型。这是读取温度是否正常的重要参数，如果读取的温度不正常将不能工作甚至有很大的潜在危险（烧毁器件等）。配置为1说明两个都是100K ntc热敏电阻。如果你使用了其它温度传感器需要根据情况自行更改。#define EXTRUDE_MINTEMP 170 这个参数是为了防止温度未达到而进行挤出操作时带来的潜在风险，如果你做其它3d打印机，比如有朋友做巧克力打印机，挤出温度只需要45度，那么这个参数需要配置为较低数值，比如40度。const bool X_ENDSTOPS_INVERTING = true;const bool Y_ENDSTOPS_INVERTING = true;const bool Z_ENDSTOPS_INVERTING = true; 这里的三个参数是配置3各轴的限位开关类型的，配置为true，限位开关默认状态输出为1，触发状态输出为0，也就是机械限位应该接常开端子。如果你接常闭端子，则将true改为false。#define INVERT_X_DIR false#define INVERT_Y_DIR true这两个参数是比较容易错的。根据自己机械的类型不通，两个的配置不尽相同。但是原则就是要保证原点应该在打印平台的左下角（原点位置为[0,0]），或右上角（原点位置为[max,max]）。只有这样打印出来的模型才是正确的，否则会是某个轴的镜像而造成模型方位不对。参考下图坐标。
#define X_HOME_DIR -1#define Y_HOME_DIR -1#define Z_HOME_DIR -1 如果原点位置为最小值参数为-1，如果原点位置为最大值配置为1.#define X_MAX_POS 205#define X_MIN_POS 0#define Y_MAX_POS 205#define Y_MIN_POS 0#define Z_MAX_POS 200#define Z_MIN_POS 0 这几个参数是配置打印尺寸的重要参数，参考上面的坐标系图来填写，这里需要说明的是坐标原点并不是打印中心，真正的打印中心一般在[(x.max-x.min)/2,(y.max-y.min)/2]的位置。中心位置的坐标需要在后面的切片工具中使用到，打印中心坐标应该与这里的参数配置匹配，否则很可能会打印到平台以外。#define HOMING_FEEDRATE {50*60, 50*60, 4*60, 0} 配置回原点的速率，单位为毫米每分钟，如果你使用的是xy轴同步带传动，z轴螺杆传动，这个参数可以使用默认值。#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {85.3333, 85.3333,2560,158.8308} 这个参数是打印机打印尺寸是否正确的最重要参数，参数含义为运行1mm各轴所需要的脉冲数，分别对应x,y,z,e四轴。多数情况下这个数字都需要自己计算才可以。计算公式可以参考我的文章3d打印机各轴脉冲数计算方法。如果你不想自己计算可以用我的计算器：3d打印机脉冲数计算器
至此，最常用的参数都已经配置完成，可以开始使用了。
另外如果你使用了我的MINIPANEL lcd板子还需要改//#define MINIPANEL将前面的//删除掉才可以正常使用。
3、上传固件
上传之前，windows用户需要提前安装驱动。
配置板子类型：Tools > Board > Arduino Mega 2560 ，如图
配置串口： Tools > Serial Port > 你的mega板子对应串口号一般是最后一个，如果是windows系统，串口号一般是com3、com4、com8之类的形式。如图
点击对号按钮来检查是否有错误，如图
再点击向右的箭头按钮来上传固件，如图
上传过程中，2560板子上的TX RX 和L对应的三个led灯都会闪。如果不闪了，说明上传完成，如图
上传中...
上传完成提示
如果上传成功，你就可以进入下一个步骤了，如果上传中出现问题而无法上传，请查看IDE下方的提示框，确认是什么问题后进行进行解决再上传，常见错误板子类型选择错误，串口选择错误等。
RAMPS1.4 接线
RAMPS1.4作为mega2560的拓展板插在mega板子上面。从而让mega板子可以控制3d打印机的工作。ramps上的接线至关重要，接错不仅不能打印，甚至还会烧坏器件和板子。请一定注意。
我的淘宝店铺：http://makerlab.taobao.com
MakerLab有QQ群了，178177889，认证信息：3D打印
1、RAMPS1.4板子的功能分布
请参考示意图，为了防止接错，请再三确认以下几个方面后再通电，
* 电源正负极是否正确？
* RAMPS电源只接12V，没有5V接入。
* 4988驱动板确保没有插错位和颠倒（如果差错，通电就会烧板子）。
* 机械式限位开关只需要将开关上的com端和NO端接到板子的S（信号线）和-（负）两个位置即可。千万不要尝试将机械开关的三个段子都接在板子上。很可能会造成短路。
也可以参考下图：
2、接线
我这里的接线并没有把所有应该接的东西都接上。而是只接了必须连接才可以进行测试的器件才连接了。如下图：
图中只用了一个电机来轮流测试各个轴是否正常，没有连接限位开关（需要根据你的固件配置进行调整，请参考上一部分固件配置里关于限位开关的说明），3个输出端只通过LED指示（如果接输出端加热棒等，热敏必须接在要跟对应的加热部分在一起，从而能够反馈温度，否则可能会烧坏加热部分），两个热敏直接连接，如果你有LCD板子需要接上LCD板子。
3、接线完成
最后，将ramps1.4插在mega2560板子上，注意不要接错位。在通电之前你应该仔细检查一下，免得有疏忽。接错了会导致后面的工作无法正常进行。如果都没问题了，可以接上USB线，和12V电源了。
连接上位机并做简单手动控制
如果之前的操作都顺利，现在就可以插上USB线，打开printrun上位机软件了。mega2560刚刚接通电源时，RAMPS板子上的LED1（绿色）会闪几下。这说明mega2560板子中的固件正在启动。
1、通过上位机连接板子
如上图，打开软件，选择正确的串口，设置正确的波特率（需要跟你固件中配置一致），点击connect。如果连接正常，右侧的提示区，会有类似下面的提示：
Connecting...
start
Printer is now online.
echo: External Reset
Marlin 1.0.0
echo: Last Updated: Sep 8 2013 15:04:20 | Author: (MakerLab, default config)
Compiled: Sep 8 2013
echo: Free Memory: 4260 PlannerBufferBytes: 1232
echo:Hardcoded Default Settings Loaded
并且，左侧的图形操作区变为可以操作的颜色。勾上温度曲线旁边的watch选项，可以实时获取温度情况，如下图。
2、查看温度是否正确（只接5V即可）
如果上面的操作都正确，你可以看到现在两个温度传感器的温度，并且温度应该为室温，手捏在上面可以看到温度的变化。如果你的温度读取到的为0度，请确保连接正确，依然有问题应检查固件中的相关参数。
3、测试三个输出端（需接12V）
接上12V电源，点击下图中标红位置的按钮，两个设置温度的按钮，一个风扇按钮（如果没有风扇打开按钮，可以在右侧输入M106 S255命令来实现）。如图：
如果这时RAMPS1.4上亮起了三个红色LED，那说明输出端测试成功。如下图：
4、测试电机及驱动（需接12V）
连接步进电机的4跟线到X轴电机输出端，如果你的电机导线颜色是标准颜色，可以用红-蓝-绿-黑的顺序连接，如果你的线颜色不标准或没有颜色区分，你需要通过电机说明书找到4跟线属于哪一相及哪一极，然后安装相B负-相B正-相A正-相A负的顺序连接（还有其它接线方式，请了解一下步进电机的原理）。
4.1 xyz三轴电机测试
点击上位机左侧的手动操作区域，进行对xyz三轴的测试。如果只有一个电机测试完应该轴后，再插到另一个轴上。
测试流程：
先电机某个轴的加+方向操作，电机应该往正方向运转；
再电机对应轴的负-方向操作，电机应该反转；
重复几次上面的操作。
需要注意的是，固件为了防止打印机撞车，小于最小位置和大于最大位置后电机就会停止运动。也就是说并不会一直加或减下去，电机都会转。
4.2 挤出机电机测试
由于固件不允许温度为达到最小挤出温度（固件中的参数）时执行挤出动作。所以如果你连接了真正的挤出机，并且有物料在里面，请不要在温度未达到230(abs)和185(pla)时进行挤出机测试。
测试方法：
1、将温度加热到物料对应的挤出温度，PLA：185度，ABS：230度，再进行测试，电机Extrude为挤出动作，Reverse为后退动作。如果所需要的方向跟实际方向相反，直接把所有的4跟电机导线反向即可。
2、如果你没有接挤出机，或挤出机中没有物料，可以不需要进行加热来测试。需要在右侧命令输入框中输入M302来允许冷挤出操作。这样就可以跟上面一样进行Extrude和Reverse测试了。
5、限位开关测试
RAMPS1.4最多共支持6个限位开关，分别是X-min，X-max，Y-min，Y-max，Z-min，Z-max。其中至少需要用到3个来确定打印机的原点，可以是一个轴的min或max位置的限位（由固件中做配置）。限位开关根据不同的形式接线方式也不同，机械式的限位开关只需要连接两个段子即可（负和信号），光电、霍尔式开关一般需要连接三个段子（正、负和信号）。
我这里测试用3个轴的min位置来做原点的配置方式。测试限位开关应该接在各轴的min位置上。然后电机测试轴的home按键，对应轴的电机应该开始转动，然后按下对应轴的限位开关两下（为了提高精度，碰到一次后返回几毫米再碰到才是真正的原点），此时电机应该停止转动。以上操作重复在其它轴上进行测试。
6、测试完成
如果上面的测试顺利完成，说明你可以开始把所有的东西安装在机构架子上了。需要注意各轴和各限位开关的对应关系。
常见问题
这里将总结比较常见的调试问题，和建议解决办法。请认真查看，以免漏掉关键信息导致不能使用。
自检
温度，温度很重要，如果温度不正常，太小或太大，整个打印机将出现错误，无法做任何操作（包括各轴步进电机的测试等）。
1、温度（热敏电阻）
RAMPS 1.4可以接3个热敏电阻分别是T0、T1和T2.多数情况下，只接T0和T1就够了，T0是加热头1（对应E0）的温度传感器接口，T1是加热床的接口。如果你的固件没有做过其它设置而是用的我配置的固件，请一定接好T0和T1，如果没有热敏电阻，可以用普通电阻代替，10K到100K的电阻都可以。然后接通USB线，打开上位机并连接，读取温度，如果两个温度读数大于0度小于230度，热床温度大于0度小于110度，就是正常的。
