Лучшие датчики автоуровня стола для 3D-принтеров: точность, долговечность, универсальность

Если вы, как и я, устали вручную выравнивать стол каждые несколько печатей (на самом деле, с правильными апгрейдами можно выравнивать раз в месяц), стоит рассмотреть установку датчика автоуровня!

Существует несколько типов, я рассмотрю их, сравню точность, долговечность, универсальность и поделюсь мнением, что выбрать большинству.

Начнём!

Что делает автоуровень стола?

Стол 3D-принтера обычно не держит уровень долго — его приходится перевыравнивать периодически. Это типично для бюджетных принтеров вроде Ender 3. Даже замену винтов на более качественные лишь откладывает проблему.

Правильно выровненный стол — ключевой фактор успешной печати, ведь первый слой определяет, прилипнет ли деталь или нет.

К счастью, некоторые принтеры имеют встроенный автоуровень: при старте печати датчик у головы измеряет расстояние до стола в нескольких точках. Принтер строит «топографическую карту» стола и корректирует Z-положение сопла, следуя рельефу поверхности.

Если у принтера нет такого датчика, его можно установить самостоятельно и забыть о ручном выравнивании навсегда.

Автоуровень особенно полезен при немного искривлённом столе (частый случай): сопло поднимается или опускается в зависимости от прогонов стола.

Типы датчиков

Датчики автоуровня бывают разной формы, размера и стоимости. Разберём типы, технологии, плюсы и минусы, чтобы помочь выбрать лучший вариант, так как некоторые хорошо работают на большинстве поверхностей, другие — нет.

Ёмкостные (Capacitive)

Бесконтактный датчик, измеряющий ёмкость — способность конденсатора накапливать заряд, меняющуюся при приближении к объекту.

Один из самых быстрых датчиков, работает на металлических, неметаллических и прозрачных (стекло) поверхностях — обнаруживает любую поверхность с диэлектрической проницаемостью выше воздуха.

Минус: высокая чувствительность к температуре, влажности и типу поверхности. Любое незначительное изменение этих трёх параметров сдвигает срабатывание и уровень стола.

Я печатаю на стекле 99% времени, так что этот датчик мне подходит. Но если вы часто меняете поверхность — не рекомендую.

Индуктивные (Inductive)

Бесконтактный датчик на принципе электромагнитной индукции. Создаёт магнитное поле, меняющееся при приближении к металлическому объекту (работает ТОЛЬКО на металле).

Как и ёмкостные, Z-оффсет индуктивных датчиков требует корректировки при изменении температуры и влажности, поэтому использование закрытой камеры не рекомендуется. В открытом пространстве работают хорошо.

Физические датчики Холла (Physical Hall Effect)

Имеют подвижный пластиковый штырек с магнитом и датчик Холла. Для детектирования поверхности требуется физический контакт: штырек втягивается, меняя магнитное поле, что фиксируется датчиком в вольтах.

Не зависят от температуры и влажности, но медленнее первых двух из-за движущихся частей. Механика простая — меньше шансов сломаться, пластиковые штырки долговечны (сгибаются, а не ломаются).

BLTouch — яркий представитель. Популярен тем, что работает на ЛЮБОЙ поверхности и не зависит от температуры. Настоятельно рекомендую большинство пользователям этот тип.

IR-датчики (Infrared)

Электронное устройство, измеряющее инфракрасное излучение. Когда объект приближается, IR-свет от LED отражается от него и регистрируется приёмником.

Маленький бесконтактный датчик, детектирует дефекты металлических и неметаллических поверхностей, работает на стекле (рекомендуется матовая подложка).

В отличие от ёмкостных и индуктивных, измеряет высоту до верхней поверхности стекла, а не до подложки. Идеален для тесных пространств, например, под эффектором дельта-принтера.

Пьезодатчики (Piezo)

Контактный датчик, как физический датчик Холла, крепится к соплу или под стол (часто для дельта-принтеров, реже).

Работает на пьезоэлектрическом эффекте (заряд при давлении на твёрдые материалы), измеряемом как напряжение, пропорциональное давлению.

Очень точны, особенно на хотенде, работают с любой поверхностью: Printbite, PEI, Buildtak, стекло, алюминий и др.

Duet3D Smart Effector

Только для дельта-принтеров. Позволяет использовать хотенд как Z-зонд для точного измерения расстояния до стола с учётом дефектов поверхности. Упрощает проводку хотенда (термистор, вентиляторы, нагреватель).

Какой точнее?

Ёмкостные, индуктивные и физические датчики Холла близки по точности, ёмкостные чуть хуже. Duet3D Smart Effector, IR-датчик и пьезодатчик на хотенде точнее, из них пьезо на хотенде — самый точный.

Но Duet3D только для дельта-принтеров, на декартовых и CoreXY не подойдёт.

Ёмкостные не рекомендую для высокой точности — они наименее точные в списке.

Наиболее рекомендую физические датчики Холла (BLTouch и др.): не важно, стекло, магнитная поверхность или другое — механический зонд делает их самыми универсальными.

Скорость зондирования

Индуктивные и ёмкостные — самые быстрые, так как бесконтактные и не нужно касаться стола.

Долговечность

Все датчики достаточно долговечны. Теоретически датчики с движущимися частями (физические Холла) чаще ломаются из-за износа, но механика настолько проста, а штырки рассчитаны на изгиб, что они очень долговечны.

Мне кажется, вы смените принтер раньше, чем придет время менять датчик автоуровня.

Универсальность

Физический датчик Холла универсальнее ёмкостных и индуктивных: детектирует все поверхности, Z-оффсет не зависит от температуры и влажности.

Все датчики, кроме Duet3D Smart Effector и пьезодатчиков (на хотенде и под столом), имеют отдельный Z-зонд. Относительная высота сопла и зонда меняется при наклоне головы в XY, что вызывает видимые вариации высоты срабатывания. Зонд нужно монтировать максимально близко к соплу.

У IR-датчиков преимущество: они легкие и компактные, можно монтировать ближе к соплу.

Лучший датчик для стеклянного стола

Физические датчики Холла — обычно лучший выбор для стеклянных столов или любых неметаллических поверхностей (хорошо работают и на металле, так как используют механический зонд). Большинство датчиков подходят для стекла, КРОМЕ индуктивных — они не увидят стекло.

EZABL

Ёмкостной датчик с гальванической развязкой от материнской платы, защитой от термического побега и нулевым температурным дрейфом. Работает на металле, неметаллах, прозрачных поверхностях. За $65 — дороже, но доп. расходы могут оправдаться.

Два минуса: крепление для датчика покупать отдельно или печатать самому, обновление прошивки через Arduino IDE и USB принтера. Для опытных мейкеров не проблема — один из лучших документируемых и поддерживаемых датчиков.

BLTouch

Механический датчик — самый популярный автоуровень, особенно для Ender 3. Новые версии состоят из трёх частей:

1. Бортовый микроконтроллер
2. Соленоидный переключатель
3. Физический штырек

Старые версии использовали датчики Холла, новые — соленоид с микроконтроллером для детектирования при втягивании штырька. Детектирует металл, неметалл, прозрачные поверхности (очевидно для механики, но для уверенности). Цена ~$50, подходит новичкам — легко ставится, много видеоинструкций.

UPtanium Leveling Kit

Сочетает плюсы EZABL и BLTouch: ёмкостной датчик, но легкая установка как у BLTouch. Электрически изолирован, детектирует металл и неметалл. Цена ~$65.

Минус — стоимость.

Важное замечание

Если Z-зонд отделен от сопла (все вышеперечисленные, кроме Smart Effector и обоих типов пьезо — на хотенде и под столом), то при наклоне головы в XY относительные высоты сопла и зонда меняются, вызывая видимые вариации высоты срабатывания в зависимости от XY-позиции.

Эффект снижается монтированием зонда максимально близко к соплу, но критично правильно установить зонд.

Заключение

Для большинства, особенно новичков без опыта в электронике и установке зондов, рекомендую BLTouch — проверенное многими устройство, которое просто работает! Установка максимально простая по сравнению с остальными.

Надеюсь, информация была полезна!

Хорошего дня!

Рекомендуемые продукты

Мы создали раздел рекомендуемых продуктов, чтобы убрать догадки и сократить время на поиск принтера, пластика или апгрейдов — мы знаем, как это может быть утомительно и приводить к путанице.

Мы отобрали несколько 3D-принтеров для новичков, продвинутых и экспертов, а также пластики и апгрейды — все протестированные и проверенные нами, так что любой выбор будет правильным.