ADXL USB — цифровой трёхосевой акселерометр MELLOW FLY для Klipper

MELLOW FLY USB ADXL345 — компактный цифровой трёхосевой акселерометр для измерения резонансов 3D-принтера и настройки Input Shaper в Klipper. Его главное отличие от обычных модулей ADXL345 — собственный микроконтроллер RP2040 и подключение к Klipper-хосту по USB. Не нужно тянуть длинный SPI-жгут к Raspberry Pi или основной плате принтера: модуль определяется как отдельный MCU Klipper и работает через привычное USB-соединение. Официальная документация Mellow указывает связку RP2040, 2× Cortex-M0+ до 133 МГц + ADXL345 + прошивка Klipper. (docs.3dmellow.com)

Зачем вообще нужен акселерометр?

При быстрых перемещениях механика 3D-принтера начинает резонировать. На модели это проявляется как:

• ringing;

• ghosting;

• волны после углов;

• повторяющиеся контуры рядом с резкими элементами;

• ухудшение поверхности при росте ускорений.

Klipper умеет компенсировать эти колебания через Input Shaper, но сначала желательно измерить реальные резонансные частоты конкретного принтера.

ADXL345 измеряет ускорения по трём осям, а Klipper анализирует полученные данные и подбирает частоты и тип шейпера для X и Y. Поддержка ADXL345 и автоматическая калибровка резонансов являются штатной частью Klipper. (klipper3d.org)

Почему именно USB-версия удобнее обычного ADXL345?

Классический ADXL345 обычно подключается по SPI напрямую к Raspberry Pi или MCU:

3.3 В + GND + CS + MOSI + MISO + SCLK.

Это работает, но длинная проводка к движущейся голове может добавить проблем: контакты, наводки, неудобная разводка, необходимость искать свободные GPIO.

У MELLOW внутри уже установлен RP2040, который общается с ADXL345 локально по SPI, а наружу модуль выходит как отдельное USB-устройство Klipper.

То есть получается:

ADXL345 → RP2040 → USB → Klipper Host.

Сам Klipper отдельно описывает именно такую архитектуру — ADXL345 на RP2040/Pico с последующим подключением MCU к хосту по USB — как удобный способ сделать акселерометр переносным между принтерами. (klipper3d.org)

RP2040 на борту

Официальные характеристики MELLOW:

• основной контроллер — RP2040;

• архитектура — Dual Core ARM Cortex-M0+;

• частота — до 133 МГц;

• датчик — ADXL345;

• прошивка — Klipper. (docs.3dmellow.com)

То есть это не просто ADXL345 с преобразователем USB — это отдельный небольшой Klipper MCU.

Как Klipper видит MELLOW ADXL USB?

После прошивки модуль определяется примерно так:

/dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Официальный пример Mellow:

[mcu adxl]
serial: /dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Далее сам сенсор:

[adxl345]
cs_pin: adxl:gpio9
spi_software_sclk_pin: adxl:gpio10
spi_software_mosi_pin: adxl:gpio11
spi_software_miso_pin: adxl:gpio12

И тестер резонансов:

[resonance_tester]
accel_chip: adxl345
probe_points:
    100,100,20

Именно эти GPIO указаны в актуальной документации Mellow для FLY USB ADXL345. (docs.3dmellow.com)

Фирменный pinout MELLOW

Для ADXL345 используется software SPI:

• CS — GPIO9

• SCLK — GPIO10

• MOSI — GPIO11

• MISO — GPIO12

Это полезно знать при ручной настройке Klipper и диагностике ошибки Invalid adxl345 id. (docs.3dmellow.com)

Прошивка через USB

RP2040 делает процедуру прошивки довольно удобной.

По инструкции Mellow при сборке Klipper выбираются:

• MCU Architecture — Raspberry Pi RP2040/RP235x;

• Bootloader offset — No bootloader;

• Communication interface — USBSERIAL.

Затем при полностью отключённом питании удерживается кнопка BOOT и подключается USB-кабель. Прошивка производится UF2-файлом; Mellow также приводит команду 

make flash FLASH_DEVICE=2e8a:0003. (docs.3dmellow.com)

Лайфхак №1: Klipper или Katapult в serial ID?

Из сообщества нашлась характерная проблема.

Пользователь правильно прошил FLY ADXL, но прописал в конфигурации:

usb-katapult_rp2040_...

и получил таймаут MCU.

После проверки:

ls /dev/serial/by-id/*

оказалось, что в рабочем режиме устройство определялось как:

usb-Klipper_rp2040_...

После замены пути модуль заработал. То есть не стоит копировать чей-то serial ID — всегда смотрим фактическое имя своего устройства. (Reddit)

Лайфхак №2: вынесите акселерометр в отдельный cfg

У Mellow в старой официальной документации есть очень здравая идея:

[include accelerometer.cfg]

Все настройки USB ADXL хранятся отдельно.

После завершения калибровки строку можно просто закомментировать:

#[include accelerometer.cfg]

Это удобно, если акселерометр используется временно и после настройки Input Shaper снимается с принтера. (mellow-3d.github.io)

Для переносного USB-акселерометра это практически идеальная схема.

Лайфхак №3: датчик должен быть закреплён жёстко

Вот это критично.

Акселерометр должен измерять вибрацию каретки или стола, а не болтаться вместе с USB-кабелем.

Mellow рекомендует:

• жёстко закреплять датчик;

• не использовать рыхлую амортизирующую прокладку;

• исключить натяжение кабеля;

• временно выключить вентиляторы при измерении, если они добавляют паразитную вибрацию. (docs.3dmellow.com)

В сообществе есть ровно та же практическая история: пользователь заметил, что болтающийся датчик и USB-кабель могут вносить собственные колебания в измерения. (Reddit)

Хорошая калибровка начинается с хорошего крепления акселерометра.

Крепление непосредственно возле сопла

У MELLOW есть даже специальный лёгкий алюминиевый держатель ADXL345 для установки в районе сопла V6.

Его масса всего 1,7 г, размер — 20 × 14 × 8,45 мм, и производитель прямо заявляет совместимость со своим USB ADXL345. Идея в том, чтобы минимально влиять на массу печатающей головы и измерять ускорения максимально близко к реальному положению сопла. (3dmellow.com)

Это уже хороший мэйкерский подход: чем меньше дополнительная масса измерительной оснастки, тем меньше мы сами меняем резонансную характеристику системы, которую пытаемся измерить.

Bed-slinger: X и Y лучше измерять там, где реально движется соответствующая ось

Для Cartesian-принтеров с подвижным столом есть важный момент.

По X вибрирует печатающая голова, а по Y — стол.

Klipper позволяет определить два разных акселерометра:

accel_chip_x:
accel_chip_y:

или физически переставлять один USB ADXL между кареткой и столом. Официальная документация Klipper прямо предусматривает отдельные датчики X/Y для bed-slinger принтеров. (klipper3d.org)

Для CoreXY обычно достаточно датчика на toolhead.

Ориентация платы не обязана совпадать с осями принтера

ADXL345 измеряет три оси, но его X/Y/Z могут быть ориентированы иначе, чем X/Y/Z принтера.

Klipper позволяет исправить это через:

axes_map:

Например:

axes_map: y,x,z

или:

axes_map: x,z,-y

Поэтому необязательно пытаться физически поставить PCB строго надписями «вверх и вправо» — главное правильно описать ориентацию в конфигурации. (klipper3d.org)

Проверяем датчик до запуска тряски

Перед SHAPER_CALIBRATE полезно выполнить:

ACCELEROMETER_QUERY

Если Klipper получает нормальные данные — можно переходить к резонансному тесту.

Mellow отмечает интересный нюанс: на некоторых старых версиях Klipper первый ACCELEROMETER_QUERY может не дать данных, а повторный запрос уже работает. (docs.3dmellow.com)

Если ошибка остаётся — проверяем USB, serial ID и SPI-пины.

SHAPER_CALIBRATE — и Klipper считает всё сам

После успешной проверки:

SHAPER_CALIBRATE

Klipper автоматически выполняет измерения X и Y и подбирает параметры Input Shaper.

После этого:

SAVE_CONFIG

сохраняет найденные значения. Mellow приводит именно этот сценарий в официальном руководстве. (docs.3dmellow.com)

Также можно измерить оси отдельно:

SHAPER_CALIBRATE AXIS=X

или:

SHAPER_CALIBRATE AXIS=Y

Если принтер начинает слишком яростно танцевать

Во время резонансного теста принтер намеренно возбуждает колебания, поэтому выглядит это порой довольно драматично.

Mellow рекомендует при чрезмерной вибрации снизить:

accel_per_hz

например с штатных 75 до:

accel_per_hz: 50

А при слишком слабом сигнале, наоборот, можно аккуратно увеличить значение до 100–150. (docs.3dmellow.com)

Если график похож на траву

Когда на графике нет выраженных резонансных пиков, а вместо них один шум, Mellow советует искать не «неправильный Input Shaper», а проблемы измерения:

• плохо закреплён датчик;

• вибрируют вентиляторы;

• USB-жгут тянет датчик;

• кабель проходит рядом с моторами или силовыми линиями;

• механика имеет люфты. (docs.3dmellow.com)

Это хороший диагностический принцип: акселерометр не исправляет механику — он показывает, что с ней происходит.

Не гонимся за красивой цифрой ускорения

После Input Shaper легко попасть в ловушку: раз Klipper предложил шейпер — значит теперь можно поставить 30 000 мм/с².

Нет.

Акселерометр помогает уменьшить ringing, но остаются:

• жёсткость рамы;

• масса toolhead;

• ремни;

• моторы;

• ток драйверов;

• поток хотенда;

• сцепление модели со столом.

Input Shaper — инструмент компенсации резонансов, а не отмена законов механики.

USB вместо пучка SPI-проводов

MELLOW FLY USB ADXL345 особенно хорош как сервисный инструмент: небольшой RP2040 превращает ADXL345 в самостоятельный Klipper MCU, который можно подключить к хосту обычным USB-кабелем, выполнить измерения, настроить Input Shaper и затем снять до следующего изменения механики.

Для владельца нескольких Klipper-принтеров это вообще удобная схема: один хороший USB-акселерометр можно переставлять между машинами, вместо того чтобы постоянно держать ADXL345 на каждом принтере.

Именно в этом главный смысл этой платы: не новый способ измерять ускорение, а гораздо более удобный способ подключить проверенный ADXL345 к Klipper. (docs.3dmellow.com)

:::

RRF3DSHOP — 3D-мир без границ.