大联大世平集团推出以NXP产品为核心的Klipper 3D打印机方案

大联大旗下世平推出以恩智浦（NXP）RT1050 MCU为核心，辅以华邦电子（Winbond）W25Q80 Flash、纳芯微（Novosense）NSD7312 H桥驱动IC、圣邦微（SGMICRO）SGM8651运算放大器、SGM61410同步降压稳压器、SGM2059 LDO稳压器以及杰华特（JOULWATT）JWH5141F同步降压稳压器的Klipper 3D打印机方案。


图示1-大联大世平以NXP产品为核心的Klipper 3D打印机方案的展示板图

3D打印机又称为增材制造技术，是一种利用数字模型文件，通过逐层堆叠材料来构建物体的技术。在使用中，用户仅需导入设计文件，即可在数小时内将创意转化为任意实体，真正实现“所见即所得”的柔性制造。目前，消费级打印机大多会使用Klipper作为3D打印固件。不同于传统的Marlin固件，Klipper采用执行与逻辑分离架构，由MPU负责逻辑运算，MCU负责执行，可实现更高的打印速度和打印质量。为推动3D打印机应用，大联大世平推出以NXP RT1050 MCU为核心，辅以华邦电子W25Q80 Flash、纳芯微NSD7312 H桥驱动IC、圣邦微SGM8651运算放大器、SGM61410同步降压稳压器、SGM2059 LDO稳压器以及杰华特JWH5141F同步降压稳压器的Klipper 3D打印机方案。


图示2-大联大世平以NXP产品为核心的Klipper 3D打印机方案的场景应用图

本方案由MCU板、驱动板和底板三个部分组成。MCU板采用NXP RT1050 MCU和华邦电子旗下W25Q80 Flash。其中，NXP RT1050基于Arm Cortex-M7内核，主频高达600MHz，并配备512KB的SRAM，具有易用性和实时功能。华邦电子W25Q80 Flash具有较强的读取性能，且外观尺寸更小，能够满足工业与消费类应用场景中边缘计算的需求。

驱动板由2个纳芯微NSD7312 H桥驱动IC和2个圣邦微SGM8651运算放大器组成。纳芯微NSD7312是一款直流有刷电机驱动芯片，其内置功率N-MOSFET并为功率级提供供电欠压保护、过流保护、过温保护等多种功能。此外，该产品可提供3.6A峰值电流，支持PWM电流调制功能，在电机启动和堵转时能够有效降低对输入电容的需求。圣邦微SGM8651是一款高精度、低噪声、低失真的电压反馈型运算放大器，具备50MHz的高增益带宽和66V/μs的快速转换速率，能够处理高速信号并快速响应变化。

底板采用圣邦微SGM61410同步降压稳压器、SGM2059 LDO稳压器以及杰华特JWH5141F同步降压稳压器。其中，SGM61410同步降压稳压器以在5V至42V的宽输入电压范围内，输出高达600mA的电流。它适用于各种高输入电压的工业或汽车应用，此外，14μA的低静态电流和仅0.6μA的超低关断电流使其成为电池供电应用的理想选择。SGM2059是一款低VIN、超低噪声、高PSRR、低压差线性稳压器。其工作输入电压范围为1.1V至5.5V，适用于需要低噪声和快速瞬态响应电源的应用。杰华特JWH5141F是高性能同步降压稳压器，具有多种保护功能，可确保系统的可靠性。


图示3-大联大世平以NXP产品为核心的Klipper 3D打印机方案的方块图

得益于产品的高性能和灵活的设计，本方案只需用一个MCU即可处理Klipper上位机传输过来的运动指令、同时驱动四个步进电机，节省了电机驱动芯片的数量，拥有高性价比优势。

核心技术优势：
        一颗MCU同时控制4个步进电机和运行Klipper下位机；
        步进电机运行静音、高速。

方案规格：
        使用集成Driver和MOSFET的H桥驱动器NSD7312（纳芯微），额定电流1.5A，驱动电路高集成度；
        MCU集成eFlexPWM，可输出多路PWM，方便实现多电机的磁场向量控制；
        2路PWM分别控制风扇转速（挤出头和模型冷却）；
        2路NTC对挤出头和热床进行温度采样。