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# 功能

Klipper 有几个引人注目的功能：

- 高精度步进运动。Klipper使用一个应用处理器（例如低成本的树莓派）来计算打印机运动。应用处理器决定何时对每个步进电机发出步进信号，压缩这些事件，并将它们发送到微控制器。微处理器将会把每个事件按请求时间执行。每一个步进事件被以25毫秒或更高的精度安排。Klipper不使用运动估计，例如 Bresenham算法，而是通过加速度与机械运动物理计算精确的步进时间。更精准的步进电机运动意味着打印机更安静和稳定的运行。
- 最佳表现。Klipper 能够在新旧微控制器上实现高步进速率。即使是老的 8 位微控制器也可以获得超过 175K 步/秒的速率。在较新的微控制器上，数百万步/秒也是可能的。更高的步进速率使打印速度更快。即使在高速运行时，步进电机的事件定时仍然保持精确，从而提高了整体稳定性。
- Klipper 支持带有多个微控制器的打印机。例如，一个微控制器可以被用来控制挤出机，而另一个用来控制加热器，并使用第三个来控制其他的打印机组件。Klipper 主机程序实现了时钟同步，解决了微处理器之间的时钟漂移。 启用多个控制器只需要在配置文件中添加几行，不需要任何特殊代码。
- 通过简单的配置文件进行配置。修改设置不需要重新刷写微控制器。Klipper 的所有配置都被存储在一个易编辑的配置文件中，大大减少了配置与维护硬件的难度。
- Klipper 支持“平滑提前压力”--一种考虑了挤出机内压力影响的机制。这项技术可以减少喷嘴溢料并改善转角的打印质量。Klipper 的实现不会引入瞬间挤出机速度变化，改善了整体稳定性和稳健性。
- 支持使用“输入整形”来减少振动对打印质量的影响。这项功能可以减少或消除打印件的“振纹(ringing)”（又名“ghosting”，“echoing”，或“rippling”）。在一些情况下它可以在保持打印质量的同时提高打印速度。
- Klipper 使用“迭代求解器”从简单的运动学方程中计算精准的步进时间。这降低了移植Klipper到新的机械结构的难度并保证了精确的步进计时（而不需要“线段化”）。
- Klipper 不受硬件影响。所有运行Klipper的打印机都有底层硬件无关的相同精确时序。Klipper 微控制器代码旨在忠实地遵循 Klipper 主机软件提供的时间表（或在无法遵循时突出显示提醒用户）。这样可以放心、轻松的使用和升级硬件。
- 易移植的代码。Klipper 可以在 ARM，AVR，和PRU架构的微控制器上运行。现有的“reprap”类打印机不需要改动任何硬件就可以运行 Klipper，只需要加一个树莓派。Klipper 的内部代码结构使它能够被简单的移植到其他架构。
- 简洁的代码。大部分 Klipper 代码使用一个极高级编程语言（Python），这包括了运动算法，G代码解析，加热，温度传感器算法和其他，降低了开发新功能的难度。
- 自定义可编程脚本。可以在打印机配置文件中定义新的G代码命令（而不需要修改任何代码）。这些命令都是可编程的，可以能根据打印机的状态做出不同的响应。
- 内置API服务器。除了标准G代码接口，Klipper也支持富JSON API。使程序员能编写对打印机进行精细控制的外置程序。

## 其他功能

Klipper 支持许多标准的 3d 打印机功能：

- 提供多种网络界面。兼容Mainsail、Fluidd、OctoPrint和其他选择。这允许使用普通的网络浏览器来控制打印机。运行Klipper的树莓派也可以运行网络界面。
- 标准 G 代码支持。支持由常见“切片软件”（SuperSlicer、Cura、PrusaSlicer 等）生成的通用 G 代码命令。
- 支持多挤出机。包括对共享热端的挤出机（多进一出）和多头（IDEX）的支持。
- 支持笛卡尔、三角洲、CoreXY、CoreXZ、混合CoreXY、混合CoreXZ、deltesian、旋转三角洲、极坐标和缆绳铰盘式打印机。
- 自动床面平整支持。Klipper可以被配置为基本的床身倾斜检测或网床调平。如果床铺使用多个Z步进器，那么Klipper也可以通过独立操纵Z步进器来调平。支持大多数Z高度探头，包括BL-Touch探头和伺服激活的探头。
- 支持自动delta校准。校准工具可以进行基本的高度校准，以及增强的X和Y尺寸校准。校准可以用Z型高度探头或通过手动探测来完成。
- 支持打印时“排除对象”。配置后，此模块可以取消多零件打印中的一个对象。
- 支持常见的温度传感器（例如，常见的热敏电阻、AD595、AD597、AD849x、PT100、PT1000、MAX6675、MAX31855、MAX31856、MAX31865、BME280、HTU21D、DS18B20和LM75）。还可以配置自定义热敏电阻和自定义模拟温度传感器。还可以监测微控制器和 Raspberry Pi 内部的温度传感器。
- 默认启用基本加热器保护。
- 支持标准风扇、喷嘴风扇和温控风扇。不需要在打印机闲置时保持风扇运转。可以在带有转速表的风扇上监测风扇速度。
- 支持TMC2130、TMC2208/TMC2224、TMC2209、TMC2660和TMC5160步进电机驱动器的运行时配置。还支持通过AD5206、DAC084S085、MCP4451、MCP4728、MCP4018和PWM引脚对传统步进驱动器进行电流控制。
- 支持直接连接到打印机的普通LCD显示器。还提供了一个默认的菜单。显示器和菜单的内容可以通过配置文件完全定制。
- 恒定加速和“look-ahead”（前瞻）支持。所有打印机移动将从静止逐渐加速到巡航速度，然后减速回到静止。对传入的 G 代码移动命令流进行排队和分析 - 将优化类似方向上的移动之间的加速度，以减少打印停顿并改善整体打印时间。
- Klipper 实现了一种“步进相位限位”算法，可以提高典型限位开关的精度。如果调整得当，它可以提高打印件首层和打印床的附着力。
- 支持打印丝存在传感器、打印丝运动传感器和打印丝宽度传感器。
- 支持使用 adxl345、mpu9250 和 mpu 6050 加速度计测量和记录加速度。
- 支持限制短距离“之”字形移动的最高速度，以减少打印机的振动和噪音。更多信息见运动学文档。
- 许多常见的打印机都有样本配置文件。查看配置文件夹中的列表。

要开始使用Klipper，请阅读安装指南。

## 步速基准测试

下面是步进性能测试的结果。显示的数字代表了微控制器上每秒的总步数。

微控制器 | 1个活跃步进电机 | 3个步进器活跃
--- | --- | ---
16Mhz AVR | 157K | 99K
20Mhz AVR | 196K | 123K
SAMD21 | 686K | 471K
STM32F042 | 814K | 578K
Beaglebone 可编程实时单元 | 866K | 708K
STM32G0B1 | 1103K | 790K
STM32F103 | 1180K | 818K
SAM3X8E | 1273K | 981K
SAM4S8C | 1690K | 1385K
LPC1768 | 1923K | 1351K
LPC1769 | 2353K | 1622K
RP2040 | 2400K | 1636K
SAM4E8E | 2500K | 1674K
SAMD51 | 3077K | 1885K
AR100 | 3529K | 2507K
STM32F407 | 3652K | 2459K
STM32F446 | 3913K | 2634K
STM32H743 | 9091K | 6061K

如果不确定一个控制板上的微控制器型号，可以先找到相应的配置文件，并在该文件顶部的注释中寻找微控制器的型号。

关于基准测试的更多详细信息可在基准测试文档中找到。

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