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KRAKEN V1.0/V1.1

产品简介

BIGTREETECH Kraken V1.0主板是深圳市必趣科技有限公司3D打印团队针对大型机器研发的32位打印机主板，板载高压大电流步进电机驱动，大大简化了主板与高压驱动的连接，也大大节省了机箱中的安装空间，主板采用ID设计的丝印，搭配ID设计的散热片进行辅助散热，既美观也实用。

产品特点

  • 采用32位主频550 MHz的ARM Cortex-M7系列STM32H723ZGT6主控芯片；
  • 电源芯片采用TPS5450-5A，支持DC12/24V电源输入,该芯片输出电流高达5A，峰值可达6A，完美支持树莓派供电；
  • 主板预留BOOT按键，用户可以通过DFU方式更新主板引导程序；
  • 增加热敏电阻部分的保护电路，避免因热床或者加热棒漏电导致主控芯片烧毁；
  • 数控风扇24V、12V、5V电压可选，省去客户外接变压模块的操作，从而减少主板损坏几率；
  • 板载两路MAX31865，支持双路PT热电偶，支持两线或四线PT100/PT1000可选，方便客户DIY使用；
  • 可通过MicroSD卡升级MCU固件，也可通过Klipper的make flash命令通过DFU更新MCU固件；
  • 板载8路TMC2160驱动的SPI模式，板载DIAG功能引脚，只需通过简单的拔插跳帽即可使用；
  • 预留接口：断料检测、打完关机、Probe、RGB、I2C、舵机接口、EXP1+EXP2、CAN、UART（SBC）接口、USBA电源输出接口等；
  • 采用高性能MOSFET管，减少发热量；
  • 采用可更换的保险丝，方便更换；
  • 预留两路四线风扇接口，24V、12V、5V电压可选,且可用于接水冷装置；
  • 预留接近开关接口，支持NPN和PNP型选择，（24V，12V，5V）电压可选；
  • 预留SPI拓展接口，供使用Klipper固件的客户外接加速度传感器来进行加速度补偿；
  • TMC2160的MOS管控制电源由外部DC12V提供，降低驱动的输出阻抗，降低芯片发热。

产品参数

微处理器 ARM Cortex-M7 STM32H723ZGT6 550MHz
驱动输入电压 HV (24-60V)
主板输入电压 DCIN = DC12V or DC24V
热床输入电压 BED IN = DC12V or DC24V
逻辑电压 DC3.3V
加热接口 热床（HB）、加热棒（HE0，HE1，HE2，HE3）
热床端口最大输出电流 10A，峰值11A
加热棒端口最大输出电流 6A，峰值6.5A
风扇接口 6路两线数控风扇（FAN0，FAN1，FAN2，FAN3，FAN4，FAN5），2路四线数控风扇（FAN6，FAN7），5路常开风扇，其中数控风扇电压（5V，12V，24V）可选
风扇接口最大输出电流 1A，峰值1.5A
加热棒 +风扇的总电流 小于14A
主板5V输出最大电流 5A（峰值6A）
主板12V输出最大电流 5A（峰值6A）
拓展接口 Probe（Servos、Probe）、舵机、断料检测、PS-ON、I2C、RGBx2、SPI、SBC（UART）、EXP1+EXP2、CAN、USB-A 5V供电接口、接近开关接口等
电机驱动 板载TMC2160，支持24-60V， S5-S8最大支持3A驱动电流（Rsense=75mR）；
V1.0版本S1-S4最大支持8A驱动电流（Rsense=22mR），
V1.1版本S1-S4最大支持4.7A驱动电流
驱动工作模式支持 SPI
电机接口 S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8总共8路
温度传感器接口 5路100K NTC，2路MAX31865端口
显示屏 LCD显示屏
PC通信接口 Type-C，方便插拔
支持机器结构 Cartesian、Delta、Kossel、Ultimaker、CoreXY
推荐软件 Cura, Simplify3D, Pronterface, Repetier-host, Makerware
外观尺寸 200 x 113mm
安装尺寸 见BIGTREETECH Kraken V1.0-SIZE.png

固件支持

此产品支持Marlin、Klipper和RRF(RepRapFirmware)固件。

产品尺寸

外设接口

接口示意图

Pin脚说明

接口介绍

USB供电

Kraken主板上电之后，板子上的电源指示灯会亮起红色，表示供电正常。VUSB是电源选择端，仅当使用USB给主板供电时，才需要使用跳线帽短接。

步进电机驱动

板载TMC2160的SPI模式

无需任何跳线帽选择模式，客户直接使用SPI模式；使用Sensorless Homing功能时就插上跳帽，不使用则不插，DIAG的连接如下：

数控风扇的电压选择

通过跳线帽来设置输出电压为5V，12V或是24V，风扇接口输出电流为1A，注意选型；

注意：选择电压前请确认清楚风扇支持的电压为哪一档，因为选错导致的风扇烧毁，我司不与承责。

MicroProbe V2.0接线

打完关机模块(Relay V1.2)接线

EXP1+EXP2与MINI12864 V2.0屏的接线

RGB接线

舵机接线

I2C接线（温湿度传感器）

两线风扇连接

接近开关的连接

常开（NPN型），不用通过跳线帽短接，如下图24V为例：

常闭（PNP型），需要将跳线帽短接，如下图24V为例：

四线数控风扇及水冷装置的连接（下图以12V为例）

与树莓派的连接

Marlin

安装编译环境

https://github.com/bigtreetech/Document/blob/master/How%20to%20install%20VScode%2BPlatformio.md

https://marlinfw.org/docs/basics/install_platformio_vscode.html

参考这两个链接的说明安装 VSCode 以及 PlatformIO插件（国内的用户在线安装PlatformIO插件可能会很慢）

下载Marlin固件

从Marlin官方GitHub获取Marlin源码：

https://github.com/bigtreetech/BIGTREETECH-Kraken

配置固件

打开Marlin工程

您可以通过以下几种方式之一在VSCode中打开 Marlin：

  • 将下载的 Marlin Firmware 文件夹拖到VSCode应用程序图标上：
  • 使用VSCode File菜单中的Open...命令
  • 打开 PIO Home 选项卡，然后单击Open Project按钮

配置编译环境

打开platformio.ini文件并将default_envs修改为STM32H723ZG_btt

配置主板类型、串口号

设置主板类型MOTHERBOARD 为BOARD_BTT_KRAKEN_V1_0

#define MOTHERBOARD BOARD_BTT_KRAKEN_V1_0

#define SERIAL_PORT 3 (启用SBC串口)

#define BAUDRATE 115200 （设置波特率，注意要跟通信的设备一致）

#define SERIAL_PORT_2 -1 （启用USB模拟串口）

以上的设置根据需求自行启用

配置电机驱动

Kraken板载8个TMC2160驱动

需在Configuration_adv.h文件中使能 TMC_USE_SW_SPI2

#define TMC_USE_SW_SPI

V1.0版本：S1-S4采样电阻是22mΩ，固件需要设置为0.022；

V1.1版本：S1-S4采样电阻是50mΩ，固件需要设置为0.05；

S5-S8采样电阻为75mΩ，固件需要设置为0.075

Sensorless Homing

#define SENSORLESS_HOMING // 打开驱动堵转检测作为Home限位开关的功能

#define xx_STALL_SENSITIVITY 8 // 设置堵转检测的灵敏度。TMC2209范围为0255，数值越大越灵敏，容易误触发，现象为Home的时候轴还没有回到原点就停下来了，数值越小越不灵敏容易不触发，现象为归零时一直撞轴发出“噔噔噔”的声音。其他驱动范围为63-64，数值越小越灵敏。

#define IMPROVE_HOMING_RELIABILITY // 可以在上面单独设置归零时的电流参数(xx_CURRENT_HOME)，以便得到最好的归零效果。

100K NTC

标准的TH端口，仅推荐接 NTK 100K 热敏电阻，板载4.7K的上拉电阻。所以Marlin固件中设置为1即代表 100K NTC + 4.7K上拉电阻。

#define TEMP_SENSOR_0 1

#define TEMP_SENSOR_1 1

#define TEMP_SENSOR_BED 1

Max31865

板载两个Max31865可接2/4线PT100/PT1000，根据 Pin 图中的说明，设置拨码开关。 Marlin固件中设置为-5代表使用Max31865，并且PT100的采样电阻值和校准电阻值分别设置为100、430，PT1000则设置为1000、4300。

#define TEMP_SENSOR_0 -5

#define TEMP_SENSOR_1 -5

BLTouch

//#define Z_MIN_PROBE_USES_Z_MIN_ENDSTOP_PIN // 不把Z_PROBE_PIN重映射到Z_MIN端口上

#define BLTOUCH // 使能BLtouch功能

#define NOZZLE_TO_PROBE_OFFSET { -40, -10, -2.85 } // 设置BLTouch探针相对于喷嘴的偏移量

#define PROBING_MARGIN 10 // 设置调平探测点到最边缘的距离

#define AUTO_BED_LEVELING_BILINEAR // 设置调平策略

#define RESTORE_LEVELING_AFTER_G28 // Home之后自动重新加载调平补偿

#define GRID_MAX_POINTS_X 5 // 设置调平探测的点数，X轴探测5个点

#define GRID_MAX_POINTS_Y GRID_MAX_POINTS_X // Y轴探测5个点

如果想用BLTouch作为Z轴限位开关，不需要更改接线，只需要修改固件的设置即可

#define USE_PROBE_FOR_Z_HOMING // 使用Z Probe(BLTouch) 作为Z轴Home限位开关

#define Z_SAFE_HOMING // Z轴Home时，将X、Y移动到指定的坐标(通常是平台中心)，保证Z轴Home时，Z Probe(BLtouch)的探针在平台的范围内。

打完关机模块 (Relay V1.2)

#define PSU_CONTROL // 打开控制电源功能，可以通过M80开机、M81关机

#define PSU_ACTIVE_STATE HIGH // 设置开机的电平， Relay V1.2模块是高电平开机低电平关机，所以需要设置为 HIGH

RGB彩灯

#define NEOPIXEL_LED // 使能Neopixel功能

#define NEOPIXEL_TYPE NEO_GRB // 设置彩灯的类型

//#define NEOPIXEL_PIN 4 // 屏蔽PIN设置，使用主板pin文件中正确的信号线

#define NEOPIXEL_PIXELS 30 // 彩灯的数量

#define NEOPIXEL_STARTUP_TEST // 开机时会依次显示红绿蓝三种颜色便于测试

如果启用了LCD2004、12864、mini12864之类的显示器，还可以在界面上启用RGB的控制菜单

#define LED_CONTROL_MENU // 在屏幕上添加控制LED颜色的菜单

断料检测

普通的断料检测模块一般是由机械开关设计而成的，模块给主板一个恒定的高低电平代表耗材的状态

#define FILAMENT_RUNOUT_SENSOR // 使能耗材检测的功能

#define FIL_RUNOUT_ENABLED_DEFAULT true // true 默认是打开的状态

#define NUM_RUNOUT_SENSORS 1 // 耗材检测传感器的数量

#define FIL_RUNOUT_STATE LOW // 耗材异常时的电平状态，根据模块实际情况设置，如果耗材异常时模块发出低电平就设置为LOW

智能耗材检测(SFS V1.0)

智能耗材检测模块在耗材正常通过时会不断的发出跳变的电平信号，当堵料/断料等异常情况出现，耗材无法正常的通过SFS，模块就无法发出跳变的信号给主板，主板从而得知耗材异常。

#define FILAMENT_MOTION_SENSOR // 设置耗材传感器为编码器类型

#define FILAMENT_RUNOUT_DISTANCE_MM 7 // 设置检测灵敏度，SFS V1.0推荐设置为7mm，耗材7mm内如果没有电平跳变就意味着耗材异常

耗材检测还需要通过以下两个地方来设置耗材异常暂停后的动作

#define NOZZLE_PARK_FEATURE // 喷头暂停功能

#define NOZZLE_PARK_POINT { (X_MIN_POS + 10), (Y_MAX_POS - 10), 20 } // 设置喷头暂停时的X、Y的坐标以及Z轴抬升的高度

#define ADVANCED_PAUSE_FEATURE // 可以设置暂停时耗材回抽的长度及速度，继续打印后耗材挤出的长度和速度等参数

编译固件

1、点击底部状态栏中的“√”编译固件

2、编译完成后会生成“firmware.bin”文件，复制到SD卡中即可更新固件

Klipper

编译固件

1、使用下面的配置编译固件(如果没有下列选项，请更新Klipper固件源码到最新版本)

  • [*] Enable extra low-level configuration options
  • Micro-controller Architecture (STMicroelectronics STM32) --->
  • Processor model (STM32H723) --->
  • Bootloader offset (128KiB bootloader (SKR SE BX v2.0)) --->
  • Clock Reference (25 MHz crystal) ---> USB接口
  • Communication interface (USB (on PA11/PA12)) ---> CANBUS接口
  • Communication interface (CAN bus (on PD0/PD1)) --->

2、2.配置选择完成后, 输入 q 退出配置界面，当询问是否保存配置是选择 "Yes"

3、输入make编译固件，当make执行完成后会在树莓派的home/pi/klipper/out文件夹中生成我们所需要的klipper.bin固件，在ssh软件左侧可以直接下载到电脑中

4、4.将klipper.bin重命名为“firmware.bin”，复制到SD卡中即可更新固件

5、在命令行输入：ls /dev/serial/by-id/查询主板的ID来确认固件是否烧录成功，如果烧录成功了会返回一个klipper的设备ID，如下图所示

复制保存此ID，配置文件中需要设置此ID

配置Klipper

1、在电脑的浏览器中输入树莓派的IP访问，如下图所示的路径中下载主板的参考配置，如果找不到此文件，请更新Klipepr固件源码到最新版本，或者到github下载

https://github.com/bigtreetech/BIGTREETECH-Kraken

2、将主板的配置文件上传到Configuration Files中, 并且在printer.cfg文件中包含此配置文件

[include generic-bigtreetech-kraken.cfg]

3、将配置文件中的ID号修改为主板实际的ID

4、 按照 https://www.klipper3d.org/Overview.html 的说明配置机器的具体功能

固件更新

Micro SD卡更新

  1. 确保Micro SD卡已经被格式化为FAT32文件系统
  2. 将自行编译或从github下载的固件重命名为“firmware.bin”（注意：明确电脑系统的扩展名设置，有部分用户隐藏了扩展名，“firmware.bin”实际显示的是“firmware”）
  3. 将“firmware.bin”复制到microSD卡的根目录中
  4. 将microSD卡插入主板的卡槽中，给主板重新通电，主板的引导程序会自动更新固件
  5. 固件更新的过程中，主板右上角的状态指示灯会开始闪烁
  6. 当状态指示灯停止闪烁并且microSD卡中的文件名被重命名为“FIRMWARE.CUR”代表固件更新成功

DFU更新Klipper

1、在命令行输入：ls /dev/serial/by-id/ 查询主板的ID，如果主板正常运行了Klipper则会返回一个klipper的设备ID，如下图所示

2、如果 ls /dev/serial/by-id/ 能够找到MCU的klipper设备ID，可以直接输入

cd ~klipper

make flash FLASH_DEVICE=/dev/serial/by-id/usb-Klipper_stm32h723xx_41003D001751303232383230-if00

烧录固件（注意：将/dev/serial/by-id/xxx更换为上一步中查询到的实际的ID）

烧录完成后会有dfu-util: Error during download get_status错误信息，忽略即可

注意事项s

1、禁止在步进电机运动状态下切换驱动电压;

2、切换步进电机的驱动电压时，需保证MCU无工作信号输出到驱动芯片;

3、当驱动电流超过7A时，建议增加散热风扇对驱动进行散热；

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