Firmware Autónomo iHeater

iHeater é uma solução compacta e acessível para impressoras 3D sem câmara térmica ativa ou com capacidade limitada de conexão na placa-mãe. É particularmente útil para modelos com placas proprietárias, onde não há conectores livres para ventoinha, aquecedor ou termistor. O iHeater resolve este problema de forma simples e universal.

Pode funcionar de forma independente com o seu próprio firmware como dispositivo separado ou sob controlo do Klipper com conexão à impressora por USB

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Sobre o firmware

iHeater é um firmware para um dispositivo autónomo de controlo de temperatura da câmara de uma impressora 3D.

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Finalidade

O dispositivo fornece aquecimento e mantém uma temperatura estável dentro da câmara da impressora 3D, que é crítico para impressão de ABS, ASA e outros plásticos dependentes da temperatura com elevada contração e baixa adesão entre camadas.

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Como configurar o firmware

Ficheiro config.h

Este ficheiro define os parâmetros de funcionamento do dispositivo: O ficheiro está localizado na pasta Core/Inc/config.h

Parâmetro	Finalidade
SELECTED_THERMISTOR_TYPE	Seleção do tipo de termistor (0-5, ver abaixo)
MODE_TEMP_0-MODE_TEMP_7	Temperaturas para cada modo. Pode definir qualquer valor, incluindo decimais, por exemplo MODE_TEMP_4 67.5
MAX_TEMP, MIN_TEMP	Intervalo de temperatura admissível do aquecedor
MAX_AIR_TEMP, MIN_AIR_TEMP	Intervalo de temperatura do ar
HEATER_MIN_PWM	PWM mínimo no qual o sistema começará a verificar a resposta do aquecedor
HEATER_RESPONSE_TIMEOUT_MS	Tempo de espera para o aumento de temperatura do aquecedor (predefinido: 5 seg)
AIR_TARGET_TIMEOUT_MS	Tempo máximo para atingir a temperatura alvo do ar (predefinido: 10 min)
TIMER_CLOCK, PWM_FREQUENCY, PWM_STEPS	Configuração da frequência e qualidade do PWM

Termistores

Selecionados em SELECTED_THERMISTOR_TYPE. Suportados:

ID	Tipo	Comentário
0	ATC Semitec 104GT-2	Padrão da E3D
1	ATC Semitec 104NT-4-R025H42G	Análogo do 104GT
2	EPCOS 100K B57560G104F	Popular
3	Generic 3950	Predefinido, amplamente utilizado
4	SliceEngineering 450	Suporte para temperaturas elevadas
5	TDK NTCG104LH104JT1	Médico, preciso

Modos de temperatura e LEDs

O modo é definido pelo valor de temperatura e é apresentado em forma binária através de três LEDs:

Ao ativar o modo, os LEDs piscam; ao atingir o modo, iluminam-se continuamente

Mode	Temperature	LED3	LED2	LED1
MODE_TEMP_0	0.0°C
MODE_TEMP_1	55.0°C
MODE_TEMP_2	60.0°C
MODE_TEMP_3	65.0°C
MODE_TEMP_4	70.0°C
MODE_TEMP_5	75.0°C
MODE_TEMP_6	80.0°C
MODE_TEMP_7	85.0°C

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Ativação e desativação automáticas r1.1

Macros

#define TRIGGER_ON_TEMP  45.0f
#define TRIGGER_OFF_TEMP 80.0f
#define TRIGGER_MODE MODE_2

Controlam a temperatura de ativação e desativação do aquecedor, bem como o modo ao ativar.

Suponha que o termistor do gatilho está localizado perto do aquecedor da mesa. Com as configurações atuais, o aquecimento da câmara ativará quando a temperatura da mesa atingir 45 e desativará quando a temperatura da mesa cair abaixo de 80, estes parâmetros são aceitáveis para a maioria dos plásticos que requerem câmara térmica ativa e não causam conflitos lógicos durante o funcionamento.

Também pode selecionar o modo que será ativado quando o gatilho for disparado. Por exemplo, agora é selecionado TRIGGER_MODE MODE_2, o que significa que o modo MODE_TEMP_2 será ativado - temperatura na câmara 60.0°C

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Trabalho com iHeater-link (montagem r1.1 pulse)

A montagem iheater_rev1_1_pulse é projetada para funcionar em conjunto com o módulo iHeater-link no ESP. O módulo recebe comandos da impressora, portal ou aplicação móvel e transmite a definição de temperatura da câmara para o iHeater através de uma linha GPIO. O firmware iHeater não depende do lado da impressora e não conhece o transporte - recebe apenas um número: a temperatura do ar desejada na câmara em °C.

Conexão

1. Grave o iHeater com a montagem iheater_rev1_1_pulse (ver secção "Como gravar").
2. Ligue o fio de sinal do iHeater-link ao conector TH2 da placa iHeater (pino PB1).
3. A ligação à terra GND comum entre ESP e iHeater é obrigatória - utilize um fio de terra separado.
4. Deixe o termistor do aquecedor no seu conector padrão TH0. O termistor do ar em TH1. Funcionam como em qualquer outra montagem.
5. O conector do gatilho não é utilizado nesta montagem (a sua linha é ocupada pela entrada digital).

Nunca ligue ou desligue o fio de sinal com alimentação fornecida.

Comandos recebidos

Código de iHeater-link	Significado
0	Desativar aquecimento
10	Desativar aquecimento (código de desativação acordado)
45..90	Ativar aquecimento, definição de ar em °C igual ao código
outros valores	Ignorados, estado anterior mantido

O mínimo 45 °C é definido em config.h pela macro PULSE_MIN_TARGET. O máximo é limitado por MAX_AIR_TEMP (predefinido: 90 °C).

Indicação LED

Estado	LED1	LED2	LED3
Aguardando primeiro pacote após inicialização (até 20 s)	LED a correr LED1 → LED2 → LED3 com passo de 1000 ms
Ligação OK, aquecimento desativado	iluminado continuamente (heartbeat "ligação ativa")	apagado	piscada curta ~80 ms em cada pacote recebido
Ligação OK, aquecimento ativado	LED a correr LED1 → LED2 → LED3 com passo de 500 ms
Ligação perdida (mais de 1,5 s sem pacote após primeira conexão)	Todos os três piscam sincronamente; o dispositivo reinicia com código de erro 0x08 (ERROR_LINK_LOST). Aquecedor desativado.

Os erros normais (sobreaquecimento, termistor desligado, aquecedor não responde) funcionam da mesma forma que nas montagens analógicas - ver secção "Como lidar com erros".

Comportamento em caso de perda de ligação

Após ligar o iHeater e o iHeater-link, podem iniciar simultaneamente. O módulo iHeater-link precisa de tempo para inicializar o Wi-Fi e conectar-se à fonte de comandos, portanto, nos primeiros 20 segundos após o arranque, o firmware do iHeater não considera a ausência de pacotes como um erro e mostra uma luz corrida lenta (passo de 1000 ms) - "aguardando primeiro pacote".

Se nenhum pacote correto chegar durante estes 20 segundos, o firmware entra em ERROR_LINK_LOST da mesma forma que com perda de ligação no modo normal.

Após o primeiro pacote ser recebido, a regra normal aplica-se: ausência de pacotes por mais de 1,5 segundos → erro.

Algoritmo ao disparar um erro:

1. O firmware guarda na flash o código de erro 0x08 (ERROR_LINK_LOST).
2. Reinicia o controlador.
3. Após reinicialização, o aquecedor está desativado; durante a nova janela de 20 segundos novamente luz corrida de espera, depois - piscada lenta de todos os LEDs.
4. Para limpar o erro, mantenha o botão MODE pressionado ao ligar, depois solte. O dispositivo voltará ao funcionamento normal.

Botão MODE

Na montagem pulse, o botão MODE não muda de modo e não inicia a calibração. A sua única função é limpar o erro guardado ao iniciar o dispositivo. Todos os comandos de aquecimento vêm apenas do iHeater-link.

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Como gravar

Descarregar

Descarregue o firmware da página de lançamentos

Utilizar firmware pronto

O firmware é pré-configurado com modos de temperatura de MODE_TEMP_0 a MODE_TEMP_7, conforme descrito acima, e é destinado a funcionar com um termistor do tipo Generic 3950 (tipo 3 conforme a lista em config.h).

Utilizar modo DFU (USB)

r1r1.1

1. Instale o jumper BOOT0
2. Ligue o USB, o dispositivo será reconhecido como DFU 3.1 Carregue o firmware usando STM32CubeProgrammer:

3.1.1 Especifique o caminho para o ficheiro .bin do firmware (por exemplo: Firmware/iHeater_v1.2.3.bin) 3.1.2 Defina o endereço de carga: 0x08000000

3.1.3 Clique em "Start Programming"

ou

3.2 Carregue o firmware através da linha de comandos: ```bash dfu-util -a 0 -s 0x08000000 -D Firmware/iHeater_vX.Y.Z.bin 4. Remova o jumper e reinicie a alimentação

1. Mantenha o botão BOOT pressionado
2. Ligue o USB, o dispositivo será reconhecido como DFU

3. Carregue o firmware usando STM32CubeProgrammer:

   3.1.1 Especifique o caminho para o ficheiro .bin do firmware (por exemplo: Firmware/iHeater_v1.2.3.bin)

   3.1.2 Defina o endereço de carga: 0x08000000

   3.1.3 Clique em "Start Programming"

   ou

   3.2 Carregue o firmware através da linha de comandos:

   dfu-util -a 0 -s 0x08000000 -D Firmware/iHeater_vX.Y.Z.bin
   

4. Reinicie a alimentação

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Como usar

r1r1.1

• Pressão curta do botão MODE - alterna entre modos (0-7)
• Pressão longa (2+ seg) - redefine o modo para 0 (OFF)
• LEDs exibem o modo atual conforme a tabela acima
• Piscada de LEDs - modo ativo mas temperatura ainda não atingida
• Iluminação contínua - temperatura alvo atingida

Diferenças entre revisões

a revisão r1.1 tem uma porta de gatilho para ativação e desativação automática do aquecimento da câmara. Ao ligar um termistor à porta de gatilho, o aquecimento ativará e desativará de acordo com as temperaturas especificadas em config.h, por predefinição 45 e 80 para ativação e desativação do aquecimento.

• Pressão curta do botão MODE - alterna entre modos (0-7)
• Pressão longa (2+ seg) - redefine o modo para 0 (OFF)
• LEDs exibem o modo atual conforme a tabela acima
• Piscada de LEDs - modo ativo mas temperatura ainda não atingida
• Iluminação contínua - temperatura alvo atingida

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Como lidar com erros

O dispositivo reinicia automaticamente e apresenta o código de erro através dos LEDs, com o ventilador ativado.

Código	Descrição	LED3	LED2	LED1
0x01	Ar não atingiu o alvo no tempo
0x02	Aquecedor não responde
0x03	Encerramento manual (não utilizado)
0x04	Termistor de ar desligado
0x05	Termistor do aquecedor desligado
0x06	Sobreaquecimento do aquecedor
0x07	Sobreaquecimento do ar
0x08	Ligação perdida com iHeater-link (apenas montagem pulse)	0.25 Hz	0.25 Hz	0.25 Hz
0xFF	Erro desconhecido

Limpeza de erros

Mantenha o botão MODE pressionado durante o arranque até os LEDs mudarem de indicação. O erro será apagado da flash e o dispositivo continuará funcionando normalmente.

Ajuste fino

Caso haja confirmação de que as leituras do termistor diferem da temperatura real, pode utilizar a função de ajuste fino para isso, é necessário medir a resistência dos resistores correspondentes e escrever os seus valores em vez dos valores predefinidos

Resistência real dos resistores de pull-up

#define PULLUP_TH0 4700.0f
#define PULLUP_TH1 4700.0f
#define PULLUP_TH2 4700.0f

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