Как задать частоту PWM в Klipper?

TL;DR: В Klipper частота PWM задаётся косвенно через параметр cycle time (время цикла). Частота равна 1 / cycle_time. Точный параметр конфигурации зависит от того, чем вы управляете.

Какой параметр конфигурации использовать

В Klipper нет единого параметра pwm_frequency. Вместо этого вы настраиваете период одного цикла PWM, и Klipper вычисляет из него частоту.

Вентиляторы и выходные пины: cycle_time

Для вентиляторов, обычных выходных пинов, каналов светодиодов и подобных устройств используйте cycle_time:

[fan]
pin: PA8
cycle_time: 0.010
hardware_pwm: False

• По умолчанию для [fan]: 0.010 с → 100 Гц.
• По умолчанию для [output_pin]: 0.100 с → 10 Гц.
• По умолчанию для каналов светодиодов [neopixel] / [dotstar]: 0.010 с → 100 Гц.

Параметр описан в docs/Config_Reference.md для [fan] (строки 3239-3242) и [output_pin] (строки 3678-3681).

Нагреватели: pwm_cycle_time

Для нагревателей (экструдер, нагревательный стол и т.д.) параметр называется pwm_cycle_time:

[extruder]
heater_pin: PA2
pwm_cycle_time: 0.100

• По умолчанию: 0.100 с → 10 Гц.
• В документации отмечается, что “не рекомендуется изменять это значение, если нет электрической необходимости переключать нагреватель чаще 10 раз в секунду” (Config_Reference.md).

Изменяемое во время выполнения время цикла: [pwm_cycle_time]

Если вам нужно изменять время цикла PWM во время выполнения через G-code, используйте секцию [pwm_cycle_time]:

[pwm_cycle_time my_pin]
pin: PB0

Затем во время выполнения:

SET_PIN PIN=my_pin VALUE=0.5 CYCLE_TIME=0.001

Это описано в docs/Config_Reference.md и реализовано в klippy/extras/pwm_cycle_time.py.

Как значение используется внутри

В klippy/mcu.py класс MCU_pwm преобразует время цикла в такты часов MCU:

cycle_ticks = self._mcu.seconds_to_clock(self._cycle_time)

Для программного PWM это становится аргументом cycle_ticks функции set_digital_out_pwm_cycle (строка 488), а время включения в каждом цикле планируется в тех же единицах тактов. Для аппаратного PWM то же значение cycle_ticks передаётся в платформо-зависимую функцию gpio_pwm_setup(), которая затем выбирает делитель таймера и период, наилучшим образом соответствующие этому значению.

Предостережение по аппаратному PWM: фактическая частота может отличаться

Когда установлено hardware_pwm: True, запрашиваемая частота является лишь целевым значением. Периферия таймера MCU должна выбрать делитель и период счётчика, которые укладываются в её аппаратные ограничения, поэтому реальная частота может немного отличаться.

Например, реализация для STM32 в src/stm32/hard_pwm.c вычисляет ближайшие достижимые значения hwpwm_ticks и prescaler (строки 328-348). Итоговая частота на STM32 приблизительно равна:

frequency = CLOCK_FREQ / (prescaler * hwpwm_ticks * pclock_div)

Если два аппаратных PWM-пина используют один и тот же таймер, они также должны использовать одинаковую частоту; иначе Klipper завершит работу с ошибкой “PWM already programmed at different speed” (строка 356).

Практические примеры

Вентилятор 25 кГц для 4-проводного PWM-управления

[fan]
pin: PA8
cycle_time: 0.00004
hardware_pwm: True

1 / 0.00004 = 25 000 Гц. Поскольку это выходит за пределы надёжного диапазона программного PWM, требуется hardware_pwm: True.

Стандартный вентилятор охлаждения детали 100 Гц

[fan]
pin: PA8
cycle_time: 0.010

Это значение по умолчанию, хорошо работает с программным PWM.

Нагреватель 10 Гц

[extruder]
heater_pin: PA2
pwm_cycle_time: 0.100

Снова значение по умолчанию; нет необходимости изменять его, если ваш MOSFET/драйвер не требует более быстрого переключения.

Резюме

• Частота PWM в Klipper всегда равна 1 / cycle_time.
• Используйте cycle_time для вентиляторов, выходных пинов и светодиодов.
• Используйте pwm_cycle_time для нагревателей.
• Программный PWM точно соблюдает время цикла.
• Аппаратный PWM может округлять время цикла из-за ограничений таймера MCU.