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3D 프린터 컨트롤러 - 32Bit MKS SGEN vs. BigtreeTech SKR 1.1 본문

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3D 프린터 컨트롤러 - 32Bit MKS SGEN vs. BigtreeTech SKR 1.1

elsa in mac 2018.12.26 13:44

MKS Gen 시리즈로 유명한 중국의 Makerbase에서 2018년을 한 달쯤 앞둔 시점에 MKS Gen의 계보를 잇는 32bit 컨트롤러  MKS SGEN 보드를 새롭게 출시 했습니다. 

MKS Gen 1.4, MKS Sgen 보드 이미지왼쪽) MKS SGEN , 오른쪽) MKS Gen 1.4

위의 이미지에서 보시는 바와 같이 전체적인 PCB Layerout은 MKS Gen 1.4와 비교가 되지만, 사실 부품 배치는 전적으로 SBase에서 따온 것 입니다. 

SBASE 1.3 이미지MKS SBase V1.3

Gen 1.4와 비교하면, 연결 단자인 Screw Terminal Block은 좌측에서 아랫쪽으로 배치가 되어 있고, USB와 RJ45 이더넷포트 그리고 TF Card 슬롯이 왼쪽에 배치되어 있으며, Gen 1.4와 마찬가지로 5개의 Motor Driver 포트를 갖고 있습니다. SBase 보드가 Stepper Driver Chip(drv8825)을 On Board 실장한 것에 반해, pololu Style의 Motor Driver를 설치할 수 있도록 한 것이 SBase 대비 장점이라고 할 수 있을 것 같습니다. SBase 와의 또 다른 차이점은 SBase 보드에 사용된 MCU는 ARM Cortex-M3 LPC 1768 100MHz 칩을 사용했는데, SGEN의 경우에는 LPC1769 120MHz 를 실장했습니다. 4 Layer PCB, MKS 12864 LCD controller, TFT24, 28, 32, 35, 70 터치스크린과 연동할 수 있는 점 등은 SBase와 동일합니다.  

보드 크기는 MKS Gen 1.4가 143mm x 84mm 인 반면, SGen은 146.5mm x 95mm로 다소 큽니다. 

이 보드의 가격은 42달러로 책정되어 있습니다. 기존에 RAMPS 호환보드를 사용하고 계시다면, pololu Driver를 그대로 사용할 수 있고, 처음 구매를 해야 한다고 가정하고, Motor Driver를 TMC 2130으로 장착할 경우, 대략 30달러를 추가해야 하므로, 70달러 수준의 비용이 소요 되게 됩니다.

참고로 현재, MKS Gen-L은 17달러, MKS Gen 1.4는 22달러, MKS SBase 1.3버전이 44달러 수준 입니다. 

하지만, 불행하게도 출시하자 마자 복병을 만났으니, 바로 Bigtreetech(BIQU)에서 이더넷 포트를 빼고, 대신 pololu motor Driver포트를 채용한 MKS Gen L 가격을 위협하는 무려 16달러 짜리 32bit 컨트롤러 보드 SKR1.1을 출시했기 때문입니다. SGEN과 달리 SBASE에 적용된 LPC1768 100MHz Chip을 실장했고, 크기는 109.67mm x 84.30mm. MKS Gen-L 보드가 110mm x 84mm 이니까.. MKS Gen-L 보드와 거의 같은 크기 입니다.  

BIQU SKR 1.1 MKS Gen-L 1.1 이미지왼쪽) Bigtreetech SKR 1.1 , 오른쪽) MKS Gen-L 1.0

이미 SBase 보드가 Smoothieware 및 비 공식적으로 Marlin 2.0을 사용할 수 있기 때문에, 두 보드 모두 Smoothiware/Marlin 2.0을 사용하는데 큰 문제가 있어 보이지는 않습니다. 

SGEN은 Makerbase Github를 통해 Firmware 및 Source Code, USB Driver 와 설치 절차를 제공하고 있고, SKR 1.1 도 Github를 통해 marlin 2.0.x를 제공하고 있습니다 만, SKR은 원래 smoothieware를 타겟으로 개발된 보드 이므로, Marlin을 적용한다 해도 2004 Display를 지원하지 않습니다. 대신, 12864 Display는 지원을 합니다. 

smoothieware의 경우에는 Ethernet포트를 활용할 수 있는 WebControl 인터페이스를 제공하고 있습니다 만, Duet에서 제공하는 수준은 아닙니다. Duet보다는 Octoprint와 비교될 수준인데요..  Web Control Interface의 지원은 별도의 H/W Controller 필요 없이 웹브라우저를 지원하는 컴퓨터나 스마트 기기들를 컨트롤러 대용으로 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 물론, Duet이 WIFI를 지원하는 반면, Smoothieboard 계열은 유선 이더넷 포트를 지원하기 때문에 스마트 기기를 사용하려면 유무선 공유기가 필요 합니다. 

Smoothieware Duet Web Control 스샷왼쪽) Smoothiware , 오른쪽) Duet

더욱이 Smoothieware 보다 Marlin Firmware를 사용할 계획이라면 Marlin은 이더넷 인터페이스를 지원하지 않고 있기 때문에 Web Control이 아무런 의미가 없습니다. 따라서 SGEN 보다는 가성비가 좋은 SKR 1.1를 더 선호할 것으로 예상이되는데요... 단, SKR 같은 경우는 110W 이하의 Heat Bed만을 지원한다는 점을 간과해서는 안됩니다. 12V PSU라면, 9.1A(1.3옴), 24V PSU를 사용한다면 1/2인 4.55A(0.65옴) 미만의 Heatbed를 사용해야 하는 제한이 있습니다. 

위의 두 보드 공히, TMC 계열 Driver등을 모두 사용할 수는 있지만, 어디까지나 Stand-Alone모드를 기본으로 사용해야 하고, TMC2208 UART 혹은 TMC 2130 SPI 인터페이스를 사용하려면, 기존 8-Bit보드들과 마찬가지로 Jumper wiring을 해 줘여 하는 불편함을 지니고 있습니다. 

결국 Makerbase 보다는 가성비로 밀어부친 Bigtreetech(BIQU) 쪽이 좀 더 현실적인 대안을 내 놓았다고 할 수 있을 것 같습니다. 

8bit 컨트롤러 대비 32bit컨트롤러의 장점은 기본적으로는 빠른 처리속도로 인한 보다 높은 Micro-Stepping을 사용할 수 있고, 이론적으로 보다 부드러운 곡선처리, 거기다 보다 많은 메모리를 가지고 있어 향 후 새로운 기능 추가에 능동적으로 대치할 수 있다는 점 등을 들 수 있습니다 만, 출력품질 향상을 기대한다면 사실 큰 차이가 없다는 점을 간과해서는 안됩니다. 8bit 컨트롤러와 32bit 컨트롤러에 대한 비교는 다음 포스트에서 시간을 내어 다뤄 보도록 하죠. 

2018년 후반기를 접어들면서, 대륙의 그들이 자체개발 혹은 Clone 32bit 컨트롤러를 대거 출시하면서 2019년 부터는 32bit 컨트롤러에 대한 경쟁이 본격화 될 것으로 보입니다. 32bit 컨트롤러의 유용성에 대한 논쟁은 매우 오래전부터 시작되었지만, 지금까지는 8bit 컨트롤러가 그 명맥을 잘 유지할 수 있었죠.. 하지만, 이제 8bit 컨트롤러는 거의 한계에 와 있습니다. 무엇보다도 메모리 용량이 작아 신 기능 추가가 거의 불가능한 수준까지 도달한 것이 32bit 컨트롤러로의 전환에 가속도를 붙이게 될 것으로 보여 집니다. 

위의 두 보드는 이제 막 시장에 공개가 되었고, SBASE나 SmootieBoard 에 비해 Stepper Motor Driver 선택의 자유도와 가성비가 꽤나 매력적인 것처럼 보이기는 하지만, 아직은 사용자 층이 거의 없는 만큼 충분히 검증된 보드들이라고 말 할 수 없을 뿐만 아니라, 향 후 보다 많은 점유율을 차지한다는 보장도 없습니다. 하지만, SKR 1.1이 대중적인 성공을 거둔다면, 적어도 32bit 컨트롤러가 비싸서 부담스럽다는 이유는 사라질 것 같습니다. ^^. 한편 32bit 컨트롤러의 대표격인 Duet과 Smoothieboard 등은 이미 모두 차기 제품 개발에 박차를 가하고 있죠.. 

8bit 컨트롤러의 대미를 FYSETC의 F6 보드가 장식한 것 처럼 보여지지만, Bigtreetech에서 F6와 같이 6개의 Stepper를 지원하고 TMC2130 SPI를 Jumper wiring 없이 사용 사용할 수 있으면서, 가격은 더 저렴한 8bit 혹은 32bit 보드 개발이 막바지에 도달했다는 소식을 전해왔는데요.. 3D프린터 컨트롤러의 업그레이드나 신규 구매를 염두 해 두고 계시다면, 좀 더 기다려 보는 것도 좋을 듯 싶습니다. 

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