TD-Free｜开源 3D 打印耗材 TD 透射距离测量仪

一、项目基础概述

项目名称：TD-Free

开源仓库：github.com/mawoka-myblock/td-free

作者：mawoka-myblock

开源协议：EUPL-1.2（完全开源，商用 / 个人使用无额外授权费）

核心定位：面向 3D 打印爱好者的开源耗材 TD（Transmission Distance，透射距离）测量仪，是商用设备 Ajax TD-1 的低成本开源平替方案。

核心用途：测量 FDM 3D 打印耗材透光参数 TD，数据供给 HueForge（透光浮雕 / 彩色分层照片打印软件）使用。

💡 TD 概念科普
TD 代表透射距离，物理含义：光线穿透材料后，光强衰减至原始 1/e 所需的材料厚度（单位 mm）。
TD 数值越大 → 耗材透光性越强；TD 数值越小 → 耗材越不透明。HueForge 渲染分层浮雕效果必须精确的 TD 参数。

二、TD-Free 与商用 TD-1（Ajax）完整对比

表格

对比项	TD-Free（开源项目）	TD-1（Ajax 商用设备）
体积	整机尺寸更小，便携	机身略大
成本	自制物料成本低，可选购买成品 PCB	整机售价高，额外软件授权成本
测量能力	仅测量 TD 透光值，无法采集耗材色彩	同时测量 TD + 读取耗材 RGB 色彩
网络功能	内置 WiFi，支持网页操作、Spoolman 耗材库对接	仅 USB 有线连接，自带本地显示屏
源代码 / 硬件	固件、KiCad PCB 图纸、外壳 CAD全部开源	固件闭源，硬件图纸不公开
授权要求	无许可证，自由自制、修改、分发	需要购买 HueForge 配套授权
软件联动	无原生 HueForge 直连；可手动复制 TD 数值	深度原生集成 HueForge，即插即用自动导入参数
实时监测	仅离线样品抽检耗材	支持打印过程持续在线监测耗材 TD 变化

项目官方总结：TD-Free 优势是低成本、开源、体积小巧、WiFi 联网；短板为缺少色彩测量、无官方 HueForge 直连功能。适合只需要测量 TD、预算有限的玩家。

三、硬件信息与 BOM 物料清单

硬件文件：仓库内提供 KiCad 工程 PCB 源文件，可直接交给 PCB 厂商打板。

必须采购元器件清单：

ESP32-C3 SuperMini（主控，推荐阿里巴巴采购）
VEML7700 高精度环境光传感器（核心测光元件）
AS3218 LED 驱动芯片（5050 版本）
AOS3213AC
白光 LED 模块（必须白色版本）

⚠️ 焊接规范：LED 模组线缆从 PCB 底部焊接，线缆标准长度约 45mm。

四、结构外壳信息

CAD 图纸托管于 Onshape Workspace，协议 CC BY-SA 4.0；
STL 打印文件可直接在 Printables 网站下载；
打印强制要求：部分遮光零件必须使用黑色耗材打印（防止漏光干扰测光精度），其余外壳零件耗材无限制；
外壳采用分体式光路设计，保证光源、耗材通道、光传感器同轴对齐，隔绝环境杂光。

五、三种获取整机方案

方案 1：直接购买成品整机

前往作者官方线上商店，直接选购预组装调试完成的整机，开箱即用。

方案 2：购买 PCB 裸板 + 自行 3D 打印外壳组装

购买项目配套 PCB；
下载外壳模型打印，黑色耗材打印遮光部件；
手工焊接元器件，按照官方装配步骤组装、刷写固件。

方案 3：从零完整复刻

使用仓库 KiCad 工程文件，自行向 PCB 厂商下单生产电路板；
采购全部 BOM 电子元件；
打印外壳、焊接、装配、编译烧录 ESP32 固件。

六、详细装配步骤（官方原版流程）

将 LED 模块压紧安装至外壳底部预设槽位；
装入两块黑色遮光零件：先装入带贯通通道的零件，通道开口朝上，确保黄色 LED 光线可以从通道孔透出；
装入第二块带矩形开孔的黑色遮光件，开孔位置对齐光路上方；
倾斜插入 PCB 板（避让 USB-C 接口），完全推入壳体；
压实 PCB，保证电路板平整；

⚠️ 关键风险：装配全程保护 LED 连接线，挤压会导致线缆断裂损坏；

盖上外壳上盖；
上电，连接设备 WiFi 热点进入网页界面，放入耗材样品开始测量 TD。

七、软件与功能特性

Web 网页操作界面
ESP32 启动后默认开放 WiFi 热点，手机 / 电脑连接热点，浏览器访问内置网页，插入耗材实时读取 TD 数值；支持保存、复制测量结果。
WiFi 局域网功能
可配置连接家庭局域网 WiFi，无需每次连接设备热点；
Spoolman 耗材管理系统对接
支持将测得的 TD 数值直接上传到 Spoolman 耗材数据库。
限制：当前版本暂不支持 HTTPS 与账号身份验证，仅支持 HTTP 地址；
固件开源可二次开发
GitHub 仓库firmware目录为完整 ESP32 固件源码，可自定义界面、输出格式、增加 MQTT 等拓展功能。

八、适用人群与取舍建议

✅ 适合选择 TD-Free

主要制作 HueForge 透光浮雕，只需要获取 TD 透光参数，不需要识别耗材颜色；
希望控制预算，愿意动手组装硬件；
偏好开源硬件，想要自由修改电路、固件；
需要 WiFi 远程读取测量数据、对接 Spoolman 耗材管理。

❌ 更建议选购商用 TD-1

需要同时测量耗材颜色 + TD，追求和 HueForge 无缝直连；
不想动手焊接组装，追求开箱即用完整功能；
需要在打印过程实时监测耗材 TD 波动。

九、项目地址

https://github.com/mawoka-myblock/td-free