RF1000 mit Klipper und TMC5160

[anwofis]

Hallo,

da Corona kein Ende zu nehmen scheint und ich gerade Zeit habe, tüftele ich am RF1000 etwas weiter:
Schon länger wollte ich die Kiste leiser bekommen und so habe ich 2 Stk. TMC5160-Stepsticks bei Watterott bestellt. (Sind gerade im Zulauf.)
Diese sollen als Ersatz für die DRV8711 der X und Y Achse dienen. Hatte die Dinger noch nicht in der Hand, aber angeblich sind die sehr leise und können max. 3A RMS.

So wie kriegt man die Stepsticks jetzt angeschloßen:

Interessant an Klipper ist, dass die Python-Host-Software mehrere Microcontroller simultan ansteuern kann. Daher kann man Teile der Steuerung von einander trennen:
z.B.: die Heizer und Lüfter macht ein µC und Motoren + Endstops ein anderer.
Da ich das Original-Platine des RF1000 inkl. DMS nicht anfassen will, werde ich einen Arduino-Uno + CNC Shield nehmen und darüber mit den TMC-Stepsticks die XY-Motoren + Endstops steuern. (Sollte für erste Tests reichen.)

Die TMC unterstützen auch eine Konfiguration über SPI, also kann man an den Treiber während des Druckens diverse Einstellungen vornehmen wie z.B. den Motorstrom. Auch sollen diese Stepsticks ein sensorless-homing können: man kann also ohne Endlagenschalter die Endpositionen finden. Wäre auch ganz nett für X,Y.

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Gestern hat ein erster Test halbwegs funktioniert:
Erst habe ich Klipper geflasht auf den Uno und dann den X-Motor über eine kleine Endstufe mit dem Shield verkabelt. Man muß dann nur in der printer.cfg den mcu angeben und die Pins richtig eintragen.
Der Motor hat sich so auch gedreht - leider hatte ich beim Druck Schrittverluste. Ich glaube Klipper generiert die Schritte zu schnell für die Endstufe bzw. man muß da noch einen gewissen minimalen Delay zwischen den Schritten konfigurieren... Aber prinzipiell geht es!

Die ganze Aktion bietet einige Vorteile:
Man kann so moderne Elektroniken nutzen und sich so einen "Frankenstein"-RF1000 nach eigenen Wünschen konfigurieren. Auch lassen sich Original-Mainboards z.B: mit kaputten Treibern weiter verwenden.

Grüße,
anwofis

[af0815]

Ist gar nicht so Frankenstein. Man kann somit den Arduino-Uno + CNC oder auch einen Arduino-Mega mit Rampsboard nehmen, wenn ich das so richtig verstanden habe. Damit ist es möglich, die C. spezifischen Sachen auf dem Originalboard zu haben und die reinen Schrittmotorsachen komplett extra zu legen. Preislich liegen die Sets ja nicht wirklich weit auseinander.

Sieht ja wirklich sehr flexibel aus.

[mhier]

Ja genau, über solche Dinge habe ich auch schon nachgedacht Man könnte so dem Drucker auch z.B. ein besseres Bedien-Interface spendieren, mit grafischem Display und Encoder-Rad etc. Auch lassen sich problemlos beliebig viele Pins über zusätzliche Microcontroller hinzufügen, die dann beliebige G-Code-Macros ausführen können. Bevor man da mühsam mit dem freien Option IO auf dem Original-Mainboard rumfummelt, packt man einfach einen weiteren Controller in ein extra Gehäuse.

Wobei, was die Stepper angeht, würde ich empfehlen auch gleich alle Treiber umzurüsten, wenn es dir um Lautstärke geht. Schließlich dürfte der Haupt-Unterschied das Pfeiffen der Chopper sein, und das ist auch (oder gerade) mit Haltestrom hörbar und nervig. D.h. auch die Z-Achse und der Extruder tragen erheblich zur Geräuschentwicklung bei. (Mich persönlich stören die Geräusche nicht, der Drucker steht im Keller und wenn die Tür zu ist, höre ich nichts mehr. Außerdem überwiegt eher das Geräusch des E3Dv6 Lüfters )

[anwofis]

@af0815:
Das RAMPS 1.4 würde ich nicht mehr nehmen: es gibt China-Steuerungen mit ARM-Chip für lau.
Das CNC Shield nehme ich nur, weil es gerade rumliegt und ich die TMC auch mit 36V testen will.

@mhier:
Bzgl. Display: ich hab' so ein 7'' HDMI-Display mit Touch an meinen NUC angeschloßen - läuft prima.
Bzgl. Stepper: Ich mach's erstmal wie geplant, dann kann ich zur Not auch alles schnell wieder zurückbauen!

[AtlonXP]

Hallo zusammen,

für meinen Tronxy SA 500 Pro, benötige ich eine neue Steuerung.
Die Originale Steuerung tut nicht das was sie soll (unzuverlässig).

Für diese unten, habe ich mich entschieden samt der Zusatzplatine.
Mir ist bewusst, dass diese Steuerung nicht zu unserem Arduino Universum gehört.

Da hier auch über Stepper Driver schon gesprochen wird:
Meine Empfehlung geht auf TMC 2209.
Die werden jedoch nur über UART angesprochen.

Ich denke jedoch, dass dürfte ein neuer Standard darstellen mit einem ARM M4 Prozessor.
Hier einfach ein Link für den wo es interessiert:
https://www.biqu.equipment/products/big ... 1892313186

LG AtlonXP

[anwofis]

Hallo,

die TMCs sind mittlerweile eingetrudelt und haben schon einiges an Nerven gekostet:

Zuerst habe ich die wichtigsten Pins fest verlötet und auf die SPI/Motor Pins kleine Klemmen eingelötet,
da ich ja am CNC Shield kein SPI herausgeführt habe.
Jetzt wurde erstmal der Hardware-SPI des Uno auf einen der TMC gelegt und der X-Motor drangeklemmt.
In Klipper ist das Ganze wie in der Beispielkonfig. eingetragen.

Der INIT_TMC-Befehl scheint zu laufen, aber bei DUMP_TMC kommen bei den Registerwerten als Einträge nur "ffffffff" zurück. Jetzt habe ich mal den SPi-Bus abgeklemmt und dabei das gleiche Verhalten. Also keine Verbindung möglich.
Am Arduino Nano das selbe Problem und Software-SPI mit anderen Pins geht ebenfalls nicht. Kann vielleicht ein Fehler/ Inkompatibilität mit Klipper am Atmega328p sein - weiß ich jetzt nicht?

Also hab' ich mein Bigtreetech SKR 1.4 Turbo rausgekramt (ist für ein anderes Projekt da - wollte ich eigentlich nicht hernehmen dafür) und da mal HW-SPI verkabelt und siehe da: SPI läuft auf Anhieb!

Mit der Standardkonfig. ist der TMC im Spreadcycle-Betrieb und der Motor leider lauter als mit dem alten Treiber...
Im Stealthchop dafür aber schon etwas leiser/ fiept weniger. (Man kann noch eine Menge Feineinstellungen vornehmen in der printer.cfg - da ist sicher noch Luft nach oben.)

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Gerade läuft der erste Testdruck - werde dann den zweiten Treiber auch noch tauschen und sensorless Homing aktivieren.

Grüße,
anwofis

[mhier]

Hast du evtl. die CS Signale nicht richtig verbunden? Dann reagiert der Chip nicht und man liest nur logische einsen.

Warum willst du sensorless homing? Wir haben doch einen Sensor.

Btw: Wenn du quasi schon dabei bist, dein Mainboard auszutauschen, würde ich als nächstes den DMS ADC tauschen gegen einen HX711. Der kann 24 Bit statt nur 16 Bit und 80 SPS statt nur 8. Das dürfte den HBS erheblich beschleunigen. Noch kann Klipper das nicht allerdings. Ich bin aber schon recht weit mit dem HBS mit unserem ADC, und den ADC auszutauschen ist software-seitig nicht schwierig. Es gab schon mal ein Ticket bei Klipper bzgl. Unterstützung des HX711:
https://github.com/KevinOConnor/klipper/issues/2977

Darauf hat mich der Maintainer von Klipper verwiesen, als ich Fragen bzgl. meiner Implementierung gestellt habe

[mhier]

achja was mir noch eingefallen ist: gerade mit dem schnellen Arm Prozessor müsstest du deutlich schnellere step Frequenzen hinbekommen. probier mal die microsteps hoch zu drehen. Selbst 256 microsteps pro Vollschritt sollten kein Thema sein. Das dürfte die laufruhe erheblich verbessern.

Ansonsten sind unsere stepper leider nicht die ruhigsten. Das wäre ggf. auch noch mal eine Investition wert, wenn es dir da wirklich drauf ankommt. Mein deutlich größerer Nema23 Motor läuft erheblich ruhiger

[anwofis]

Hast du evtl. die CS Signale nicht richtig verbunden? Dann reagiert der Chip nicht und man liest nur logische einsen.

Ich denke schon - ich hab' auch das CNC-Shield durchgemessen, ob die Pins überhaupt stimmen. Iwie lief SPI am Uno nicht.

Warum willst du sensorless homing? Wir haben doch einen Sensor.

Ich hab' erst gedacht das ist nur so ein Gimmick , aber die ersten Tests haben funktioniert. Spare ich mir die Sensoren umzuverkabeln.
Das Originalboard wollte ich eingentlich drinlassen und nur die Stepper extern machen.

Also das mit dem besseren ADC hört sich ja super an - wäre echt der Hammer wenn die DMS auch noch in Klipper laufen und dann noch genauer!

achja was mir noch eingefallen ist: gerade mit dem schnellen Arm Prozessor müsstest du deutlich schnellere step Frequenzen hinbekommen. probier mal die microsteps hoch zu drehen. Selbst 256 microsteps pro Vollschritt sollten kein Thema sein. Das dürfte die laufruhe erheblich verbessern.

Da habe ich noch gar nicht dran gedacht. Werde ich morgen gleich mal ausprobieren.

[anwofis]

So,
zum Abschluß mal 2 Bilder:
Mein Setup:

btt.JPG

(Die Jumperkabel und Klemmen sind hierbei komplett unnötig und stammen noch vom Testen am Uno...)

Dann hab' ich mal einen ersten schnellen Testdruck gemacht mit 128 µSteps. Als Material dient ASA und 0.125er Layers:

test.JPG

Mal von oben nach unten:
Die erste Schicht ist ein bisschen zu arg eingeimpft ins Druckbett: hier muß ich den Z-Offset nochmal nachstellen.
Dann hatte ich einen kleinen Schrittfehler: an der "Money-Cat" ist unten ein blöder Überhang der sich etwas gewölbt hat und die Düse gestreift hat...
Drucke auch etwas flotter mit 60mm/s und ohne Supports sowie Bauteilkühler.
In XY ist die Oberfläche sehr glatt. Die TMCs bringen es soweit auf jeden Fall.
Das Problem ist denke ich die Konstruktion der Z-Achse: die müsste ich auch mal neu aufbauen und ausrichten.
Links sieht man leicht den Z-Wobble (gemessen so 100µ).
Leider ist mein Banding (die Layerhöhe in Z ist leicht unterschiedlich durch Unzulänglichkeiten in der Mechanik) immer noch etwas da (ca. unter 50µ).
Grüße,
anwofis