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Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Mo 26. Jun 2023, 10:06
von mhier
Wie schon in einem anderen Thread kurz erwähnt, habe ich kürzlich festgestellt, dass es inzwischen einige 3D-Drucker-Mainboards gibt, die für Klipper designed wurden und quasi den Raspberry Pi gleich integriert haben. Eines davon ist das Makerbase MKS-SKIPR. Der Raspberry Pi ist nicht wirklich einer, sondern basiert auf einer Rockchip RK3328 CPU (statt z.B. Broadcom BCM2711 beim Raspberry Pi 4), das macht aber nicht wirklich was. Der Microcontroller ist ein relativ flotter STM32F407. Wie üblich, können verschiedene Motortreiber aufgesteckt werden. Das Original-Mainboard vom RFx000 kann auch zusätzlich noch per USB angesschlossen werden. Details bis hin zum Schaltplan gibt es hier: https://github.com/makerbase-mks/MKS-SKIPR

Ich habe mir das Board kürzlich bestellt und es ist inzwischen angekommen. Ich habe noch zwei TMC2209 Treiber dazu genommen. Langfristig möchte ich X und Y mit Servo-Motoren ausstatten (wegen der Kugelumlaufspindeln), die beiden Treiber sind dann für Z und E. Zunächst benutze ich die Treiber aber erstmal für X und Y - erste Tests habe gezeigt dass ich damit sogar deutlich höhere Beschleunigungen erreichen kann als mit den Original-Treibern, damit habe ich nicht so gerechnet (6000 mm/s^2 Beschleunigung und 200m/s Geschwindigkeit scheint nicht unrealistisch, habe aber nur eine Achse getestet und es gibt noch ein paar Unklarheiten).

Demnächst werde ich eine Anleitung ins Wiki stellen, wie man das Board mit unserem Drucker in Betrieb nimmt. Der Preis ist nicht viel höher als für einen Raspberry Pi, ich hab jetzt mit Touch-Bildschirm um die 80 EUR bezahlt. Der MKS PI-TS35 Bildschirm ist zwar nicht der schnellste, aber ich will darauf ja auch kein Counter-Strike zocken :-P Die Installation war relativ einfach, das Umschalten auf die RFx000-Version von Klipper ist mit 2-3 Befehlen zu erledigtn, der Rest geht weitgehend über das Web-GUI. Ein paar Fallstricke gibt es aber dennoch zu beachten, so dass sich eine Schritt-für-Schritt-Anleitung sicher lohnt.

Mechanisch habe ich das Board auf ein Sperrholz-Brett gesetzt, welches unter dem Zahnriemen für die Z-Achse sitzt, diesen also teilweise überdeckt. Dort ist ausreichend Platz und man kann einfach die Schrauben für das Bodenblech durch längere ersetzen und mit Abstandsbolzen das Brett befestigen. Das ganze kann man natürlich auch drucken, was ich aber für deutlich aufwändiger halte. Evtl. kann man sich die Abstandsbolzen drucken, ich hatte die jetzt gerade vorrätig.

Der Plan ist, das Original-Board zu erhalten und mindestens die Bett-Heizung sowie die Wägezellenauslese davon zu nutzen. Die Motor-Steuerung wird langfristig komplett auf das neue Board wandern, ebenfalls die Lüftersteuerung von 12V-Lüftern, das Board hat nämlich eine verünftige 12V-Schiene und erlaubt es, für jeden Lüfteranschluss per Jumper zu konfigurieren, ob er mit 24V, 12V oder 5V laufen soll.

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Mo 26. Jun 2023, 13:55
von AtlonXP
mhier hat geschrieben: ebenfalls die Lüftersteuerung von 12V-Lüftern, das Board hat nämlich eine verünftige 12V-Schiene und erlaubt es, für jeden Lüfteranschluss per Jumper zu konfigurieren, ob er mit 24V, 12V oder 5V laufen soll.

Hallo mhier,
zu der Spannungsversorgung möchte ich noch etwas hinzufügen.
Es muss nicht sein, aber ich möchte hierauf zur Sicherheit einfach hinweisen.

Die neueren Boards haben es gern, wenn diese mit 12V und mit 24V versorgt werden.
Oft sind die Anschlussklemmen dafür vorhanden.

Ich beziehe mich hier auf mein BIGTREETECH GTR V1.0 Board und auch auf andere neuere Boards.
Die 5V Schiene wird oft mit einem klapprigen Steppdown Wandler on Board umgesetzt.
Ob diese 5V auch für einen PI ausreichen, gilt es immer zu prüfen!

Da mein TronXY von Haus aus ein Überdimensioniertes 24V Netzteil besitzt,
werde ich zumindest die 12 V Spannung mit einem Potenten Steppdown Wandler umsetzen.
Ob die vom Board zur Verfügung stehenden 5V auch für einen zusätzlichen PI 4 ausreicht,
muss ich selber noch prüfen (vermutlich nicht).
Ich vermute auch hier noch einen zusätzlichen 5 V Steppdown Wandler verbauen zu müssen.

LG AtlonXP

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Mo 26. Jun 2023, 21:56
von peterheinrich
Hallo,

zu diesem Board wurde schon viel in einem anderen Forum [entfernt von Mod.] geschrieben. Vergiss nicht zu erwähnen das es bei dem Board Probleme mit dem SPI ADXL345 gibt. Ausfall des Displays am Hardware SPI vom Hersteller. Genaueres findet man dazu im anderen Forum wie auch Konfiguration usw. dort hat man das schon seid langem im Einsatz wie ich auch.

Gruß

Peter

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Mo 26. Jun 2023, 23:05
von zero K
Äh, das andere Forum?
Die Formulierung von Dir kommt mir bekannt vor.
Meinst Du mit dieser ominösen Umschreibung das Forum, in dem der Hack einer Betriebssoftware veröffentlicht oder gar angeboten wurde?
Wie dem auch sei ...
Genaueres findet man dazu im anderen Forum wie auch Konfiguration usw. dort hat man das schon seid langem im Einsatz wie ich auch.
Martin hat seine Beobachtungen, erste Erkenntnisse mit dem Bord oben geschildert, kannst Du auch von Erfahrungen berichten - oder rührst Du gerade die Werbetrommel.

Wenn ich Martin richtig verstehe, geht es Ihm eher um die funktionelle Zusammenführung zweier Module/Platinen die im Folgenden vielleicht auch weiter ausgebaut werden kann - mit Python und Klipper.

Gruß, zero K

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Mo 26. Jun 2023, 23:44
von peterheinrich
Hallo zero K,

ich habe das Board auch im Einsatz und wollte nur euch das mitgeben damit Ihr euch nicht Wundert wenn es zu Problemen mit dem ADXL345 kommt.
Das Board selber ist Super ohne Einwände ansonsten.

Mehrere MCU`s im Klipper ist ja nicht das große Hexenwerk. Nur der Platz im Gehäuse des RFxxx ist da eher das Problem für 2 Boards.
TMC2209 Rate ich ab wegen Performance, eher TMC2226 mit Interpolate FALSE und dann noch 0.9 Strom das passt für Acceleration 1500 und 200mm/s ohne Probleme mit Stepper Kühlung.

Und Werbung soll das nicht sein sondern nur ein Hinweis da dort ja schließlich Videos, Bilder, Dokus und Config`s schon existieren.


Peter

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Di 27. Jun 2023, 09:54
von mhier
AtlonXP hat geschrieben: Die neueren Boards haben es gern, wenn diese mit 12V und mit 24V versorgt werden.
Dieses Board ist für die Versorgung mit einer einzelen Spannung (12 oder 24V) ausgelegt. Natürlich erfolgt die Umwandung der Spannungen auf dem Board per DC-DC-Konverter, davon sind einige auf dem Board integriert. Der "Raspberry Pi" ist bereits integriert, demnach ist die entsprechende Versorgung auch darauf ausgelegt (im Schaltplan steht etwas von 3A auf der 5V Schiene, das ist gut dimensioniert, auch wenn noch kleinere andere Verbraucher dran hängen). Das ist etwas ganz anderes, als wenn man versucht, einen Raspberry Pi an der 5V-Schiene eines normalen Druckerboards dranzuhängen - der braucht locker ein Vielfaches dessen, was da normalerweise dran hängt. Leider ist der Schaltplan des SKIPR-Boards nicht ganz vollständig, es fehlt die Angabe, welcher DC-DC-Chip verbaut ist. Demnach kann ich nicht genauer nachprüfen, wie belastbar die einzelnen Schienen sind. Unsicher ist es aber i.d.R. nicht, denn DC-DC-Konverter haben eigentlich alle einen Überlastschutz und schalten dann einfach ab. Ich würde es nicht drauf anlegen, aber wenn dan nicht gepfuscht wurde, kann da nicht mal was kaputt gehen. Es würde einfach nur nicht zuverlässig funktionieren. (Linear-Regeler sind da problematischer, die werden einfach heiß bis sie kaputt gehen.)


peterheinrich hat geschrieben:Und Werbung soll das nicht sein sondern nur ein Hinweis da dort ja schließlich Videos, Bilder, Dokus und Config`s schon existieren.
Das ist Werbung, unterlasse dies bitte auch in dieser "versteckten" Form. Wenn du etwas sinnvolles beizutragen hast, dann kannst du das ohne Umwege direkt hier tun.

Im Moment halte ich den Einsatz eines ADXL345 bei unserem Drucker eher für sinnlos, denn der Drucker ist zu stabil dafür gebaut, als dass man das bräuchte. Die Resonanzkompensation wird dafür eingesetzt, Drucker bei sehr hohen Geschwindigkeiten fahren zu können. Die Drucker werden dabei auf ein sehr leichtes Gewicht der bewegten Achsen getrimmt, z.B. durch CoreXY-Bauweise und Bowden-Extruder. Das ist ziemlich das Gegenteil der Bauweise unseres Druckers. Abgesehen davon halte ich derartige Probleme für generell lösbar,

Das Display funktioniert bei mir bislang einwandfrei, ist aber ebenfalls eher ein Gimmick. Wenn man die Bedinung ernsthaft damit durchführen möchte, kann man auch ein HDMI-Display anschliesen,

Den Unterschied zwischen dem TMC2209 und dem TMC2226 halte ich für eher gering. Wir stellen unsere Ströme i.d.R. ja ohnehin herunter, da hilft es also wenig, wenn der Treiber 2.8A statt 2.5A kann.


Im Moment habe ich ein anderes Problem: Ich bekomme nicht die erhoffte Step-Frequenz hin. Zur Erinnerung: Ich habe Kugelumlaufspindeln und brauche deshalb mehr Steps als ein Original-RF1000 (ich spreche jetzt von X und Y). Eine Umdrehung sind bei mir 10mm, macht also 20 Vollschritte pro Millimeter. Bei 200mm/s sind das 4000 Vollschritte pro Sekunde. Ich habe bereits bei 16 Microsteps (also 64000 Schritte pro Sekunde) Probleme gehabt (Klipper steigt mit Fehlermeldung aus). Mit 8 Microsteps geht es, was auch dank Interpolation im Treiber trotzdem ruhig läuft, aber irgendwie finde ich das unbefriedigend. Laut Benchmark (https://www.klipper3d.org/Benchmarks.html) müsste ein Vielfaches davon möglich sein. Ich nehme an, ich habe da noch was falsch konfiguriert... Evtl. ist die CPU untertaktet?

Heute abend habe ich keine Zeit, morgen abend wird voraussichtlich weitergebastelt :-)

Edit: Hier noch ein paar Fotos

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Di 27. Jun 2023, 10:44
von peterheinrich
Hallo,

Interpolate sollte auf FALSE sein nicht TRUE wegen Stepverlust. Darauf wird auch bei Klipper hingewiesen.
Wenn du eine Übersetzung in der Klipper config hast diese auch deaktivieren und nur die reine rotation_distance angeben.

Gerade mal noch das lange USB Kabel gesehen, das verkürzt wäre auch von Vorteil.
Wenn du dich per SSH anmeldest kannst du sudo armbian-config ausführen und versuchen die CPU zu erhöhen. Die steht auf 50Mhz was ich aber denke eher ein Bug ist. Beim Drucken steigt meine CPU nie über 4% Auslastung.

Config MKS-SKIPR



[stepper_x]
step_pin:PC14
dir_pin:PC13
enable_pin:!PC15
endstop_pin:!PA14
rotation_distance: 42
microsteps: 32
position_endstop: 0
position_min: 0
position_max: 200
homing_speed: 60


[stepper_y]
step_pin:PE5
dir_pin:!PE4
enable_pin:!PD14
endstop_pin:!PA15
rotation_distance: 42
microsteps: 32
position_endstop: -35
position_min: -35
position_max: 210
homing_speed: 60

[tmc2209 stepper_x] #TMC2226
uart_pin: PE6
interpolate: False
run_current: 0.9
sense_resistor: 0.110
stealthchop_threshold: 0


[tmc2209 stepper_y] #TMC2226
uart_pin: PE3
interpolate: False
run_current: 0.9
sense_resistor: 0.110
stealthchop_threshold: 0

Hier sind die Daten der Rotation Distance vom Originalem Antrieb, du übernimmst ja deine Rotation Distance aus deiner Klipper config wo ja auch das Originale Board funktioniert hat.

Dann änderst du immer nur die Microsteps zum testen. Die TMC2226 sind auch ohne Interpolate leiser als die TMC2209. Du wirst aber selber darauf kommen das die TMC2209 nicht ausreichend sind.

Die TMC2226 werden genau wie TMC2209 im Klipper angegeben und die TMC2225 wie TMC2208.




Gruß

Peter

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Di 27. Jun 2023, 13:37
von mhier
peterheinrich hat geschrieben: Interpolate sollte auf FALSE sein nicht TRUE wegen Stepverlust. Darauf wird auch bei Klipper hingewiesen.
Das stimmt so nicht. Interpolate ist bei Klipper sogar standardmäßig an. Das verursaucht keine Schrittverluste, sondern einen Schleppfehler von (lt. Klipper-Doku) 1/2 konfigurierten Microstep. Das ist völlig logisch, denn der Treiber kann ja nicht in die Zukunft schauen. Eine Interpolation hinkt immer hinterher. Bei 1/8 konfiguriertem Microstepping habe ich gut 6 Micrometer pro Microstep. Ein Fehler in der Größenordnung ist völlig Banane.

Quelle: https://www.klipper3d.org/TMC_Drivers.h ... -deviation

peterheinrich hat geschrieben: Gerade mal noch das lange USB Kabel gesehen, das verkürzt wäre auch von Vorteil.
Wozu? Wegen ein paar Nanosekunden Latenz?

peterheinrich hat geschrieben: Wenn du dich per SSH anmeldest kannst du sudo armbian-config ausführen und versuchen die CPU zu erhöhen. Die steht auf 50Mhz was ich aber denke eher ein Bug ist. Beim Drucken steigt meine CPU nie über 4% Auslastung.
armbian-config konfiguriert die falsche CPU. Ich spreche nicht von der "Raspberry-Pi"-CPU, sondern vom Microcontroller (STM32).

peterheinrich hat geschrieben: Dann änderst du immer nur die Microsteps zum testen. Die TMC2226 sind auch ohne Interpolate leiser als die TMC2209.
Die Lautstärke ist für mich weiterhin drittrangig.
peterheinrich hat geschrieben: Du wirst aber selber darauf kommen das die TMC2209 nicht ausreichend sind.
Kannst du mal klarere Gründe nennen als "nicht ausreichend" und "wegen der Leistung"? Welches Problem/Symptom werde ich feststellen und welche technische Spezifikation ist dafür verantwortlich? Ich will Fakten und kein Schlangenöl.

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Di 27. Jun 2023, 14:03
von peterheinrich
Hallo,

im Interpolate Modus hast du nicht soviel Kraft/Power in den Treibern als ohne. Daher ist auf jedenfall Interpolate FALSE im RF1000/2000 wenn über 120mm/s gefahren werden will bzw. auch mit mehr als 1500 Acceleration.

Die CPU der MMU (Da hattest du CPU nicht MMU geschrieben daher dachte ich du meintest die CPU des RPI)

mcu(stm32f407xx)
Version: v0.10.0-530-g3387a9c2-dirty
Auslastung: 0.01, Wach: 0.00, Freq: 168 MHz

Wird richtig erkannt und auch diese Langweilt sich im Interpolate FALSE.

Versuche es mal wie ich gesagt habe und dann schauen wir weiter ob das vielleicht schon genau dein Problem behebt. Immerhin fahre ich den RF1000 im Kreis auch mit 3000er Acceleration oder 5000er und dann noch mit 300mm/s ohne Probleme und die CPU`s geht kaum hoch. Werte sind definiert und am Display bei Klipper zu Lesen.

Das sind Leerfahrten im TEST.

Den Unterschied zwischen dem TMC2209 und dem TMC2226 halte ich für eher gering. Wir stellen unsere Ströme i.d.R. ja ohnehin herunter, da hilft es also wenig, wenn der Treiber 2.8A statt 2.5A kann.
Das stimmt so nicht da du hier PEAK nicht Dauerstrom wieder gegeben hast.

Permanent können TMC2209 (1.4ARMS) im Interpolate Modus haben Sie vielleicht so um die 0.5ARMS. Du kannst das selber ausporbieren und wirst es auch selber merken das das verhalten im TRUE/FALSE sehr groß ist (KRAFT).

Die Kraft braucht man bei dem Gewicht mit Originalem Vollen X-Carriage.

Peter

Re: Makerbase MKS-SKIPR

Verfasst: Di 27. Jun 2023, 16:41
von mhier
peterheinrich hat geschrieben: im Interpolate Modus hast du nicht soviel Kraft/Power in den Treibern als ohne. Daher ist auf jedenfall Interpolate FALSE im RF1000/2000 wenn über 120mm/s gefahren werden will bzw. auch mit mehr als 1500 Acceleration.
Kannst du das belegen? Ich bin schon mit Interpolate an 200mm/s und eine Beschleunigung von 6000mm/s^2 gefahren, und zwar mit Kugelumlaufspindeln (-> mehr Steps pro mm) und NEMA23 Motoren (2.8A maximal, 2.0A eingestellt) sowohl in X (deutlich schwerer als original) als auch in Y (mit verstärktem Untertisch).

peterheinrich hat geschrieben: Immerhin fahre ich den RF1000 im Kreis auch mit 3000er Acceleration oder 5000er und dann noch mit 300mm/s ohne Probleme und die CPU`s geht kaum hoch.
Wie viele Steps/Sekunde sind das? (Acceleration ist hier komplett irrelelvant. Ich wunder mich immer, warum du sowas schreibst. Willst du verwirren? Oder verstehst du gar nicht, worum es geht? Dann hör bitte auf mir Ratschläge geben zu wollen.)

Den Unterschied zwischen dem TMC2209 und dem TMC2226 halte ich für eher gering. Wir stellen unsere Ströme i.d.R. ja ohnehin herunter, da hilft es also wenig, wenn der Treiber 2.8A statt 2.5A kann.
Das stimmt so nicht da du hier PEAK nicht Dauerstrom wieder gegeben hast.
Dauerstrom ist bei beiden ebenfalls ähnlich. Außerdem: Die Steckverbinder der Treiber-Boards sind auf 2A maximal spezifiziert. Es gibt demnach keinen einzigen Treiber, den man in das Board stecken kann, der ehrlich mehr als 2A (Peak und Dauerstrom) versprechen kann, selbst ein TMC5160 kann das nicht.


Permanent können TMC2209 (1.4ARMS) im Interpolate Modus haben Sie vielleicht so um die 0.5ARMS. Du kannst das selber ausporbieren und wirst es auch selber merken das das verhalten im TRUE/FALSE sehr groß ist (KRAFT).
Bitte belege das mit einer Quelle. Bis dahin betrachte ich diese Aussage durch meine Versuche als entweder widerlegt oder irrelevant gering. Bei 0.5A fahren meine NEMA23 Motoren nicht mal mehr richtig.

Was ich abschalten musste, ist übrigens SteathChop bzw. das stealthchop_threshold, sonst gab es sehr merkwürdige Geräusche und wenig Kraft. Das steht so übrigens auch in der Klipper-Doku:

https://www.klipper3d.org/TMC_Drivers.h ... hchop-mode

Offenbar führt das auch zu größeren Positions-Fehlern, deutlich mehr als die Interpolierung. Vielleicht verwechselst du hier was?