3D-Druckserver mit 32-Bit Arm Prozessoren realisiert mit UDOO Quad und RADDS v1.1

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1 3D-Druckserver mit 32-Bit Arm Prozessoren realisiert mit UDOO Quad und RADDS v1.1 FabCon 3.D Angelo Malaguarnera 17. Mai 2014

2 Inhaltsangabe Inhaltsangabe Ziel: Schnell und genaues Drucken Ein wenig Theorie, Parametrisierung Ein wenig Theorie, Nachweisführung Warum das ganze Sinn macht (32-Bit)! RADDS v1.1 wozu brauche ich das? RADDS v1.1 Spezifikation (Auszug) UDOO Quad als Basis UDOO Quad assesoires UDOO Quad`s Innenleben eines linuxbasierten 3D-Server Mit Webmin hab ich mein Debian Wheezy armhf im Griff UDOO und die Arduino IDE UDOO-reprap mit Slic3r UDOO-reprap mit CAD Software Octoprint mit Cura *.stl slicen und drucken Repetier-Server Version UDOO-reprap mit Openmediavault UDOO-reprap mit eigener Cloud (owncloud) Quellennachweis Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit - Seite 2 - Seite 3 - Seite 4 - Seite 5 - Seite 6 - Seite 7 - Seite 8 - Seite 9 - Seite 10 - Seite 11 - Seite 12 - Seite 13 - Seite 14 - Seite 15 - Seite 16 - Seite 17 - Seite 18 - Seite 19 - Seite 20 - Seite 21 2

3 Ziel: Schnell und genaues Drucken In diesen 30 Minuten werde ich versuchen die Notwendigkeit einer schnelleren CPU für den 3D-Druck zu erklären, sowie den Komfort einer integrierten Heimnetzwerk/Druckserver Lösung näher zu erläutern. Arduino Due 32-Bit versus Arduino Mega 8-Bit Hardware Druckserver Heimnetzwerk 3

4 Ein wenig Theorie, Parametrisierung Atmega2560, Clock Speed 16 Mhz, CPU: 8-bit AVR AT91SAM3X8E, Clock Speed 84 Mhz, CPU: 32-Bit Cortex-M3 GT2 x 20 Zähne = 40mm Umfang 80 mm/s / 40 mm/umdrehung = 2 U/s (nur zum Verständnis) Nema 17 1,8 = 200 Vollschritte/Umdrehung 1/128 Microstepperdriver Ziel: Mit 80mm/s mit Teilschritt a` 0, mm zu drucken. 4

5 Ein wenig Theorie, Nachweisführung Echte Messung der Signalfrequenz am Arduino Mega 2580, die mit der Repetier-Firmware am Ausgang zu den Schrittmotortreiber als sauberes Signal gemessen wurde, sind Hz. Mit 8-Bit und Hz ist bei dieser Teilung maximal 40 mm / (200 Vollschritte x 128 Teilschritte) = 0, mm pro Schritt 0, mm/step x 12000Hz = 18,75 mm/s möglich. Echte Messung der Signale beim Arduino Due Hz Mit 32-Bit und Hz ist bei dieser Teilung maximal 0, mm/step x 95000Hz = 148,4375 mm/s möglich. Erkenntnis: Mit einem Arduino Mega 2580 ist das so nicht möglich!!! (In der Praxis druckt man ca. mit mm/s) 5

6 Warum das ganze Sinn macht (32-Bit)! Durch einen Arduino Due definitiv besseres Druckergebnis, weil durch die Möglichkeit der Verwendung eines 1/128 Microstepperdriver weicheres-, schnelleres-, genaueres- und praktisch leiseres- Drucken ermöglicht wird. Stark vereinfachte Berechnung. Flash Memory 512 KB, SRAM 96 KB, Double-Stepping etc..,dann noch bessere Werte für Arduino Due erzielt werden einmal vernachlässigt) 6

7 RADDS v1.1 wozu brauche ich das? Ähnlich wie das RAMPS und Arduino Mega um die SchrittMotoren, Endstops, Hotends, Termistoren, Heizbett... zum betreiben braucht, benötigt der Due das RADDS v1.1. RepRap Arduino-Due Driver Shield. Spezifikationen: Als Alternative gäbe es noch ein RAMPS-FD (nicht getestet). 7

8 RADDS v1.1 Spezifikation (Auszug) 6 Schrittmotoren, z.b. 3 Achsen und 3 Extruder (2 Treiber sind mit doppelten Stiftleisten zum Parallel-Betrieb von 2 Motoren ausgestattet, z.b. z-achse beim Mendel-Prusa) 6 Hochstrom-Verbraucher, z.b.: Heizbett, 3 Hotend-Heizungen und 2 Lüfter SD-Karte (Micro-SD-Einschub auf dem Board, alternativ externer SD-Einschub) Standard LCD (5 V) mit z.b. 4x20 Zeichen (Controller HD44780 kompatibel) Drehencoder mit Drucktaster 6 Endstops (3 x min. und 3 x max.) 5 Thermistoren und ein ADC ohne Vorwiderstand, z.b. Heizbett-Temperatur, 3 x Hotend-Temperatur, DruckraumTemperatur EEPROM, da im Due - anders als im Mega - nicht vorhanden Betrieb mit 24 V möglich Belastbarkeit des Heizbett-FETs liegt bei mindestens 15 A ohne Kühlkörper Und und und... 8

9 UDOO Quad als Basis UDOO Quad ist zu 100 % Arduino Due Kompatibel Zwei Prozessoren auf einer Platine mit UART konektiert. (Direktes Uploaden der Firmware möglich) Stabileres Drucken, da keine Fehlerquellen z.b. USB Kabel. Quad Core ARM Prozessor (i.mx6) 4 mal mehr als Raspi. 1GB Arbeitsspeicher (RAM DDR3 1GB) da geht was :-). 9

10 UDOO Quad assesoires KIT LCD 7" Touch Direkt am 3D-Drucker Autofocus Kamera 5.0 zwecks Monitoring Anbindung via SATA einer 256 GB SSD W-LAN und schnelle LAN Schnittstelle Lautlose Passivkühlung... 10

11 UDOO Quad `s Innenleben eines Linuxbasierten 3D-Druckserver Start/Stop Script für Octoprint CuraEngine Java Version 1.7.0_51 Slic3r Version 1.1.1dev vncrun... 11

12 Mit Webmin hab ich mein Linux Debian Wheezy armhf im Griff Mit Webmin lassen sich die Dienste recht einfach konfigurieren, Über Browser administrieren Verständlicher Schneller https://udoo-reprap:10000

13 UDOO und die Arduino IDE Über VNC oder direkt auf dem Touch-Screen ist es u.a. möglich über den Browser RepetierFirmware zu konfigurieren, downzuloaden, abzuspeichern, über die Arduino IDE zu öffnen und auf den Arduino Due ein upload durchzuführen. vncrun 13

14 UDOO-reprap mit Slic3r (Slic3r - G-code generator for 3D printers) Möglichkeit der direkten Nutzung des Slic3r auf dem 3D-Druckserver. Slicen ist somit via OpenVPN remote umsetzbar

15 UDOO-reprap mit CAD Software Gemeint ist damit das kleine z.b. Distanzhülsen, Adapter etc.. zur Not gezeichnet werden können. OpenSCAD ist sehr beliebt bei der reprap community FreeCAD klar Zeichnen aber auch um Formate zu öffnen, Konvertieren o. ä. 15

16 Octoprint mit Cura *.stl Slicen und Drucken Octoprint ist ein 3D-Druck-Server In Kombination mit CuraEngine kann man *.stl Dateien direkt auf UDOO slicen, positionieren und drucken Via Browser aufzurufen 16

17 Repetier-Server Version Mich persönlich hat die erste Sichtprobe begeistert. (Pilotversion vom ) Soll demnächst mit einem eigenen Slicer überzeugen. Via Browser aufzurufen 17

18 UDOO-reprap mit Openmediavault NAS-Server Heimnetzwerk 256 GB OpenVPN DLNA Via Browser aufzurufen 18

19 UDOO-reprap mit eigener Cloud (owncloud) Eine Cloud ist insoweit praktisch, um auf dem PC oder Smartphone oder Tablett oder Notebook die 3D-Druck relevanten Daten auf dem 3D-DruckServer zentral verfügbar zu machen. Die Idee ist, mit diesen Diensten, guten Gewissens den 3D-Druckserver immer laufen zu lassen. Mit den Apps individuelle Erweiterungsmöglichkeiten. 19

20 Quellennachweis Udoo-reprap 3D-Printserver https://sourceforge.net/projects/udooreprap/ Arduino Spezifikationen (Mega und Due ) Udoo Quad Reprap-Forum RADDS für den Arduino Due Debian Wheezy armhf https://www.debian.org/releases/stable/armhf/release-notes/ Webmin / Octoprint Cura Repetier-Server für Version noch keine Dokumentation,derzeitige Version OpenMediaVault owncloud Slic3r OpenSCAD FreeCAD 20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 21

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