Sparkcube V1.1 XL Build Aufbaulog Teil1

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Die Teile für meinen neuen Drucker sind endlich gekommen. Nach etwa einem Monat Lieferzeit sind jetzt alle Teile aus den verschiedenen Quellen eingetroffen. Der Aufbau der Sparkcube XL ist von Sparklab in einigen Videos dokumentiert:

Nach dem ich mich an den Videos orientiert habe stand das grobe Gerüst nach etwa einem Tag.

Die Elektronik und den Extruder werde ich selbst anbringen. Daher habe ich noch ein paar weitere 3D gedruckte Teile gebraucht. Das vorerst fertige Ergebnis sieht schon mal aus wie ein 3D-Drucker. So weit so gut.

Jetzt zu den Dingen, die noch fehlen, verbesserungswürdig sind oder einfach schlichtweg nicht funktionieren.

Z-Achse & Druckbett

Das Druckbett ist auf einem T-förmigen Träger angebracht. Die drei Ecken des Trägers haben jeweils eine eigene Gewindespindel. Rechts und links sind die Gewindespindeln noch durch Linearführungen unterstützt. Somit ist es möglich die Ebene beliebig (in gewissen Grenzen) im Raum zu platzieren. Idealerweise natürlich parallel zu der XY-Ebene der Extruderspitze. Das ist in diesem Video schön gezeigt. Nachteil ist, dass man für jeden der Motoren der Z-Achse einen eigenen Treiber am Mainboard benötigt. Im Moment ist ein Schrittmotor Treiber für die drei Motoren zuständig. Das läuft ok, aber nicht 100%ig zufriedenstellend. Ein Ausrichten des Druckbetts geschieht mit den 3 Schrauben, die für ein manuelles Anpassen vorgesehen sind.

Extruder

Ich möchte, dass der Drucker mit zwei Extrudern bestückt ist, die idealerweise zwei unterschiedliche Kunststoffe ausdrucken können. So können einerseits Stützstrukturen besser entfernt werden, andererseits können Verbundwerkstoffe erzeugt werden. Beispielsweise ABS Gehäuse mit Gummierter Außenseite. Im Moment ist an dem Drucker lediglich ein einzelner Extruder angebracht. Um einen zweiten anzubringen muss ich zuerst den XY-Schlitten neu designen. Die Energiekette bringt bereits genügend Leitungen und Stecker mit um ein weiteres Hotend zu betreiben.

Firmware

Als Firmware wird Marlin verwendet. Marlin hat eine Vielzahl von Konfigurationsmöglichkeiten und schier unendliche Komplexität. Ich habe bis jetzt nur die Oberfläche angekratzt und habe es noch nicht geschafft, dass alle Funktionen so funktionieren wie erhofft. Unter den fehlenden Funktionen sind: 3 Motoren für Z, WiFi über das Modul auf der Hardware, Lüftersteuerung für das Hotend.
Ich habe das von ST erzeugte Projekt kopiert und werden alle meine Änderungen auf GitHub veröffentlichen. Vor allem möchte ich das Einstellen der Z-Achsen wie im Video oben gezeigt gerne auch in der Software haben.

Hardware

Wenn die oben beschriebenen Funktionen umgesetzt werden sollen, bringt das die Hardware von ST an Grenzen. Wie genau die Funktionen erweitert werden können bin ich mir noch unsicher. Für den Drucker mit zwei Extrudern ergeben sich folgende Anforderungen:
  • 2 Motoren für XY
  • 3 Motoren für Z 
  • 2 Motoren für Extruder
  • 2 FETs für Hotends
  • 1 FET für das Heizbett
  • 3 Thermistor Eingänge
  • 3 Endschalter Eingänge
  • optional 2 Eingänge für Filamentsensoren
  • optional 2 weitere Endstops für Z
  • optional 5 weitere Endstops für jeden Achstenmotor als maximum Stop.
Features der Hardware sind:
  • 6 Motortreiber
  • 3 Extruder
  • 3 Extruder FETs
  • 3 Hotend FETs
  • 3 Extruder Thermistoren
  • 3 Hotend Thermistoren
  • 6 Endstops
  • 1 Erweiterungsstecker
    • 6 Endstops
    • 3 NTCs
    • SD Card Interface
    • SPI Interface
    • USB Interface
    • UART Interface
    • I2C Interface
    • 4 GPIOs
    • 5V and 3V3 Power
Die Interfaces des Erweitungssteckers liefern genügend Signale um die benötigten Features nachzurüsten. Es sollte als möglich sein mit dem STEVAL-3DP001V1 einen voll funktionsfähigen 3D Drucker mit allen benötigten Funktionen zu erstellen. Und das Beste daran: das Board kostet nur 
116$

Neuer Drucker auf STM Cortex M4 Basis

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Das sind bis jetzt die Teile, die sich bei mir eingefunden haben um den Sparkcube 1.1XL du bauen. Es wird wahrscheinlich nicht eine komplette Nachbildung des originalen Sparkcube 1.1XL, sondern ich werde die Elektronik auf diesem Board basiert aufbauen: STEVAL-3DP001V1 Das Beispieldesign von ST für einen 3-D Drucker auf Basis der STM32 Cortex M4 Prozessors. Mal sehen, wie diese Hardwar im Vergleich zur Duet Hardware funktioniert.

Es fehlt noch ein bisschen was, aber ich sollte demnächst mit der Mechanik beginnen können.

GreenPAK5 im DIL-20 Pinout – Adapterboard

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Ich habe die Silego GreenPAK Chips entdeckt. Das sind super kleine (2x3mm, 20 Pins), günstige programmierbare Logik-Chips mit OTP Konfiguration. Einziger Nachteil: Sie sind super klein. Der OTP (One Time Programmable) Speicher hilft nicht gerade bei der Entwicklung, da ein Chip immer nur einmal programmiert werden kann. Daher habe ich für Entwicklungszwecke ein paar kleine Adapterboards erstellt. Auf jedem Board ist jeweils ein GreenPAK Chip aufgelötet und jeder Pin geht an eine Pfostenleiste. Das Beste daran ist, dass die Pfostenleisten im DIP-20 Standard-Abstand platziert sind. Somit passt das Adapterboard perfekt in ein Steckbrett/Lochraster/IC-Sockel. Das macht die Entwicklung der Außenbeschaltung für den Logik-Teil viel einfacher.
SLG4653X -Adapterboards, sowie Programmieradapter

Das originale Programmierboard kann verwendet werden. Dafür gibt es das kleine Board mit der Pinleiste und dem IC-Sockel drauf. Jetzt kann ich mit dem Simulationstool die Logik entwickeln und mit dem Adapter eine elektrische Schaltung drumherum bauen, die nicht immer einen neuen Chip verpasst bekommen muss. Wenn ich dann alle Adapterboards programmier habe, muss ich lediglich die Chips darauf tauschen.

Ich bin gerade in der Vorbereitung ein paar Beispielschaltungen mit dem Chip zu realisieren.

Das Projekt ist hier auf Github zu finden: https://github.com/DasBasti/SLG4653-DIP20-Adapter

Ein ganzer Haufen Boards

Neuauflage von Herbert mit einem neuen Automatisierung Controller

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Eine weitere Neuauflage von Herbert mit einem neune Automatisierung Controller. Die Hardware ist gleich geblieben, geändert hat sich die Software. Ein Raspberry Pi3 mit dem originalen 7″ PCAP Display sind das Gehirn. Die Steuerung übernimmt Home Assistant. Die Software ist diesmal nicht auf Basis von Java geschrieben, sondern basiert auf Python 3. Die Konfiguration passiert mit Hilfe von Textdateien im YAML-Format. Home Assistant kommt anders als davor PiDome nicht mit einer grafischen Benutzeroberfläche, sondern HTML5. Chromium im Kiosk-Modus ist die Anzeige Plattform.

Teilausschnitt der neuen Herbert Oberfläche

Mit Python als Sprache für den Controller kann ich jetzt auch selbst Änderungen an der Software vornehmen ohne mir Java antun zu müssen. Mein D-Link Smart Plug hat keine Unterstützung für die Anzeige des aktuellen Energieverbrauchs wenn es als Schalter eingebunden ist. Mit einigen Änderung konnte ich den aktuellen Verbrauch als Sensor anlegen. Jetzt habe ich zwar den Sensor, aber die Schaltfunktion ist wieder weg. Ups.

Die Sonoff Schalter, die die Lichter ein und ausschalten sind jetzt mit einer Firmware geflashet, die auf der Arbeit von Tinkerman basiert. Die von ihm geschriebene ESPurna Software lässt sich mit platform.io erzeugen. Ein paar kleine Änderungen habe ich dennoch eingebaut. Der Schaltzustand ist beim Einschalten der Stromversorgung „An“ und nach Verbindung mit der MQTT Server wird er alte Schaltzustand wieder hergestellt. So kann man bei einem Ausfall die Lichter alle wieder einschalten. Das ist mir nämlich passiert, als ich aus versehen ein nicht funktionierendes Firmware-Update auf alle Geräte gepusht habe. Ups.

Jetzt fehlt eigentlich nur noch die Funktion das Display auf Nachtmodus zu stellen, denn der neue, weiße Hintergrund ist nachts ziemlich hell.

Das Thermometer ist mit einer eigenne Firmware bestückt. Allerdings zeigt es in der Letzten Zeit immer mal wieder 100% Luftfeuchte. Wir sind doch nicht in den Tropen. Vielleicht sollte ich den Sensor Regen geschützt anbringen. Ups.

Sketchy Amazon Package, mein langer Weg zu mehr Speicher

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Heute wollte ich einen weitern Versuch starten den internen Speicher von meinem Handy zu vergrößern. Android 6 kann nativ SD Karten als Speichererweiterung verwenden. Als erstes habe ich es mit einer SanDisk Ultra versucht. Die 64GB wurden erkannt und formatiert. Das ganze hat eine Woche wunderbar funktioniert. Dann hat sich die Karte immer weider abgemeldet und zum Schluss hat sie einfach überhaupt nicht mehr funktioniert. Ersatz war dann eine Lexar 64GB Karte. Die hat überhaupt nicht funktioniert und ist jetzt im Herbert Projekt untergekommen.

Kurz darauf habe ich es mit einer 8GB Transcend Karte versucht, die ich noch hier rumliegen hatte. Siehe da, die hat mehrere Monate gehalten. Ob es daran lag, dass die 8GB Karte anders funktioniert als die 64GB Karte weiß ich nicht, aber jetzt geht auch die nicht mehr.

Jetzt versuche ich es einmal mit einer Industrial Grade Transcend SD Karte. Die habe ich heute von Amazon bekommen. In dem typischen Amazon Pappkarton war dann diese verdächtig aussehende Schachtel

Der Aufkleber mit dem Barcode war genau so lose über die Verpackungsklappe geklebt wie auf dem Bild zu sehen. das Siegel, das durch den Aufkleber verdeckt war wurde schon einmal geöffnet. Der Inhalt war dann dementsprechend ernüchternd… Keine SD Karte drin.

Nach kurzen Warten (Amazon Warteschleifen sind nur 2 Minuten lang!!!) habe ich von Amazon direkt eine Ersatzlieferung bekommen.

Shit! Wasserschaden in meiner Uhr + Pebble Time Round teardown

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Heute habe ich es endlich geschafft meine Uhr mit in die Waschmaschine zu stecken. Nachdem sich in der Vergangenheit höchstens meine Autoschlüssel in der Wäsche wiedergefunden haben war heute meine Pebble Time Round dran. Das große Problem dabei: Die verdammte Uhr ist nicht wasserdicht!
Die Uhr war zu dem Zeitpunkt als sie in die Maschine kam nicht mehr geladen, ich hoffe das durch die lange Liegezeit der Akku so weit entladen ist, dass die LiPo-Schutzelektronik abgeschaltet hat. Somit sollte die Schaltung stromlos gewesen sein. Also Deckel abhebeln und trocknen lassen. Dafür gibt’s hier ein paar schöne Bilder des Innenlebens. Erstaunlich, wie viel Funktionen auf kleinstem Raum untergebracht ist und wie lange der Akku (0,22wh) hält.

Die Elektronik hat keinen offensichtlichen Schaden abbekommen, das heißt keine Stellen mit übermäßiger Oxidation, geplatzte Chips oder verschmorte Kondensatoren. Jetzt heißt es Daumen drücken… Sie geht wieder! ich habe sie komplett trocknen lassen und dann wieder zusammen gebaut und aufgeladen. Zum Glück. Ich wollte nicht unbedingt wieder zurück zur alten Plastik Pebble.

Herbert Update

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Es geht weiter mit meinem kleinen Hausautomation-System Herbert. Es sind im Moment einige 220V Schalter eingebunden und einige Szenen festgelegt. Die Schalter sind hauptsächlich für Lichter verwendet. Im Arbeitszimmer habe ich die 3D Drucker und den PC angeschlossen. Uhrzeit kommt vom Raspberry Pi, der auch das Display betreibt. Das Wetter kommt von der OpenWeatherMap
Die Sonoff Geräte mit einer bearbeiteten Firmware sind die Schalter für die Netzspannung. Ich habe mich für die Hardware entschieden, da sie bereits ein Netzteil mitbringt und daher komplett autark vor die Lampe, oder in die Stromleitung angeschlossen werden kann. Zu empfehlen ist das allerdings nur bei Geräten der Schutzklasse II, also solche, die mit einem Flachen Eurostecker bedient werden. Die Sonoff-Schaltung hat keine Anschlüsse für den Schutzleiter!

Für Geräte mit Schutzleiter (alles was berührbare leitende Flächen hat) muss der Schutzleiter separat um den Schalter geführt werden.

Was ich als nächstes gerne machen möchte ist ein kleineres Gerät mit Display und Touchscreen bauen, dass über WLAN mit dem PiDome Server von Herbert sprechen kann und so etwas ähnliches wie die Hauptkonsole darstellen kann.

RGB LED Uhr

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Als ich über diese RGB-LED Ringe bei AliExpress gestolpert bin habe ich mir gedacht, dass die 60 LEDs eine hervorragende Uhr abgeben würden. Angesteuert werden die LEDs von einem Arduino Nano. Angesteuert werden die LEDs mit der Adafruit NeoPixel Bibliothek. Die Uhrzeit speichert eine DS1302 Echtzeituhr.

Alles schön verpackt in einem 3D gedruckten Gehäuse habe ich ein schöne Uhr für die Wand. Energiesparend ist das ganze nicht, daher das Netzteil und keine Batterie.

Arduino Sketch | Thingiverse Modelle

Review of Sonoff Smart Home Schalter mit Wifi

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Ich habe vor ein paar Tagen ein Sonoff Schalter bestellt. Dieser ist im Grunde ein ESP8266 Modul mit einem Relais. Zusätzlich bringt es alles mit, was man benötigt, um an Netzspannung betrieben zu werden. Es eignet sich also um direkt vor ein Gerät geschaltet zu werden.

Im Lieferumfang des Sonoff befindet sich auch eine App mit der man den Schaltzustand des Relais über das Internet auslesen und ändern kann. Die Konfiguration ist denkbar einfach. Das Sonoff mit Netzspannung versorgen, dann den Knopf am Gehäuse für ca. 3 Sekunden drücken und die LED blinkt schnell. Gleichzeittig öffnet das Sonoff einen WLAN Access Point. Mit der App wird dann der Accesspoint gefunden und sich damit verbunden. In der App kann dann konfiguriert werden, welches WLAN Netzwerk als Zugang zum Internet verwendet werden soll. Dazu wird die SSID ausgewählt oder eingegeben, Der Zugangsschlüssel, sowie die Einstellung ob feste IP oder DHCP verwendet werden soll, werden ebenfalls vorgenommen. Anschließend verbindet sich das Sonoff mit dem angegebenen Netzwerk und kann über die App im Netzwerk gefunden werden. Über einen Webdienst kann dann der Schalter betätigt werden.

Das ganze für 8€ ist natürlich ein Angebot, dass es vertretbar macht. Vergleichbare schaltbare Steckdosen sind wesentlich teuerer. Allerdings wäre es eine Verbesserung, wenn das Schalten auch über das lokale Netz funktioniert und nicht unbedingt eine Verbindung in das Internet voraussetzt. Hier kommt Herbert Mk3 ins Spiel. Darauf läuft ein MQTT Server. Dieser kann Nachrichten an MQTT Clients verteilen. Dazu muss das Sonoff allerdings auch MQTT sprechen können. Das ist allerdings in der aktuellen Firmware nicht vorgesehen.

Für den Einsatz mit MQTT muss also eine andere Firmware auf das Sonoff programmiert werden. Mit Hilfe des ESP8266 Arduino Projekts ist die Software kein Problem. Die Schaltung des ESP8266 auf dem Sonoff wurde von Peter Scargill veröffentlicht.

Mit einem handelsüblichen FTDI 3V3 Seriellen Kabels habe ich mich an die Pins gehängt und konnte so den Inhalt des SPI-Flash auslesen (Backup der originalen Firmware) und anschließend eine eigene Firmware aufspielen.

Für die Sonoff Plattform gibt es bereits verschiedene Firmwares. Hier zeige ich euch zwei Alternativen zur ITead Firmware und der eWeLink App. Außerdem die Firmware, die ich weiterentwickelt habe.

Sonoff-MQTT-OTA von arendst

Auf Basis der ESP Entwicklungsumgebund oder der Arduino Bibliothek für den ESP8266 kann mit dieser Firmware das Sonoff mit vielen neuen Features ausgestattet werden.

Kommunikation wird über das MQTT Protokoll abgewickelt. Dabei gibt es folgende Befehle:

  • Relais ein-, aus- oder umschalten
  • MQTT Topic ändern
  • OTA Firmwareupdate URL ändern
  • OTA Firmwareupdate ausführen
  • Status anzeigen

Der Knopf am Gerät wird verwendet für

  • Relais umschalten
  • Wifi Smartconfig
  • OTA Update durchführen
  • Gerät zurücksetzen
Da ich mal wieder Lust hatte in einer anderen Sprache als C zu programmieren, habe ich noch eine weitere Firmware herausgesucht.

nodeMCU Sonoff von Frederic HARS

Diese Firmware bietet auf Basis des LUA-Interpreters von NodeMCU den Schlatzustand über ein Webinterface oder MQTT zu ändern. Die Verbindung zum MQTT Server wir in einer globalen Konfigurationsdatei eingetragen und dann von NodeMCU hergestellt.
Der MQTT Broker kann mit dieser Firmware lediglich den Schaltzuusand zusenden. Das Sonoff kann den Knopf nicht auslesen, also auch nicht vor Ort betätigt werden.
Die LED zeigt den Schaltzustand an.
Die MQTT Verbindung unterstützt keine Passwortgesicherte Verbindung, es sollte also nur im privaten Netzwerk eingesetzt werden. die Konfigurationsdatei kann über das Webinterface können die LUA Skripte geupdated werden. Die NodeMCU Firmware bleibt allerdings fix und muss über eine Kabelverbindung geupdatet werden.
Aus Basis dieser Firmware habe ich Anpassungen gemacht, die meine Sonoffs für mein Hausautomationsprojekt funktionsfähig machen. Der Fork von mir beinhaltet nicht nur kleine Änderungen für die Funktionsweise des MQTT, sondern auch die Funktion des Knopfes zum Umschalten des Relais.

Diese weitern Funktionen werden noch kommen:

  • Wifi Smartconfig
  • Wifi Autoconfig für Herbert/PiDome
  • Konfiguration über MQTT
  • Speichern des letzten Schattzustands
  • OTA Script
  • OTA Verwaltung für Herbert/PiDome