Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Hier könnt Ihr Erweiterungen oder Verbesserungen des RF1000 vorstellen oder diskutieren. Verbesserungspotential ist ja vorhanden. Modifikationen und Zubehör können hier ebenfalls diskutiert werden.
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rf1k_mjh11
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Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #1 von rf1k_mjh11 » Mo 2. Mär 2015, 19:48

An alle Verbesserungsbessesene, und vor allem die Elektroniker,

Nachdem ich vor einiger Zeit einige der guten Ideen bzgl. Filamentüberwachung gesehen habe, kam mir auch eine Idee.

Wenn ich etwas mehr Elektronik-gewandt wäre, hätte ich es schon um- bzw. eingesetzt. Wir alle, zumindest jene, die gerade diesen Bericht lesen, verwenden ein vorgefertigtes Stück Hardware, dass sehr effektiv eine Bewegung (auch gegenüber verschiedenster Materialien) erfassen kann. Die Hardware bekommt man schon für unter €10, mit einer Auflösung von unter 2mm.
Des Rätsels Lösung? Die PC-Maus. Eine optische Maus könnte die Bewegung vom Filament, Vorwärts und Rückwärts, erkennen und ein entsprechendes Signal aussenden. Solange vom Computer gedruckt wird, müsste es relativ(?) leicht umzusetzen sein, da der PC den Großteil der Arbeit des Auswertens übernehmen könnte. Im SD-Betrieb müsste leider das alles die Firmware machen.

Klar, der Sensor in der Maus verfolgt Bewegungen entlang zweier Achsen, wir benötigen nur eine Achse, aber das soll nicht stören. Ich nehme an, bestehende Hardware übernehmen statt neu zu entwickeln wäre doch viel einfacher, oder?

Wenn man sieht, wie klein der eigentliche optische Sensor in einer Maus ist, müsste man es leicht unterbringen können, oder?

Na ja, ist halt eine Idee von mir. Bei der Umsetzung hapert es an meinen Elektronikkenntnissen.

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #2 von riu » Mo 2. Mär 2015, 22:59

Das wird wegen der verschiedenen Farben eventuell noch gehen. Aber transparentes/klares Filament wird nicht erkannt. Das hatten wir schon mal in einem Thread (off topic) angeschnitten. Es muss was mechanisches her. Denn es muss auch in Harmonie mir dem Filamentvorschub gekoppelt sein ( M1 E5 F1000 als Beispiel)- denn wenn der Extruder nichts färdern soll weil er pausiert (DUal-Extruder) dann darf auch kein Alarm kommen. Also immer nur der aktive T$ darf auch überwacht werden. Wenn auch noch die mm des Filaments überwacht werden würden wäre es perfekt.

Gruß,
Udo

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #3 von rf1k_mjh11 » Di 3. Mär 2015, 08:50

Ich bin nicht ganz sicher, dass transparentes Material nicht erkannt wird, aber falls JA, kein Problem, ich gucke mit dem Sensor einfach auf das Andrücklager. Und ist das zu 'reflektiv', mal kurz mit Schmiergelpapier angerauht.

mjh11

P.S. Ich bastele mir eine 'Führung', damit ich mein transparentes Material an meine Maus vorbeiführen kann - simple Überprüfung. Aber im Endeffekt wäre die Andrückrolle besser, da immer die gleiche Oberfläche geprüft wird.
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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #4 von rf1k_mjh11 » Di 3. Mär 2015, 10:04

Udo,

riu hat geschrieben:Das wird wegen der verschiedenen Farben eventuell noch gehen. Aber transparentes/klares Filament wird nicht erkannt.


Siehe Foto vom transparenten Material - das wurde tadellos mit meiner billigen Logitech-Maus erkannt. Aber wie ich gesagt habe, besser wäre die Überwachung der Andruckrolle, da unterschiedliche Materialien minimalsten Einfluss hätten.



Weiters:
riu hat geschrieben: Es muss was mechanisches her. Denn es muss auch in Harmonie mir dem Filamentvorschub gekoppelt sein ( M1 E5 F1000 als Beispiel)- denn wenn der Extruder nichts färdern soll weil er pausiert (DUal-Extruder) dann darf auch kein Alarm kommen. Also immer nur der aktive T$ darf auch überwacht werden. Wenn auch noch die mm des Filaments überwacht werden würden wäre es perfekt.


Auch jede mechanische Lösung wird schlussendlich auf eine elektrische/elektronische hinauslaufen müssen - da die Software und der Drucker nur mittels elektrischer Signale gesteuert werden. Ob man, wie im Forum berichtet, mittels Hall-Effekt Sensoren, samt Magneten an der Andruckrolle, oder simplen Endschaltern (die das 'Fräsen' des Filaments nach > 0.5mm Abtrag erkennen), die Filamentüberwachung durchführt, es kommt ja doch immer ein elektrisches Signal zum Tragen.
Du hast aber vollkommen recht, um echt brauchbar zu funktionieren, muss die Überwachung zusammen mit den abgearbeiteten (evtl. gesendeten) GCodes in Verbindung gebracht werden. Da stimme ich dir vollkommen bei.
Die Lösung vom georg-AW (Link) scheint schon recht nahe hinzukommen. Vor allem scheint sie auch beim drucken mittels SD-Karte zu funktionieren (stimmt das Georg?). Mir schwebt aber eine Lösung vor, wo das Host Program (z.B. Repetier), das ja genau weiss, welche GCodes gesendet wurden, auch das Signal, dass vom optischen Sensor über USB zurückkommt, damit vergleicht und entsprechend handelt.
Mittlererweile haben die Maus-Sensoren auch schon eine Auflösung von 1000 dpi (also besser als 0.03mm). Das ist sicher weit mehr als man zur einfachen Überwachung benötigt. Damit lassen sich die geförderten Millimeter recht gut verfolgen - ich schätze, bis auf +/- 10% schon. Man muss nur beim erstmaligen Einrichten 5, 10 oder 20mm Filament durch den leeren Extruder fahren lassen, und das System wäre kalibriert. Dann, beim drucken selbst, falls der Host eine Abweichung größer als z.B. 30% feststellt, kommt die entsprechende Aktion (Pieps, Stopp, SMS, Telefonanruf, SuperGAU, oder was auch immer). Dazu müsste diese Funktionalität selbstverständlich im Host miteingebunden werden.
Um es per SD-Kartendruck hinzukriegen, müsste entweder die Firmware das alles mitmachen (ist ziemlich unwahrscheinlich wegen dem begrenzten Speicher), oder regelrecht ein micro-PC (wie Raspberry) herhalten. Und, meine Elektronikkenntnisse sind da leider weit überfordert, abgesehen von den notwendigen Programmierkenntnissen.

Ich werde schon einmal eine eMail an die Repetier- Pronterface- und sonstige Leute mit der Idee senden. Die können die Durchführbarkeit weit aus besser abschätzen.

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #5 von georg-AW » Di 3. Mär 2015, 10:35

Hi
Ich habe mir die Mühe gemacht, den Vorschlag mal mit einer älteren Maus ( Microsoft Comfort 3000 ) zu probieren.
Ich habe verschiedene Filamente so gerade gerichtet, dass man sie längs in einer einfachen Führung über den Maussensor ziehen konnte. Bei einigen 3mm Filamenten ging das recht gut (zb. blaues Licht, gelbes Fila oder schwarz ) bei anderen gings schlecht oder ruckelig (zb t-glase- transparent ), 1.75 mm Filament geht kaum korrekt. Das direkte Abtasten ist vermutlich nicht ratsam.

Das Abtasten der aufgerauten Kugellageroberfläche würde sich anbieten. Angesichts der Tatsache, dass aber jede Maus anders aussieht im Innern und die entsprechenden Sensoren fast immer firmenproprietäre Elemente sind, ist meines Erachtens der Aufwand zu gross. Wenn man dazu bedenkt, dass die Mäuse sich dauernd ändern, ist eine allgemein gültige Anleitung kaum zu machen.

Das Abtasten eines mit dem Kugellager mitlaufenden Magnetrades ist da viel einfacher und sicherer. Die Auflösung von 6.28 bzw. 3.14 mm reicht völlig aus. Der Aufwand eine Schnittstelle von der Maus zum RF1000 Rechner zu schaffen ist ebenfalls erheblich.

Die Signale meiner Hallbewegungssensoren welcher in der Andruckgabel am Kugellager befestigt sind
können direkt in den RF 1000 Rechner eingeschleift oder mit einer externen Elektronik ausgewertet werden.

Die Idee mit der Maus ist bestechend aber...

ciao Georg

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #6 von georg-AW » Di 3. Mär 2015, 10:42

Hi
Der Ausgangskontakt ( galvanisch getrennt )meines Systems liegt parallel mit der Stoptaste des Druckers und funktioniert somit ohne externe Software bzw. externen Rechner. Also auch bei SD Kartenbetrieb.

ciao Georg

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #7 von rf1k_mjh11 » Di 3. Mär 2015, 14:58

Georg/georg-AW,

georg-AW hat geschrieben:Angesichts der Tatsache, dass aber jede Maus anders aussieht im Innern und die entsprechenden Sensoren fast immer firmenproprietäre Elemente sind, ist meines Erachtens der Aufwand zu gross. Wenn man dazu bedenkt, dass die Mäuse sich dauernd ändern, ist eine allgemein gültige Anleitung kaum zu machen.


Stimmt, jede Maus sieht innen evtl. anders aus. Trotzdem kommt jeder Rechner mit (beinahe) jeder Maus zurecht. Brauche ich mehr? Andererseits sieht auch jede Maus vollkommen unterschiedliche Oberflächen und schafft es trotzdem, ein für den Rechner verständliches (quasi genormtes) Signal zu senden. Aber wie es in der Maus letztendlich aussieht, ist ja egal, ich brauche nur das Signal das rauskommt. Wie die Maus dazu kommt, ist mir (und der Software) eigentlich egal. Die Software, also Repetier Host, Pronterface, oder was auch immer, nimmt das Signal, wie wenn es ein Signal von der Maus wäre, und statt den Mauszeiger zu bewegen, verwendet es als Filamentbewegung. (Mir ist schon klar, dass am PC das Signal von der Maus nicht von der eigentlichen Applikation abgearbeitet wird, sondern vom Betriebssystem.) Und auch wenn jede einzelne Maus ein anderen Wert pro 'Millimeter Weg' sendet, ist das gar kein Problem. Ich muss nur einmal vom Host ein Wert senden (z.B. G1 E5 F300), und schon ist das System kalibriert (Voraussetzung, natürlich, dass der Extruder leer, oder keine Düse montiert ist, damit die Bewegung stattfinden kann). Dazu muss nur die Host Software den erhaltenen Signalwert (vom optischen Sensor) mit 5mm Filament gleichsetzen, oder?

Das wird eine einfache Sache, für einen Einfachen wie mich, natürlich bei Weitem nicht. Aber wenn die Herrschaften, die die Host Software programmieren, sich der Sache annehmen, müsste sich was machen lassen.
Ich habe daher schon deswegen auf der Repetier-Seite auf GitHub die Idee vorgebracht.

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #8 von rf1k_mjh11 » Di 3. Mär 2015, 15:04

Georg,

Falls ich das richtig interpretiere ....


georg-AW hat geschrieben:Hi
Der Ausgangskontakt ( galvanisch getrennt )meines Systems liegt parallel mit der Stoptaste des Druckers und funktioniert somit ohne externe Software bzw. externen Rechner. Also auch bei SD Kartenbetrieb.


.... macht die Filamentüberwachung nichts anderes als den Druck zu pausieren, falls die Filamentfräse einsetzt, oder das Filament aus ist, oder? Dadurch ist es unabhängig von der Host Software, oder auch dem SD-Kartendruck, richtig?

Dazu ist aber irgendeine Rechnerleistung notwendig, die eben die Überwachung übernimmt, oder?

Ich schlug vorhin vor, für den SD-Druck einen dezidierten micro-PC einzusetzen, der die Überwachung übernehmen würde. Natürlich könnte man generell einen Raspberry, oder ähnliches einsetzen, der auch beim Nicht-SD-Druck aktiv wäre. Der Raspberry hätte auch gleich den notwendigen USB-Eingang für den optischen Sensor. Und echte Maus braucht der Raspberry nicht, da wäre schon die Hälfte des Problems geschafft. Jetzt müssten wir nur noch das Raspberry-Betriebssystem dazu bringen, dass er die 'Mausbewegungen' mit den durchgeschleussten GCodes vergleicht und bei einem Fehler ein entsprechendes Signal aussendet.

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #9 von georg-AW » Mi 4. Mär 2015, 12:10

Hi

.... macht die Filamentüberwachung nichts anderes als den Druck zu pausieren, falls die Filamentfräse einsetzt, oder das Filament aus ist, oder? Dadurch ist es unabhängig von der Host Software, oder auch dem SD-Kartendruck, richtig?

So ist es. Meine Filamentsüberwachung sollte ohne externen Rechner auskommen. Der RF1000 sollte damit autonom arbeiten.
Diese Intention war der Anfang. Zusammen mit dem Wunsch, dass das System auch mit entsprechenden Adaptionen, auf anderen Druckern verwendet werden kann. Nicht zuletzt war auch an eine kommerzielle Anwendung gedacht. Immer noch...

Das bedeutet automatisch, dass eine Lösung mit irgendeiner proprietären Komponente ohne second source nicht in Frage kommt.
Ich habe gestern noch ein paar alte Mäuse gefunden und geöffnet. Die darin enthaltenen Sensoren sind je nach Arbeitsprinzip
( immer optisch ) vom Aussehen her komplett unterschiedlich. Eine eigene Produktion basierend auf solchen Komponenten ist undenkbar. Man beachte auch, dass die Mauselektronik ja mit dem RF1000 Rechner kommunizieren muss.

ciao Georg

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Re: Exakte Filamentüberwachung - Hardware Vorhanden

Beitrag #10 von rf1k_mjh11 » Mi 4. Mär 2015, 14:58

Georg/georg-AW,

Mir ist schon klar, dass die Mäuse innen evtl. unterschieldich aussehen, überhaupt wenn sie von unterschiedlichen Herstellern stammen, aber die Innereien sollten mich auch nicht interessieren.


georg-AW hat geschrieben:Das bedeutet automatisch, dass eine Lösung mit irgendeiner proprietären Komponente ohne second source nicht in Frage kommt.
Ich habe gestern noch ein paar alte Mäuse gefunden und geöffnet. Die darin enthaltenen Sensoren sind je nach Arbeitsprinzip
( immer optisch ) vom Aussehen her komplett unterschiedlich. Eine eigene Produktion basierend auf solchen Komponenten ist undenkbar.


Ich weiss ja auch nicht, wie die Kugelgewindespindel innen aussieht, ob Hersteller "A" insgesamt 42 Kugeln verwendet, und Hersteller "B" 46. Trotzdem könnte ich, falls die Maße stimmen, auch welche eines anderen Herstellers nehmen. Dasselbe gilt für die Linearführungen. Wichtig ist es, dass sie austauschbar sind oder bleiben.
So gesehen könnte ich auch jeden deiner Mäuse bei meinem PC anstecken, und sie würden funktionieren, oder? Sie sind quasi "genormt", im Hinblick auf die Funktion und den Anschluß, zumindest. Dem PC interessiert es auch nicht wie die Maus innen aussieht, solange der genormte Schnittstelle entsprochen wird. Dem PC (und mir, für diese Idee) interessiert nur das Signal das rauskommt, und das ist (na ja, fast) genormt. Damit der PC es versteht, bedarfs eines Treibers, leider.


georg-AW hat geschrieben:Man beachte auch, dass die Mauselektronik ja mit dem RF1000 Rechner kommunizieren muss.



[size=4:2hgrthji]Das stimmt !! ... Es ist der springende Punkt an der ganzen Idee.[/size:2hgrthji]

Das ist auch der Grund, wieso ich die Idee nicht umsetzen kann. Da gehören Elektronik- und Programierkenntnisse her, um das Signal dem Drucker (bzw. der Firmware) schmackhaft zu machen (ich schränke mich nicht auf den RF1k ein).

Ich habe die Idee gestern auf der Repetier-Host GitHub Seite untergebracht. Ich stelle sie auch noch der Marlin und Repetier-Firmware Seiten zur Verfügung. Optimal wäre es, wenn sich die Routinen in der Firmware unterbringen ließen - dann wären alle bedient. Die SD-drucker und die Host-drucker, und dass für sämtlicher Druckertypen mit derselben Firmware.
Zwei haben sich auch schon deswegen gemeldet. Einmal "Nophead", einer der Urväter der RepRap Szene und eine Autorität auf dem Gebiet. Er hatte die Idee scheinbar nicht verstanden und meinte, man brächte nur eine ordentlich "gehobbte" Schraube, um den Materialfluß zu steuern. Die Fälle wo das Filament ausgeht oder die Düse verstopft, sind ihm entgangen. Der zweite stimmte mir bei und behauptete, schon länger an einer Überwachung des Filamenttransports mittels optischer Sensoren zu arbeiten. Wir werden ja sehen ....

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