ADXL345 am Raspberri Pi Pico

Ich habe mich vermutlich nicht deutlich ausgedrückt. Die Vibrationen bei Infill waren als Beispiel genannt, wo man Resonanzen bei kleinen Strukturen und starken Beschleunigungen gut beobachten kann. Die gleichen Vibrationen kann man natürlich auch bei anderen kleinen Strukturen beobachten, nur ist es bei Infill öfter zu sehen

Ich hab dich schon verstanden. ich meinte das man per Slicer Script auch den Infill und Co über ein eigenes Script laufen lassen kann, da kannst dann ja deine Werte entsprechend rein bekommen.

Quote from Arakon

Das ist kompletter Overkill.. das kannst du in Superslicer mit 2 Zeilen in den Custom Gcode Settings anpassen, ohne, dass irgendwas auf Klipper Seite gemacht werden müsste.

wenn man aber keinen Superslicer nutzen will?

Quote from PeterK

Ich denke, dass vor allem Beschleunigungen einen großen Effekt haben, Geschwindigkeiten an sich nur, wenn beschleunigt oder abgebremst wird (und da sind wir wieder bei Beschleunigungen). Wenn man bei hohen Beschleunigungen manche Infills beobachtet, die den ganzen Drucker zum Vibrieren bringen, dann weiß man, dass dort der Shaper eingreifen sollte.

Ich finde, hier muss man unterscheiden: es gibt die Resonanzen des Druckkopfs, die Ghosting und sonstige Artefakte im Druck bewirken. Diese Resonanzen sieht man während des Drucks nicht unbedingt, dafür die Folgen am fertiggedruckten Objekt (wenn kein Input-Shaping verwendet wird). Und es gibt Resonanzen des Druckers insgesamt. Die bemerkt man schon während des Drucks, sieht die Folgen aber nicht unbedingt im Druckobjekt.

Die erste Art von Resonanzen (Druckkopfresonanz) lässt sich mit Input-Shaping kontrollieren, die zweite Art (Druckerresonanz) durch einen festen Stand des Druckers bzw. durch einen mechanisch möglichst stabilen Drucker --- oder man dreht einfach die maximale Acceleration auf niedrige Werte runter. Der Input-Shaper löst das Problem meiner Ansicht nach nicht. Der Druck wird dann aber entsprechend langsam.

Die Druckerresonanz führt zu einem Zielkonflikt: möchte ich schnell drucken oder soll das Ganze möglichst ruhig ablaufen. Umständehalber und vorübergehend steht mein Tronxy mit Klipper auf einem wackligen Campingtisch. Die aktuelle Standard-Druckgeschwindigkeit ist 250mm/s² und Acceleration ist eingestellt auf 2000mm/s² für die äußeren Wände und 6000mm/s² für den ganzen Rest. Dabei gerät der Drucker samt Campingtisch aber so bedenklich ins Schaukeln, dass ich den Campingtisch mittlerweile zwischen zwei Wänden verkeilt habe.

Ich denke, man kann Druckkopf-Resonanz und Drucker-Resonanz nur schlecht voneinander trennen. Schwingungen des Kopfes werden ja sehr wohl auf den Rest des Druckers übertragen, wenn auch abgeschwächt, und der Drucker erzeugt seinerseits Schwingungen durch das bewegte Druckbett (bei kartesischen Druckern). Die Resonanzfrequenzen liegen beim Kopf meistens etwas höher als beim Bett, da das Bett üblicherweise eine größere Masse aufweist. Der Input-Shaper dreht ja nun nicht einfach die Beschleunigungen herunter, sondern versucht dies gezielt an Stellen, die zu den Resonanzen führen. Eine relativ lange Fahrt auch mit hohen Beschleunigungen führt nicht zu großen Resonanzen, die gleichen Beschleunigungen bei geringen Entfernungen (egal ob Bett oder Druckkopf) bringen die Resonanzen hervor, da sehr schnell hintereinander beschleunigt und dann gleich wieder abgebremst wird. Der Input-Shaper versucht (vereinfacht dargestellt) zu analysieren, ob die nächste Bewegung diese Frequenzen erzeugen wird oder nicht und dreht dann gezielt die Beschleunigung herunter, was dann auch zu geringerer maximaler Geschwindigkeit bei diesen Bewegung führt, und damit die Resonanz gar nicht erst auslöst. Bei der nächsten Druckbewegung kann das schon wieder anders sein und hohe Beschleunigung/Geschwindigkeit auslösen. Im Ergebnis würde die Geschwindigkeit insgesamt trotzdem erhöht.

Das unterscheidet sich gar nicht so stark von Pressure Advance (Klipper) oder Linear Advance (Marlin), wo auch (wenn auch viel einfacher, da es nur um eine Bewegung geht) analysiert wird, ob der Kopf gerade beschleunigt wird oder gleich abgebremst wird, um dann entsprechend mehr oder weniger Druck auf das Filament auszulösen, um im Ergebnis die Menge gleich zu halten.

Die jetzige Lösung für den Input-Shaper liegt darin, gezielt die größten Resonanzen für XY zu ermitteln und diese dann zu unterdrücken/verringern. Andere Resonanzen werden dabei, je nach Shaper (Klipper hat da noch einen kleinen Vorteil) nicht beachtet. Ich vermute, dass unterschiedliche Druckprofile auch unterschiedliche Grundresonanzen auslösen und möchte das jetzt mit Versuchen ermitteln. WENN das so ist, dann würde ein aktiv mitlaufendes Ermitteln der Frequenzen und ein dauerndes Ändern der Shaper-Parameter ein Input-Shaping unabhängig vom gerade laufenden Druckprofil ergeben. Wenn dies nicht oder nur im geringen Maß so ist, dann lohnt sich der Aufwand nicht und ein fest eingestellter (vorher einmal ermittelter) Wert würde reichen. Mir geht es darum, das zu ermitteln. Und weil so etwas auch Spaß macht, unabhängig vom Ergebnis

Quote from PeterK

Der Input-Shaper dreht ja nun nicht einfach die Beschleunigungen herunter, sondern versucht dies gezielt an Stellen, die zu den Resonanzen führen. Eine relativ lange Fahrt auch mit hohen Beschleunigungen führt nicht zu großen Resonanzen, die gleichen Beschleunigungen bei geringen Entfernungen (egal ob Bett oder Druckkopf) bringen die Resonanzen hervor, da sehr schnell hintereinander beschleunigt und dann gleich wieder abgebremst wird. Der Input-Shaper versucht (vereinfacht dargestellt) zu analysieren, ob die nächste Bewegung diese Frequenzen erzeugen wird oder nicht und dreht dann gezielt die Beschleunigung herunter, was dann auch zu geringerer maximaler Geschwindigkeit bei diesen Bewegung führt, und damit die Resonanz gar nicht erst auslöst. Bei der nächsten Druckbewegung kann das schon wieder anders sein und hohe Beschleunigung/Geschwindigkeit auslösen. Im Ergebnis würde die Geschwindigkeit insgesamt trotzdem erhöht.

Also meine Vorstellung vom Input-Shaper ist da anders: die Klipper-Frequenzdiagramme bzw. Resonanzdiagramme sind lediglich ein Hilfsmittel, um einen geeigneten Input-Shaper auszuwählen bzw. zu konfigurieren. Die Arbeitsweise des Input-Shaper ist aber mehr im Zeitbereich verständlich. Das Input-Shaping wurde ursprünglich für Lastenkräne entwickelt. Das Problem ist hier: die Ladung hängt an einem Seil oder Kette, der Kran bewegt sich und stoppt dann. Wenn das einigermaßen abrupt gemacht wird, gerät die Ladung durch das Beschleunigen und Abbremsen des Krans in Schwingungen und schwingt dann für einige Zeit und kommt dann schließlich zum Stillstand. Das ist unerwünscht, weil man dann immer warten müsste, bis die Ladung zur Ruhe gekommen ist. Man kann aber durch eine "geschickte" Bewegung beim Beschleunigen und Abstoppen dafür sorgen, dass die Ladung anschließend nicht schwingt. Der Kran bewegt sich dabei keineswegs merklich langsamer, sondern das Beschleunigen und Abbremsen geschieht in mehreren Phasen und das Ergebnis ist eben dann, dass die Ladung am Ende bewegungslos am Seil hängt. Der Mensch kann das auch intuitiv, wenn er etwa ein Pendel, das am Arm schwingt, zum Stillstand bringen möchte. Bei einem Kran macht das gleiche eine elektronische Schaltung, der Input Shaper. Beim Druckkopf des 3D-Druckers passiert das Gleiche wie bei der Ladung am Seil: bei einer abrupten Beschleunigung beginnt der Druckkopf zu schwingen und beim abrupten Abbremsen schwingt er wieder. Das Input-Shaping bewirkt hier, dass die Beschleunigung und das Abbremsen nicht mit einem "Ruck" passiert, sondern mit mehreren Rucken zu verschiedenen Zeitpunkten und der Druckkopf schwingt dann nicht, aber er bewegt sich ähnlich schnell wie ohne Input-Shaping.

So, ich habe jetzt mal den Sensor provisorisch an den Druckkopf gehängt und an einen Arduino angeschlossen (den Sensor kann man oberhalb des Bauteil-Lüfters erkennen, ist zwecks einfacher Montage mit doppelseitigem Klebeband befestigt. Den Arduino habe ich (rechts erkennbar) an das Drucker-Gestänge gehängt. So weit, so gut. Tatsächlich bekomme ich einen Haufen Werte beim Drucken, die ich mit der Arduino-IDE mitschneiden kann. Der lahme Arduino kommt tatsächlich bei der Ausgabe der Werte locker mit, er muss ja augenblicklich nichts berechnen, sondern nur weitergeben. Ich werde mir jetzt Druck-Teile heraussuchen, die besonders den Drucker zum "Reden" brachten, um dann mal zu sehen, wie verschiedene Beschleunigungen den Drucker anregen. Wenn ich das immer gleiche Teil mit unterschiedlichen Einstellungen drucke, sollten sich interessante Zusammenhänge ergeben. Danach werde ich mal versuchen, in Echtzeit die Resonanzen auszugeben. Das wird aber sicher noch einige Zeit benötigen, ich habe auch noch andere Dinge zu tun.

Kleines Update: Ich habe augenblicklich nicht allzuviel Zeit, aber ich wollte heute abend einem konstanten Signal nachjagen, das sowohl in der X- und Y Achse auftrat, gering auch in der Z-Achse und auch am Gyro-Signal (ich verwende augenblicklich den MPU-6050 als Sensor) geringfügig in Erscheinung trat.

Es stellte sich heraus dass (der Sensor ist am Druckkopf provisorisch befestigt) der konstant laufende Hotend-Lüfter (ein extrem leiser Noctua) für einen Teil des "Hintergrundrauschens" (hier im wahrsten Sinne des Wortes) verantwortlich war, der Mainboard-Lüfter (ebenfalls ein Noctua) steuerte ebenfalls ein wenig bei. Bei der Empfindlichkeit zumindest des MPU-6050 muss man also keine Sorge haben, das Ding ist EXTREM empfindlich. In der nächsten Zeit werde ich auch mal einen ADXL345 dranhängen, ich vermute dass die ähnlich sein werden, vom Datenblatt her sollten bei den interessierenden Werten keine großen Unterschiede auftreten (nur dass der ADXL345 keine Gyro-Sensoren hat und deshalb für Anwender ausfällt, die gerne ihren Drucker während des Drucks auf die Seite oder über Kopf legen wollen). Der MPU-6050 hat außerdem ein internes Thermometer, um den Offset der Werte bei unterschiedlichen Temperaturen zu ermitteln, aber bei näherem Nachlesen ergibt sich bei den in Frage kommenden Temperaturen kein so wirklich großer Unterschied zu den Werten, die bei 25° (dem Basis-Wert) ermittelt werden. Auch dieses Thermometer fehlt beim ADXL345, aber auch dort wäre es unkritisch. Beide Sensor-Typen kommen als weiterhin in Frage, preislich liegen sie fast gleich.

Interessant war auch, zu sehen wie plötzlich sehr große Ausschläge angezeigt wurden, als ich an den Basteltisch gestoßen bin, auf dem der Drucker augenblicklich steht. Wegen dieser Messungen habe ich den Drucker dort hingestellt, weil ich dort die Werkzeuge, Lötkolben, Multimeter und Oszillograf habe, um die Versuchsteile zu bauen. Außerdem ist mein Linux-Hauptrechner, auf dem die Testprogramme gebaut werden, nicht weit weg und ich kann mein Versuchsobjekt direkt per USB anbinden.

Der Drucker steht zwar auf weichen Füßen, aber ich habe bisher keine großen Anstrengungen unternommen, den wirklich vom Tisch zu entkoppeln. Selbst wenn ich nur mit dem Fingerknöcheln an den Tisch klopfe sieht man deutlich die Ausschläge. Also muss man vielleicht versuchen, solche "Störgeräusche" auch aus den Werten herauszurechnen. Bekanntermaßen haben viele der "China-Drucker" suboptimale Lüfter (um nicht zu sagen, sie sind Müll), die ganz schön laut herumkreischen. Deren Grundgeräusch muss also vielleicht erst mal weggerechnet werden, damit es nicht stört. Als Nächstes werde ich mal sehen, was passiert, wenn ich X- und Y-Achse einfach nur langsam hin- und herlaufen lasse. Bisher hatte ich mir einfach mal Werte während eines normalen Drucks ausgeben lassen. Vielleicht lässt sich dabei eine defekte Rolle oder mit Lagerschaden ermitteln. Werde ich mal testen, indem ich die X-Rollen über eine Stelle mit Tesa-Film laufen lasse (Y geht nicht bei mir, da ist ein Linear-Lager). Man könnte so ja vielleicht eine Test-Sequenz bauen, die man nach dem Einschalten laufen lassen kann, in der nacheinander X, Y und Z ein Bewegungsmuster ablaufen, um Unregelmäßigkeiten zu finden, die man eventuell nicht hört, die aber beim Druck stören würden. Die Sache beginnt, so richtig interessant zu werden

Eine sehr "basic" Frage zu dem Thema.
Habe mir gestern auch einen ADXL345 mit einem Pico am Raspi4 angeschlossen. Hat alles gut geklappt mit dem Aufspielen der Firmware für den Pico und der Einbindung und konnte gestern das Input Shaping an dem einen meiner beiden CR-10V2 ausführen.

Wollte nun heute am zweiten CR10V2 das Input Shaping auch noch ausführen, aber nun sieht der Raspi den Pico nicht mehr.

Hatte eine adxl.cfg Datei erstellt und [include adxl.cfg] in der printer.cfg nun für die Messung wieder auskommentiert.

Sicher ein blöder "Anfängerfehler", aber ich stehe gerade total auf dem Schlauch...

Nachtrag:
Kann es sein, dass das Problem nicht beim Raspi liegt, sondern dass auch auf der Firmware auf dem Druckerboard das Input Shaping eingebunden werden muss...  
Wie gesagt, bin noch sehr Anfänger in der Klipper Geschichte.

Nachtrag 2:
Ich merke gerade, dass es evtl. nicht sehr schlau ist, einen Raspi für 2 (wenn auch gleiche) Drucker zu verwenden...

Es ist nur ein RasPi 4 vorhanden und beide CR10V2 Drucker nutzen diesen. Natürlich nicht gleichzeitig, da auch die beiden Drucken an ganz anderen Orten stehen.

Aber Sachen wie PID stimmen dann ja auch nicht, bzw. müssten jedes Mal beim Wechsel zwischen beiden Druckern neu gemacht werden... Daher sicher sinnvoller, entweder 2 RasPi, oder eine weitere Instanz.

Dann ist es aber auch um so seltsamer, dass heute der RasPi den Pico mit dem ADXL345 nicht mehr erkennt. Nachdem gestern alles reibungslos lief.

einfach mal den drucker und klipper neu starten und erst dann den pico anschliessen. und auch andersrum mal probieren. zickt manchmal a bissl.

Hatte ich alles durchgespielt.

Nun druckt Nummer 2 gerade, halt ohne Input Shaping. Später nochmals testen...

Quote from JSE

Es ist nur ein RasPi 4 vorhanden und beide CR10V2 Drucker nutzen diesen. Natürlich nicht gleichzeitig, da auch die beiden Drucken an ganz anderen Orten stehen.

Aber Sachen wie PID stimmen dann ja auch nicht, bzw. müssten jedes Mal beim Wechsel zwischen beiden Druckern neu gemacht werden... Daher sicher sinnvoller, entweder 2 RasPi, oder eine weitere Instanz.

Dann ist es aber auch um so seltsamer, dass heute der RasPi den Pico mit dem ADXL345 nicht mehr erkennt. Nachdem gestern alles reibungslos lief.

Ich habe bereits seit einiger Zeit 3 Instanzen auf einem Raspi 4 laufen.

Ich benutze Octoprint auf dem Raspi, da ich einen Bildschirm, eine Tastatur und eine Maus auf dem Raspi habe, so dass ich alles darauf ausführen kann. Die Web-Oberflächen von Mainsail/Fluidd sind sehr ressourcenintensiv, so dass man mit ihnen nicht dasselbe tun kann.

Ein Ratschlag ist, dass man, wenn man eine USB-SSD am Raspi hat, nichts anderes an die USB-3-Schnittstellen anschließen sollte, da dies den Betrieb der SSD zu stören scheint. Eine SSD ist um ein Vielfaches schneller als eine SD und macht das Arbeiten sehr viel angenehmer, wenn man neben Klipper noch andere Dinge macht oder mehrere Drucker gleichzeitig laufen hat.

Außerdem braucht man keine PID-Kalibrierungen usw. vorzunehmen, selbst wenn man nur eine einzige Instanz hat. Man braucht nur zwei printer.cfg Dateien und kopiert die richtige in die Konfigurationsdatei und startet den Klipper neu. Alles, was benötigt wird, ist in der printer.cfg enthalten. Ich habe mehrere Konfigurationen auf meinem Laptop, auf dem Klipper usw. läuft, die ich verwenden kann, um jeden meiner Drucker zu betreiben, wenn ich nicht in der Nähe des Raspi 4 bin.

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Quote from Tom123

einfach mal den drucker und klipper neu starten und erst dann den pico anschliessen. und auch andersrum mal probieren. zickt manchmal a bissl.

Hmm ja, heute hat es wieder geklappt, ohne zu zicken....

Quote from JSE

Hmm ja, heute hat es wieder geklappt, ohne zu zicken....

na schau. is nur a frage der reihenfolge.