Prusa i3 (and all Marlin based) 3D printers PID Tuning with Octoprint, Slic3r and Simplify3D

This content is available as a German video and English blog post.

Why do you need to tune the PID loop?
One possible reason can be, if you changed the hotend or parts of it.

Another would be, that you did the Voltage “hack” as described by Thomas Sanladerer to get the hotend and heated bed heat faster. This “hack” is not supported and even highly discouraged by Prusaresearch, since it addressed a long gone issues! YOU LOOSE YOUR WARRANTY if you do that and Joseph will get angry at you. And now read this paragraph again before fiddling around with electronics! But I had to mention it, because it was the reason I did this PID tuning blog and video in the first place. Continue reading “Prusa i3 (and all Marlin based) 3D printers PID Tuning with Octoprint, Slic3r and Simplify3D”

Marlin firmware updated to 1.1.0-RC5

On April 1st, the Marlin Team released a new RC for the next big release of the Marlin firmware version 1.1. After updating the configuration files (due to some changes in variable names and such things) to the current version, the flashing of the firmware was as always no problem. The fixes are listed on GitHub.

I updated my supplied example configurations on GitHub for the Kossel XL in hope that it helps someone configuring their 3d printer. The pull request is currently open. 😉

Pimp my 3D Drucker

P1020104

Vorletztes Weekend habe ich nebst Rise of the Tomb Raider doch noch Zeit gefunden, um die upgrades am Kossel XL auf einen guten Stand zu bringen. Diese umfassen:

  • Neue Arduino Halterung
  • Neues Heated-Bed
  • Kamera Halterung
  • LED Band Halterungen
  • Smart LCD Controller Case

Heated-Bed

P1020084Das neue Heated-Bed wurde mir nun tatsächlich ohne Aufpreis von shengshi per Post geschickt. Was für ein Service!

Der mitgelieferte 120W heater und die Aluminium Platte haben bis jetzt tadellos funktioniert. Einzig die Montage des Thermistors muss ich noch optimieren. Zur Zeit weilt er in einem Tropfen Hitzeleitpaste unter Kapton Tape auf der Oberfläche der aluminium Platte. Mein Ziel wäre es, ihn in die Platte zu versenken um die Temparatur besser abnehmen zu können und auch gänzlich eine Kollision der Nozle mit dem Thermistor auszuschliessen.

P1020128Damit ich problemlos Drucken konnte, musste ich jedoch in der Marlin Firmware eine Anpassung bei THERMAL_PROTECTION_BED_HYSTERESIS vornehmen. Aus einem mir nicht ersichtlichen Grund, sind die Temperatur Monitor Einstellungen für das Heated-Bed viel empfindlicher als für das Hot-End. Es wurde alle 20 Sekunden geprüft ob die Temperatur 2°C neben dem Ziel liegt. Da der Thermistor mehr oder weniger aussen liegt und das heizen relativ träge ist war diese Einstellung zu empfindlich. Nach erhöhen der akzeptierten Differenz auf 4°C hatte ich das Problem “Thermal runaway” nicht mehr.

Damit nicht so viel Hitze über den Rahmen des Druckers abgeführt wird, habe ich kleine Abstandhalter gebastelt. Unten habe ich ein Stück Holz genommen und darauf Kork eines Tassenuntersetzers geklebt.
P1020126Seit dem erreicht das Heated-Bed die 60°C Für PLA problemlos in ca. 8 Minuten ab einer Umgebungstemperatur von 14°C. Das Drucken funktioniert viel zuverlässiger!

Neue Arduino Halterung

Nachdem ich durch zu viel Gewaltanwendung die original mitgelieferte Halterung für das Arduino zerbrochen hatte (sie war auch nicht all zu Stabil) habe ich auch diese ersetzt. Neu kommt diese Halterung von Thingiverse zum Einsatz.

Kamera Halterung

P1020124Diese ist ein relativ einfaches 3D Objekt welches ich in Autodesk 123D Design gezeichnet habe. Es ermöglicht, dass die von mir verwendete Logitech Notebook Kamera für Octoprint direkt am Rahmen des Kossel angebracht werden kann und trotzdem ist Sie weder im Weg, noch behindert sie das Auto Bed Leveling. Diese Halterung konnte nur montiert werden, weil ich das LCD anders montiere.

LED Band Halterungen

P1020115Damit das von mir zusätzlich verbaute LED Band nicht primär mich anblendet sondern das zu druckende Objekt beleuchtet, habe ich ganz simple LED Halterungen gezeichnet. In diesen wird das LED Band mit Heissleim einfach eingeklebt und das ganze dann mit Kabelbindern über die dafür vorgesehenen Löcher befestigt.P1020114

Smart LCD Controller Case

P1020111Da das mitgelieferte LCD Befestigungssystem ziemlich rudimentär und auch nicht sehr gut durchdacht war, habe ich bei Thingiverse einen Ersatz gesucht und auch gefunden. Das Smart LCD Controller Case ist Optisch viel schöner und ist auch besser durchdacht. Auch das unangenehme vibrieren der LCD Abdeckplatte wurde damit behoben. Rundum ein schönes upgrade.

 Weiteres

Als nächstes erwarte ich das C18 Relais damit ich die 12V Versorgung fernsteuern kann. Weitere geplante Projekte sind:

  • Heizkammer (damit die Wärme besser gehalten wird)
  • Vibrationsarme Lüftermontage
  • ABS Druck ?
  • Project Wordclock

3D Drucker – Bau review

In den letzten zwei Wochen habe ich mir einen Kossel XL von AliExpress zusammengebaut und in Betrieb genommen. Obwohl ein paar Probleme dabei auftraten, war das Ganze grundsätzlich relativ einfach vonstatten gegangen.

Ich habe versucht, alles was ich so gelernt habe, in unserem RC Wiki zu dokumentieren. Natürlich werde ich dieses auch in Zukunft weiter mit Wissenswertem abfüllen.

Kossel XL Gesammtansicht

Bestellung und Lieferung

Als neuer AliExpress Kunde war ich dem chinesischen Online Store natürlich auch kritisch gegenüber eingestellt. Vorallem bei Bestellungen ab einem gewissen Wert (ca. 450 Franken). Man hört ja alles mögliche… Komplett zu unrecht nach meinen Erfahrungen! Die Qualität hatte 2-3 Mängel. Aber wenn man den Preis berücksichtigt – man würde in der Schweiz wohl das Fünffache dafür ausgeben – ist das immer noch sehr gut. AliExpress ist ein Webportal wie Amazon, in welchem diverse Shops ihre Waren anbieten. Die Mitarbeiter aus dem Store “shengshi”, in welchem ich meinen Kossel XL gekauft habe, waren super freundlich und zuvorkommend. Alle meine Fragen wurden innerhalb 24 Stunden beantwortet und als ich ihnen mitgeteilt hatte, dass mein Heated-Bed Probleme macht, schickten sie mir kurzerhand einfach das neuere Modell. Komplett kostenlos versteht sich. Das unglaublichste war für mich jedoch, dass ich nach der Bestellung nur 6 Tage (!) auf die Lieferung des Druckers per DHL warten musste. 25 Franken Lieferkosten von 1.5 kg aus China in die Schweiz mit 6 Tagen Dauer ist unschlagbar!

Denkfehler und technische Mängel

Die folgenden Probleme hatten mich leider teilweise viel Zeit gekostet. Somit brauchte ich ca. fünf Abende statt einen, um den Kossel XL in Betrieb zu nehmen. Nicht alle Probleme waren jedoch auf die China-Qualität zurückzuführen und hätten mit einer besseren Methodik meinerseits viel weniger Zeit in Anspruch genommen:

  • Hätte ich die SD Karte, welche verschweisst und ohne Kommentar mitgeliefert wurde, auch nur einmal in einen PC gesteckt, hätte ich mir sehr, sehr viel “trial & error” sparen können: Auf dieser befand sich eine komplette Bau-Anleitung (inkl. Videos). Ich hatte stattdessen YouTube build Videos geschaut, die aber nicht explizit für meinen Drucker waren. Auch waren jegliche Files, auf welche ich später noch eingehen werde, für die Marlin Firmware auf der SD vorhanden. Sogar Anleitungen zum besseren Kalibrieren sowie diverse Applikationen wären vorhanden gewesen.
  • Bei den Endstops waren die Stecker falsch gecrimpt. Sie machten keinen Kontakt. Die Stecker wurden sicher nicht vom Shop selbst hergestellt, stellt aber ein klarer Qualitätsmangel dar. Hätte ich diese beim ersten Einbauen kurz getestet, hätte ich mir auch da viel Zeit sparen können, da ich als Neuling zuerst stundenlang in der Marlin Firmware nach Konfigurationsfehlern gesucht hatte.
  • Das mitgelieferte Heated-Bed verbrannte zu viel Strom. Dies ist ein Fehler, der dem Shop inzwischen bewusst ist. Deswegen werden heute andere Heated-Bed mit dem Drucker verschickt. Sobald das Neue angekommen ist und ich es eingebaut habe, werde ich schauen, ob es auch wirklich besser funktioniert. Das “alte” glasige mit aufgeklebtem Heizpad braucht 300 W (was zu viel ist für das RAMPS board). Das “neue” (Aluminium mit integriertem Heizelement) soll 120 W brauchen. Ich habe schon mehrfach den Magic Smoke erlebt und MOSFETs verbrannt, weil ich das Heated-Bed ausreizen wollte und “rum gespielt” habe. Glücklicherweise sind die MOSFETs mehr oder weniger eine Sollbruchstelle (welche vorher noch mit einer Sicherung geschützt wären, würde man diese nicht zurücksetzen) und man kann diese relativ einfach selbst ersetzen. Vorausgesetzt man kann ein wenig mit dem Lötkolben umgehen. Ein entsprechender MOSFET kostet bei farnell.com ca. 2.50 Franken.
  • Leider war keine Filament-Spulenhalterung dabei. Dies war aber dann mein erstes, richtiges Druckprojekt. Ich habe die super coolen Gears und die verlängerten Halter für den Kossel XL von Thingiverse heruntergeladen, drucken und montieren können.

Kossel XL Filament Spule

Kalibrierung

Zum Kalibrieren habe ich einige Calibration Cubes und Calibration Cube Steps ausgedruckt. Sobald diese ungefähr den richtigen Massen entsprachen, habe ich ein Benchy ausgedruckt und war positiv überrascht wie gut es funktioniert hatte. Lediglich mit Warping hatte ich Probleme. Diese könnten/sollten sich mit dem neuen Heated-Bed lösen. Eine detaillierte Anleitung, was bei der Kalibrierung zu tun ist, habe ich im Wiki hinterlegt.

Marlin Firmware v1.0

Die mitgelieferte Firmware war Marlin 1.0. Diese ist inzwischen leider über ein Jahr alt. Das Tolle bei Opensource Software ist jedoch, dass ich nach dem Übernehmen der Parameter in die Konfiguration ganz einfach auf die aktuellen Version 1.1.0-RC3 updaten konnte. Ich habe dem Projekt ein Issue erstellt, damit meine Beispielkonfiguration in Marlin integriert werden könnte. Ich werde diese aber so oder so offenlegen, sobald ich damit zufrieden bin.

Aktuelle Probleme

Der Drucker steht in meiner Werkstatt. Zurzeit beträgt die Raumtemperatur 14°C, was relativ kühl ist. Durch das Heated-Bed-Problem verschärft sich die Situation massiv. Durch diese Umstände habe ich das Problem, dass das Druckobjekt nicht gut genug auf der Platte klebt. Ich habe es mit diversen “Tricks” und deren Kombinationen versucht. So zum Beispiel:

  • Blaues Malerabdeckband
  • Haarspray
  • Fixierspray für Zeichnungen
  • Vorheizen mit Heissluftpistole (heizt zwar super, kühlt aber auch schnell wieder aus)

Leider funktioniert keiner dieser Tricks perfekt, solange das Heated-Bed kalt bleibt/wird.

Upgrades

Da alles Opensource ist und dieser Drucker definitiv zum Weiterentwickeln ausgelegt ist, habe ich auch nach der selbst hergestellten Filament-Spulenhalterung noch weitere Projektideen für Druckerbestandteile. Diese werde ich hier auf der Seite jeweils auch dokumentieren:

  • Webcam Halterung
  • Smart LCD Controller Case
  • Einbau eines Relais, damit das eingebaute Arduino die 12V Versorgung selbst ein- und ausschalten kann
  • Eine neue “Arduino mit RAMPS” Halterung (die alte habe ich unabsichtlich zerstört)

Eingesetzte Software

Ich habe mich für Opensource entschieden, wenn es um die Software geht. Dafür setze ich, als Slicer slic3r ein und sende den G-Code dann direkt zu Octoprint, welches auf einem Raspberry Pi 2 läuft.

Opensource

Als Verfechter der Opensource-Bewegung, freue ich mich natürlich besonders, dass es wirklich möglich ist, alles komplett mit Opensource Soft- und Hardware zu betreiben:

Erste Verwendungen

Als erstes habe ich diverse kleine und einfache Objekte von Thingiverse gedruckt. Die hatten keinen konkreten Sinn und Zweck, machten aber richtig Spass.

Das erste kleine Projekt, welches ich selber entwarf und dann produzierte, ist eine Schranktürgriff-Montage. Dieses musste nachgebildet werden, da das Original abgebrochen war. Bis jetzt funktioniert das Ersatzteil super, wird wohl aber irgendwann brechen, da es an gewissen Stellen zu dünn wurde. Version 2 ist schon in Planung.

Stay tuned für weitere Artikel zu meinem Kossel XL und allgemein dem Thema 3D Drucker!

Gerne stehe ich Rede und Antwort in den Kommentaren.