(Automatische) Messung der Filamentdicke

Hi repetier,
vielen Dank für deine Antwort/Anmerkungen. Mein Plan ist erstmal eine Art Kameramessung zu machen, allerdings mit einer 1x1024 Pixel "Kamera", sprich Zeilensensor (ohne Optik und nur den Schattenwurf des Filaments auswerten). Den Zeilensensor würde ich von einem Arduino-Clone auslesen und die komplette Berechnung eines Korrekturparameters dort vornehmen. Als Messfrequenz schweben mir so etwas wie 0.5 bis 2 Hz vor.
Der Arduino stellt dann den Wert als Pollbaren Wert z.B. über SPI bereit. Das Pollen kann dann ja im Hauptthread erfolgen. Die Abfrage von ein oder zwei Byte per SPI sollte ja schnell genug sein. Da in der "Endvision" des Sensor auch eine Streckenmessung des durchgelaufenen (und beim Retract zurückgelaufenen) Filaments erfolgen soll und der Abstand zum Druckkopf konstant sein sollte möchte ich auch die Verwaltung des Arrays im Sensor-Arduino erledigen. Das Hauptboard bekommt dann auf Anfrage immer den aktuellen Korrekturparameter am Kopf des Extruders. Das sollte die Sache in der Firmware sehr übersichtlich gestalten.

Aber wie gesagt erstmal muss ich den Drucker drucken lassen (sieht mittlerweile schon viel besser aus). Dann kommt eine Testschaltung mit dem Zeilensensor und Arduino. Danach die Längenmessung und die Verbindung beider Teile auf dem Arduino. Dann die Einspeisung in die Repetier Firmware.

In der ganzen Komponente sollen auch gleich 2 Filamente gemessen werden. Der Zeilensensor sollte dafür lang genug sein und die Geometrie sollte es auch hergeben. Das wären dann zwei Werte die über den SPI abgefragt werden sollen. Und wenn man mit 3.5 mm Filament rechnet, dann sollten auch nur Werte unter 100 Prozent dabei rauskommen, aber das sind dann Details die später geklärt werden können.

Wenn ich darf spreche ich dich gerne darauf noch mal extra an, wenn es so weit ist.

Gruss
Matthias

Also,
habe auch noch ein wenig was gemacht. Siehe Anhang.
Kann es wirklich nicht so funktionieren?

Bei der firmware und auch repetier host würde ich ich eine geschichte mit dazu machen. Korrektur ein/aus.
Ein beim druckprozess, aus wenn ich kalibriere dann verhält sich die geschichte so wie dass gar keine korrektur drin wäre.

Der rest müsste doch über den schrittmotortreiber laufen können/müssen. Schnell genug müsste das teil doch sein.
Oder verpasse ich gerade was?

Ich bin mir jetzt nicht sicher ob es die Idee schon gab,
aber könnte man denn den Temperatureingang für den 2ten Extruder zur messung verwenden?
Schiebelehren mit Datenausgang können den wert ja in Volt ausgeben.
Macht das Thermoelement doch auch, oder?

"Temperatureingang für den 2ten Extruder zur messung verwenden?" -> Nö, den brauchen wir für den 2ten Extruder - bei Dual-Druck.

Aber angenommen wir benötigen keinen 2ten extruder...

Dann sperrst du viele Leute aus, die 2 Extruder haben.
Wenn "mstolt" und andere darüber nachdenken, gleich 2 Stänge auszulesen, wird das mit 2 Extrudern zusammenhängen.

Und ist es deswegen falsch wenn ich frage ob ein anderer Ansatz nicht auch funktioniert?
Vllt schließt diese Idee einige aus, aber wenn es funktioneren könnte und man nur seine Schiebelehre anstöpseln muss, warum nicht?

Hi Etienne,
die Temperatursensoren sind genau genommen nur Widerstände, die bei Temperaturänderungen ihren Widerstand ändern. Sie sind mit einem andern Widerstand in Reihe an die Spannungsversorgung angeschlossen und bilden so einen Spannungsteiler. Die Mitte wird dem AD Wandler Eingang des Arduino zugeführt. Ausserdem liegt zur Signalglättung noch ein 10 micro Farad Kondensator parallel zum Temperatursensor.
Die "china" Messschieber geben in der Regel digitale Signale BCD oder binär codiert aus und brauchen zu dem noch ein Taktsignal (ein bisschen wie I2C oder SPI). Das Signal will man aber besser nicht über den Tiefpass auslesen, den die Temperatur Sensor Eingänge üblicherweise so bilden. Da muss man dann auch erstmal einen entsprechenden Umsetzer bauen der auf der einen Seite das Signal der Messschieber ausliest und auf der andern dann den Widerstand "simuliert".

Nicht böse sein, aber als Hack ist die Idee vielleicht zu gebrauchen, Aber ich denke nicht als eine "Standard" Methode.

Gruss Matthias

Oke danke :-)
Dann wäre das eher der Fall für ein Potentiometer mit Hebel der am Filament anliegt?

Hallo Mathias,

hast du dir das von mir angeschaut?

Gruß
Mirco

Hi Mirco,
Dein Blockdiagram. Ja, hab ich mir angeschaut, bin aber der gleichen Meinung wie Repetier, das das eher schwierig wird, Wegen der Beschleunigung etc.
Im Grunde genommen müsste man aus den Daten des RepCon die Intention der Firmware berechnen. Will sie Beschleunigen, um den Filamentfluss zu vergrössern, Will sie einen Retract? Will sie für eine Bridge was besonderes machen? Oder für ein Infill? (Ok das wird im Slicer erledigt). Der exCon muss dann die Interpretierten Signale wieder für seine Situation aufbereiten. Ist bestimmt machbar. Ich denke da ist dann noch eine Signalaufbereitung zwischen dem repCon/Pololu Steckplatz und dem exCon nötig, weil die Leitungslängen und Einstrahlungen in der elektrische schmutzigen Welt des Druckers nicht zu unterschätzen sind. Aber das ist bestimmt auch machbar.

Eigentlich müsste man die ganze Logic (Beschleuningen/Retract etc.) aus der Firmware auf den excon1 verlagern und nur noch so was wie "G-Codes" (x Volumen Filament an bei Temperatur y) an excon1 liefern, die dann nur den (oder besser gleich die 2 oder 3 oder 4) Extruder steuern. Das ist sicherlich sehr viel mehr Aufwand als für ein erstes oder zweites Experiment sinnvoll ist. Und ich weiss auch nicht ob die Logik dafür nicht doch besser in eine Hand (repCon) gehört. Immerhin geht es ja auch um z.B. die korrekte Positionierung bei DualExtrudern (oder mehr davon) oder um variable Flussmengen, weil gerade der Aussenbereich des ersten Layers gedruckt wird (ok das dürfte auch im Slicer entschieden werden).

Es gibt für die Bahnplanung sicherlich viele Parameter, die weiter vorne im Prozess Slicer -> Host -> Firmware -> Extruder benötigt werden. Und dann kommen noch so "Gemeinheiten" wie die "Flowrate" Einstellung on-the-fly beim Repetierhost dazu.

Da muss ich noch viel lernen, um ein fachmännisches Urteil abliefern zu können

Aber der "einzige" Unterschied zwischen deinem Blockschaltbild und dem Plan in meinem Kopf ist der Ort der Einflussnahme. Das kann man dann immer noch "später" erledigen. Erstmal die Messungen (Dicke und Lauflänge) machen und da sinnvolle Werte rausbekommen.

CU
Matthias

Naja, eigentlich kann uns egal sein, was die Firmware will oder macht. Sie gibt Impulse an den Stepper aus und erwartet einen proportionalen Volumenstrom.
Wir versuchen ja genau das zu machen - nur halt kontrollierter. Also kann uns z.B. auch völlig wurscht sein in welche Richtung (Retract). Wir übersetzen die Pulsrate genau gleich wie sonst, nur halt mit unserem gemessenen Korrekturfaktor.
Die Wegmessung tut dann auch nix anderes als Abweichungen zu korrigieren (Dabei bin ich auch der Ansicht, dass ähnlich wie bei der Dicke gar keine so hohe Messrate erforderlich sein wird.).
Dann geben wir unsere eigene Pulsfolge an den Stepper weiter.

Ich denke die Pulse an den Stepper sind eine gute Informationsquelle die gut genug aufgelöst ist - Pulse/mm lassen sich ja sogar noch häufiger einstellen.

Hi,
zum Thema des Verlegens der Motortreiber auf die Extruder ist mir aufgefallen, dass an anderer Stelle im Forum die Leute aus diesem Thread über die Störempfindlichkeit vom Arduino "stöhnen". Das wird sicherlich nicht besser, wenn man die Steuerleitungen für die Motortreiber auf 50 bis 100 cm verlängert. Das wird eine Menge "Strecke" zum Einfangen und Abgeben von Störungen. Die Motorleitungen sind zwar auch lang, aber da fliessen ganz andere Ströme (es sind so zu sagen viel mehr Elektronen da, die nicht alle so leicht aus der Bahn zu werfen sind (das humpelt jetzt ein bischen, aber als Gedankenmodel ist es glaube ich ok)).

Nur so zwischendurch
Matthias

es gibt auch abgeschirmte Leitungen und Glasfaser
Aber ich bin auch kein freund eines abgesetzten Motortreibers da dieser auch zur Firmware und der Hauptplatine Passen muss und so die Austauschbarkeit der Komponenten behindert.

Moin,

Da gebe ich Dir recht, Matthias. Also wenn ich das richtig verstanden habe, dann läuft der Weg jetzt so:

Signal an Motorsteppertreiber wird abgefangen und neu verarbeitet. Entweder schneller oder langsamer, je nach gemessenem Volumen.
Und die Signalstrecke Arduino -> Volumenstromverarbeitungseinheit (noch nen Arduino oder sowas) sollte nicht länger als 10cm sein. Nach Möglichkeit geschirmtes Kabel ...zumindest sagt mir das mein Amateurfunkgewissen...

Der Motorsteppertreiber kann ja dann auf das zweite Board direkt gesteckt werden.

So, Gedanken sortiert. Ich arbeite dann mal weiter

mfg magicworx

Seit wann haben wir Amateurfunker ein Gewissen (Bin ja selbst einer)
Eine weitere Möglichkeit die ich während meiner Berufsausbildung zum Funk-Elektr. gelernt habe um die Störungs-Unempfindlichkeit zu verbessern ist, das bei einem Flachbandkabel jede 2te Ader Masse ist (Aber ohne Stromfluss).

4-mal bearbeitet. Zuletzt am 20.09.13 07:00.

Good old Twisted Pair? Und dann Differenzsignale. So wie bei Ethernet/USB/CAN-Bus. Wenn man aus der Messbox nur die Daten für den aktuellen Filament-Volumen-Strom holt, dann ist die notwendige Datenübertragung eher einige wenige Byte pro Sekunde. Also eher sehr langsam möglich, weil wenig Daten. Damit weniger Fehleranfällig und die Leitungen können wieder länger werden. Einfache Treiber Bausteine reichen aus. Mit 6 Leitungen ist ein Twisted-Pair mit Takt, Signal und Stromversorgung drin.

Wir werden sehen. Erstmal an der Z-Achse schrauben. Das dürfte VIEL mehr Effekt bringen als die Volumenregelung

CU
Matthias

Hi,

Mit gutem Filament kann man sich das alles sparen (Messung der Filamentdicke).

Wenn ich zB. Fabberdashery PLA nehme wird die Seitenwandqualität 1a.

Viele Grüße
Joachim

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 20.09.13 08:52.

Sorry ich habe jetzt nicht die ganzen 6 Seiten hier en detail durchforstet, aber fast alle Vorschläge die hier gemacht wurden finden sich in einem Stratays Patent wieder. Evtl bringt es den ein oder anderen ja noch auf weitere Ideen:

US Patent: Volumetric feed control for flexible filament

---

Blogs:
Meine 3D Druck Abenteuer
[3dptb.blogspot.de]
FLSUN Delta Drucker für Deutschland
[flsun-deutschland.blogspot.com]
Books on 3D patents:
[goo.gl] (english)
[www.amazon.de] (deutsch)

Da kann man mal sehen wieviel teuer und aufwendige Entwicklungsarbeit in solche Patente gesteckt werden muss, wenn hier Leute innerhalb kürzester Zeit die selben Gedanken entwickeln... (Und von den Leuten ist zumindest einer dabei, der erst seit sehr kurzer Zeit in das Thema 3D Druck eingestiegen ist )

Aber vielen Dank für den Tip. Das Patent ist ja auch schon richtig alt (1999). Ein Glück ist das bei mir eine private Bastelei. Diese Patente ersticken doch mittlerweile alles im Keim.

Gruss
Matthias

Privat kannst du nachbauen was du willst...

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Blogs:
Meine 3D Druck Abenteuer
[3dptb.blogspot.de]
FLSUN Delta Drucker für Deutschland
[flsun-deutschland.blogspot.com]
Books on 3D patents:
[goo.gl] (english)
[www.amazon.de] (deutsch)

Da wäre ich jetzt vorsichtig. Allgemein würde ich jetzt aber sagen dass es recht schwierig ist mit diesem Patent. Sofern es auch schützenswert ist bzw. war.
Folgender Gedanke:
CCD Kamera, Zeilensensor bzw. Laser, hier ist das Patent ja relativ allgemein gehalten. Keyence, Panasonic oder auch andere bauen solche Kameras bzw. Sensoren, alles frei käuflich zu erwerben. Wenn jetzt so etwas von diesem Forum hier entwickelt wird, und als Einzelteil verkauft wird, der Nutzer sich dann den Code und die Verkabelung selbst macht und für seinen Einsatzzweckt anpasst, ist das denn jetzt eine Patentverletzung? >< Ich glaube nein.
Das Problem ist dass solche Firmen wie Stratasys alles anmelden was sie meinen anmelden zu können. Wenn jetzt ein 3D Druckerbauer das in seine Maschine einbaut schaut die Geschichte ein wenig anders aus. Der wird auf 100 Mio. Bucks verklagt und kann Harz IV beantragen. Verkauft er das Ding aber in Einzelteilen, hat er kein Problem>< >< und hier gibt es gleich einen doppelten!!!!
In wie weit das Patent dann aber auch noch für D gilt müsste man klären. Also, kein Kopf machen, einfach machen und schauen was dabei raus kommt. Oder ist das Kickstarter Projekt verklagt worden? Wäre interessant in wie weit dieser Mensch Schwierigkeiten bekommen hat oder auch nicht.
Gruß
Mirco

Ich hab schon ein Kickstarter Projekt verloren, weil eine Objektiv Firma dann doch "plötzlich" ein Patent aus der Tasche zog und den Macher des Projektes mit Klage drohte. Schon das Drohen hat da ausgereicht, um den Mann abzuwürgen. Ein Patent erteilt bekommen, und das dann verteidigen oder auch wenn ein anderer es angreift für immer zu ernormen Kosten auf beiden Seiten. Die einzigen die da Gewinnen sind die Patentanwälte... Meistens dienen die Patente doch nur zur Abschreckung von anderen.

Ich wollte mal schauen, ob es weitere Entwicklungen in Sachen Filament-Messung gibt.

Ich hab jetzt 6 verschiedenfarbige ABS-Proben im Drucker, die sehr unterschiedlich im Durchmesser sind. OK, ich könnte für jedes Material ein eigenes Profil anlegen - oder es automatisch messen lassen.
Im Zeitalter der Minicomputer (Raspberry, Arduino und Co.) würde ich denen das gerne überlassen.

Ich bin leider niemand, der sich mit Elektronik und Software auskennt - bin halt eher der Handwerker

Achim

Hi Achim,
Ich bin noch immer dabei den Drucker selbst in den Griff zu bekommen. Die Messung ist aber noch auf dem Zettel.
Könntest du vielleicht ein paar Zentimeter deiner Filamente als Proben spendieren? 4-5 Zentimeter reichen da völlig.

Gruss
Matthias

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 08.10.13 03:14.

Ich wollte das Thema noch mal hochschieben, mit folgendem Link -> [plus.google.com]

Und einem mechanischen Ansatz, dies hier -> [www.thingiverse.com]
Da der Anbieter des E-Bay Angebotes nicht nach Deutschland liefert, hab ich mir mal dieses bestellt. -> [www.ebay.de]
Mal sehen, ob man da einen Ausgang für Drähte findet -> ich werde, wenn es da ist, mal den Schraubendreher ansetzen und berichten

Achim

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.11.13 04:12.

Ich habe die "E-Bay" "Digital Thickness Gauge" auf dem Schreibtisch.
(+) Eine (starke - kann man wechseln) Federn drückt immer gleichmäßig aufs Material
(-) Keine Möglichkeit, eines digitalen Abgriffs, ich hatte das Ding auf - ist nicht so gut für eine Automatik

Also - für die Tonne

Achim

Was heißt kein Abgriff für digital?

---

mfg Ralf

Prusa i2 - Ramps 1.4 | DDP | Mk2a | Direktdrive - 0,4er Düse und Prusa i2 (Umbau) Gen7 v1.5 | DDP | Kapton-Heater 12V | Direktdrive V3 - 1,75mm + 0,5er Düse
FW-Repetier v1.92.8 + Host v2.1.3 | Skeinfore v12.03.14 | Sparkcube v1.1XL 300mm-Z im Bau

Ich will den Ablesewert nicht mit den Augen, sondern per Kabel und Arduino automatisch ablesen lassen. Auf der internen Platine sind keine Anschlüsse vorhanden.
Es gibt digitale Messschieber, da ist eine Öffnung für einen RS1 Stecker, es gibt auch welche, da ist zwar keine Öffnung für einen Anschluß, intern ist aber alles vorhanden.

Achim

Aha jetzt. ...

Das war eben mein Gedanke. Keine Buchse oder Öffnung aber die Anschlussflächen vorhanden!
Das ist natürlich sehr ärgerlich.
Ich weiß schon wo du drauf hin zielst. Die ehemals 2x24bit von Messgerät einlesen und dann schön ausgeben oder weiterverarbeiten.
Neuere billig Messschieber bringen übrigens nur noch 22bit zum verarbeiten.

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mfg Ralf

Prusa i2 - Ramps 1.4 | DDP | Mk2a | Direktdrive - 0,4er Düse und Prusa i2 (Umbau) Gen7 v1.5 | DDP | Kapton-Heater 12V | Direktdrive V3 - 1,75mm + 0,5er Düse
FW-Repetier v1.92.8 + Host v2.1.3 | Skeinfore v12.03.14 | Sparkcube v1.1XL 300mm-Z im Bau