Turborg : Anycubic i3 Mega-S "on steroids" (SKR 1.4 Turbo + TFT35)

[Lidocain777]

Allez, je me lance ! J'espère penser à alimenter ce topic.

C'est un des projets du moment dans mon modeste atelier (avec la conception d'un automate pour mon groupe *) : passer ma i3M-S en version "sous stéroïdes".
De la même façon que les consoles ont évolué au fur et à mesure des générations, passant d'une archi 8-bits vers une archi en 16 puis 32-bits jusqu'aux monstres actuels, chaque nouvelle génération surpassant la précédente, les imprimantes 3D évoluent aussi. Et vu que les cartes 32-bits sont abordables pour la plupart, pourquoi s'en priver ?

La base actuelle est la suivante :

• Trigorilla 1.1 + TMC2208 (non UART)
• BL-Touch
• Plateau en alu de 3mm d'épaisseur + heater en silicone (220V / 500W), plaque d'impression magnétique double face en acier ressort enduit de PEI (lisse et texturé)
• Rails linéaires sur l'axe Y (les guides originaux ont fini par ployer)
• Marlin 2.0.7.2 (customisé maison)
• Bonus : heatbreak all-metal sur la tête d'impression d'origine (j'ai la flemme de passer sur une V6 pour le moment). J'ai le lien dans un coin au cas où vous seriez intéressés ou simplement curieux. ^^

Pas vraiment "stock" (seul l'essentiel a été indiqué). Mais elle fonctionne très bien, voire mieux qu'à l'origine.

Donc... passons au vif du sujet. C'est encore un WIP (Work In Progress), toutes les problématiques n'ont pas encore été solutionnées.

Niveau hardware, j'ai choisi de partir sur une SKR 1.4 Turbo ainsi que des TMC2209 en UART, ainsi que de virer absolument TOUTES les cartes additionnelles attachées à la Trigorilla actuelle.
Je n'ai jamais vraiment compris l'intérêt de ces add-in boards. Pour moi, ça complique de manière inutile l'imprimante, notamment la maintenance. Il en va de même pour l'add-in board présente sur le bloc d'impression, qui a rendu l'ajout d'une BL-Touch assez ... touchy. J'ai pas mal galéré pour souder ces deux foutus fils d'alimentation sur les bonnes broches de cette carte additionnelle. Du coup, le tout est sécurisé avec de la colle chaude en plus des soudures.

Toutes ces cartes seront, in fine, retirées et ne seront pas réutilisées sur la SKR. Ce sera du point-à-point, à l'ancienne, bien qu'un connecteur Molex Microfit en 3x2 soit prévu au niveau du bloc d'impression (pour switcher facilement entre différentes hotends, à terme). Des câbles plus sont pour les moteurs sont déjà en stock, il restera des câbles à préparer pour le reste (sauf les 3 fils "servo" de la BL-Touch : j'ai déjà intégré ça avec un Mini-XLR sur le côté droit du châssis).

L'écran TFT d'origine ne fera pas non plus partie des choses conservées. Le tactile, c'est bien, mais une interface plus "simple" est parfois mieux.
Le TFT35 V3 de BigTreeTech réunissant le meilleur des deux mondes, BINGO.

Niveau alimentation, je ne sais pas si l'actuelle (une 350W) sera conservée ou si une autre sera acquise. Le lit chauffant fonctionnant sur 220V (avec SSR, bien sûr), l'alimentation 12V n'a plus à fournir les 11A que l'ancien système demandait. Ça fait donc 11A de gagnés, donc peut-être qu'une 15A suffirait. Je ne sais pas...

De même, j'ignore encore si, à terme, l'imprimante passera en 24V. Ce serait préférable sur certains aspects, mais pose d'autres questions (notamment les ventilateurs. La cartouche chauffante n'est pas un souci, la solution est immédiate). A voir ...

NIveau software, j'ai repris la base du Marlin 2.0.7.2 que j'avais adapté pour la Trigorilla, et l'ai adapté à la SKR. Le temps du développement/bricolage, la SKR et le TFT35 ont été (et sont toujours) surélevés via des entretoises en nylon et vissés sur une plaque de bois (la "Dev Board"), le tout alimenté (pour tester le montage hors impression) via un transfo 12V/10A qui sert normalement pour l'automate.
A l'heure actuelle, la base du firmware est faite. La config est super simple, je passe par PlatformIO pour débloquer les features voulues et spécifiques sur cet ensemble hadware affectueusement nommé... Turborg (combinaison de Turbo et Borg/Cyborg).

Résumé des trucs :

• Adaptation du firmware à la SKR + TF35 : fait
• TMC2209 UART : fait
• Intégration de la SKR dans le châssis : à faire. J'ai quelques pistes, sûrement 2 petites pièces à imprimer en PETG.
• Intégration du TFT dans le châssis : à faire. Je ne sais pas encore si la Dremel sera de sortie pour ajuster la découpe, ou si un adaptateur sera utilisé pour clipser le tout dans la découpe d'origine ...
• Câblage général : à faire
• Passage en 24V : ?
• Alimentation plus "light" : ?

Si vous avez des remarques, questions, suggestions, go !

* à aborder éventuellement sur un autre topic, si c'est ok ?

[divers]

Par curiosité, quel est ton but dans ce projet, c’est t’amuser à modifier ta bécane quitte à y consacrer énormément de temps ou améliorer ta bécane pour éviter d’en acheter une plus performante.

[Lidocain777]

Il y a 4 heures, divers a dit :

Par curiosité, quel est ton but dans ce projet, c’est t’amuser à modifier ta bécane quitte à y consacrer énormément de temps ou améliorer ta bécane pour éviter d’en acheter une plus performante.

Il y a un peu des deux, et surtout la rendre plus performante / moderne. C'est, en quelque sorte, un investissement sur le long terme : utiliser cette imprimante le plus longtemps possible.

[Lidocain777]

Update 13/06/2021 (ou 14/06 ?) :

Ça fait un moment que je n'ai rien mis ici. ^^' Entre le boulot et les obligations musicales, ça n'a pas été facile de trouver du temps pour ENFIN débuter sérieusement cet upgrade.

En cours de route, certaines choses se sont révélées comme pas forcément optimales ou nécessaires. Notamment en terme d'affichage.
Ayant migré vers Klipper il y a quelques temps (en alternance avec Marlin, ça dépend des moments et des projets) en gardant la Trigorilla 8-bits à titre d'expérience, l'afficheur envisagé (TFT35 V3 de BigTreeTech) s'est avéré un choix discutable de ma part.
In fine, le tactile, je m'en balance un peu ; de plus, l'intégration du TFT35 me posait plus d'interrogations que nécessaire. Je le garde pour le moment, il servira probablement à une prochaine imprimante. Les menus classiques par sélection via encodeur semblent, au vu de mes habitudes, un bien meilleur choix.

DONC : un Fysetc 12864 2.1 "Neopixel" remplace de manière permanente le TFT d'origine. 2.4'', ni trop petit ni trop grand, pas compliqué à intégrer à un projet, et suffisamment personnalisable niveau couleur.
A ce sujet, j'ai opté pour une couleur "perso" (vert clair), les couleurs "stock" n'étant pas hyper bien calibrées (le orange plus rouge que orange, le jaune plus orange que jaune, etc) ; un petit fix pour améliorer ça sera très sûrement proposé sur le GitHub de Marlin afin de proposer un set de couleurs de base correct.

Ayant eu un peu de temps cet après-midi, j'ai donc débuté la phase 1 : recâblage et intégration du LCD.

Les différents hubs présents dans le châssis ont été préalablement retirés, et la plupart de la connectique retirée et labellisée.
J'avais déjà imprimé les pièces pour le LCD, donc cette partie a été rapide : ajout des inserts M3 en laiton, découpe du plastique sur le châssis de la i3-MS au scalpel, et fixation du tout. Réglé en quelques minutes.

Certains câbles ont été rebranchés dans la foulée, ne nécessitant pas de remplacement ou de rallonge :

• Alimentation 11 A et 5 A
• Thermistance bed
• Liaison SSR / Trigorilla
• Endstop Y
• Câble fait-maison Signal/Gnd/+V pour la BL-Touch (c'est du Mini-XLR vers DuPont 3-points) [cette modif a été faite il y a pas mal de mois déjà, et franchement j'en suis vraiment plutôt satisfait]

Il reste donc à faire, pour la partie câblage "rapidos" :

• Relier les moteurs à la Trigorilla par l'intermédiaire de câbles plus long (déjà en stock depuis un moment)
• Rallonger les câbles des endstops X/Z

Un morceau un peu plus gros est celui concernant le retrait du hub présent dans le X-Carriage.
Pour ça, le câblage sera refait de façon un peu particulière : à l'exception des câbles pour la BLTouch (notamment celui relié à la paire D2/Gnd, endstop X+) qui resteront en DuPont à cet endroit, les autres câbles seront refaits/rallongés pour accepter du JST-XH 2.54mm côté Trigorilla et des connecteurs Molex MicroFit côté X-Carriage.

Révélation

Ce petit détail a son importance : le design en feuille d'alu pliée du X-Carriage a vocation à disparaître très prochainement pour être remplacé par un système plus épuré me permettant de changer facilement de hotend. Ayant deux V6 clone (TriangleLabs et Gulfcoast Robotics) et une Volcano clone (TriangleLabs aussi), ça permettra de passer d'une hotend à une autre facilement en fonction des projets.

L'option "switch rapide de hotend" fait aussi partie d'un projet pour un peu plus tard : passage d'un système d'extrusion Bowden à un système d'extrusion directe (full-direct ou remote direct, c'est à voir).

Voilà pour aujourd'hui !

[Lidocain777]

Allez, un petit update ... Il est tard (ou tôt, selon), mais j'essaie de me tenir à ce log.

La phase "rewiring" pourrait aller plus vite, mais bon, les obligations ... Bref. Ayant pu dégager du temps aujourd'hui hier (le samedi 19 Juin), ça a un peu avancé.
Ont été faits les câblages suivants :

• Moteurs ZL et ZR
• Fan MCU : retrait de la jonction DuPont/DuPont pas super géniale. A la place, j'ai isolé les 2 fils inutilisés sur le ventilo (Noctua), et relié les 2 restant (+12V et GND) à la carte-mère en les soudant à deux fils préalablement sertis (JST XH femelle). C'est déjà plus propre.
• Révision de la connexion de la thermistance du bed vers la Trigorilla. Les deux Wago 2-voies ont été virés et remplacés par un connecteur JST XH 2-points : câble DuPont 2-points femelle -> JST XH 2-points femelle côté Trigorilla, suivi par un JST XH 2-points mâle pour relier à la thermistance.
  Si j'ai choisi ce mode de connexion, c'est parce que, à terme, une plaque en alu de 240x220 surfacée des 2 côtés (en MIC6, ALCA-5 ou ACP5080) et un nivelage sur 3-points sera implémenté. Donc autant prévoir la connectique interchangeable à l'avance, ayant déjà l'élément chauffant aux bonnes dimensions ...
• Check des câbles 3-points (côté Servo) pour la BL-Touch : je garde la connectique actuelle. La liaison DuPont 3-points (F) -> Mini-XLR (interne) -> DuPont répond toujours à mon besoin, donc on laisse comme ça. La connectique BL-Touch côté "Servo" est donc faite (ou plutôt, conservée car ok). A l'occasion, je ferai une petite photo si ça vous branche. La câblerie pour les 2 fils restants n'est pas un problème, je n'aurai à qu'à tirer une rallonge 2-points DuPont -> DuPont vers D2/GND (limit switch X+). 

Pour la plupart des autres câbles à faire, je vais juste faire des câbles aux bonnes dimensions. Les fils reliés aux hubs (aussi bien en entrée qu'en sortie) pourront, pour certains, être réutilisés. Il suffira juste de les couper et de les sertir à nouveau.

J'ai regardé aussi, plus en détail, comment les connexions entre le X-Carriage et la Trigorilla allaient être faites. Sachant qu'il y a la cartouche de chauffe (12V/40W), la thermistance, et 2 ventilos.

En pratique, vu que je fais ça en "point à point" sans mettre les fils de masse en parallèle (en cas de réparation, c'est plus simple), ça fait 8 fils. Il manquerait donc, à première vue, 2 points. Le ventilo attaché au radiateur faisant partie d'un bloc pouvant être remplacé en tant qu'unité, il n'y a pas de problème :

• Le JST relie le ventilo refroidissant le plastique à la Trigorilla (via une extension). Ce ventilo n'a pas besoin d'être changé quand on change de hotend, il est donc "à part".
• Le MicroFit héberge le trio de câbles pour la cartouche chauffante, la thermistance, et le ventilo du heatsink.

Ça avance, doucement, mais ça avance. Demain matin (enfin, toute à l'heure), je prendrai un moment pour faire quelques rallonges à l'avance.

[Lidocain777]

Journal de bord du 23 Juin 2021

Ça avance, ça avance.

Les câble moteur, pour la plupart, ont été refaits. Là où c'était possible, ceux d'origine ont été réutilisés: ajustés en longueur, au besoin, et re-sertis.
Il reste les câbles des endstops ZL/ZR/X à ajuster, et les câbles moteur X/E0 à faire, + un peu d'organisation de la câblerie (les câbles pour la tête d'impression sont à part).

Une chose me titille un petit peu, néanmoins, pour les endstops. Initialement, la BL-Touch utilisait la paire D2/GND (X+), déjà utilisée par le limit switch du moteur ZR. Un port "double emploi". Cela explique pourquoi câbler BL-Touch de cette manière demande des bidouilles pas possibles et super pas propres.

Or, quand on utilise pas la BL-Touch comme limit switch en Z, ça n'a pas la fonction d'un endstop mais plutôt d'un outil auxiliaire (enfin, c'est comme ça que je le vois). Donc, ça serait plus logique de placer les 2 fils BL-Touch sur une paire AUX.
Le capteur de filament, par contre, ça me semblait correct de le laisser en AUX:D43/GND.

Il y a des chances que je recâble un peu différemment :

• Limit switch ZL : Z- (aucun changement)
• Limit switch ZR : Z+ (j'aurais pu garder X+. Mais non, je préfère faire ainsi)
• Paire noir/bleu BL-Touch : AUX:D42 (ou D43 ; c'est inversé par rapport à la sérigraphie, je crois)
• Capteur de filament : AUX:D43 (ou D42, même remarque)

Alors oui, ces changements impliquent des modifications dans Marlin. Refaire l'assignation des broches et changer 2-3 trucs niveau firmware.

Révélation

Dans Marlin, la broche D2, comme tous les endstops, requiert une pull-up si elle est utilisée. On en a donc aussi besoin sur AUX:D42, sauf que ce n'est pas une broche d'endstop ... Quid de la pull-up ?
La Trigorilla est basée sur un AVR 8-bits, c'est un peu comme une carte Arduino+RAMPS Shield condensée. Activer la pull-up sur une broche d'un AVR, c'est très très c*n : SET_INPUT_PULLUP(pin). C'est d'ailleurs ce que fait ENDSTOPPULLUPS (voir endstops.cpp dans Marlin). On ne perd donc pas la pull-up requise sur les limit switches.
Il suffira donc de modifier le pinout de la Trigorilla et d'ajouter la pullup sur la broche voulue. Tout ceci conditionné par PlatformIO.

NB : dans ce processus, la question du "switch rapide de hotend" a été aussi abordée. In fine, je vais me tourner vers une solution qui était pourtant tellement évidente qu'elle en était invisible : extrusion full-direct via un BMG Aero (ou BMG Wind). Il n'y aura qu'à interchanger l'ensemble heatbreak/heat block/nozzle au gré des projets.

[Lidocain777]

* chanson (Joe Dassin) *
Les jours se suivent et se ressemblent ...

En fait non. Pas vraiment.
Jusqu'à il y 5 minutes environ, j'avais enfin presque fini le câblage. Il ne restait que la partie "X Carriage" à finaliser, en remplaçant les Wago de test (pour estimer les longueurs finales) par les connecteurs désirées (un mix de JST 2-pin et de Molex MicroFit 2x3). Les connections avaient été testées au multimètre, et c'était bon.
Seulement, j'avais pas prévu que la Trigorilla me fait encore un coup de Trafalgar. La carte d'origine, une Trigorilla 1.0, m'avait fait exactement la même chose : sans préavis, à l'allumage, elle crame. Enfin, sur la Trigo 1.0, c'était un transistor sur FAN1.
Et là, la Trigorilla 1.1 me fait EXACTEMENT la même chose : un truc crame à l'allumage, mais je n'ai pas encore déterminé quel composant. Est-ce un fusible ou autre chose ? Aucune idée. De toute façon, ne sachant pas remplacer les composants CMS, je ne tenterai pas le coup ! [emoji16]
Cela me force, en parallèle du câblage à finaliser, à enfin utiliser la SKR 1.4 Turbo (même si, in fine, une SKR 2 n'est pas exclue : même taille, mêmes fixations, et 3 fans en PWM). Donc ... Le temps de démonter la Trigorilla 1.1 et d'imprimer un support pour la SKR, retour en mode "Dev Board" avec la SKR et le LCD sur une plaque externe en bois, sur laquelle je bricolerai un support pour mettre un ventilo pour les drivers.
Heureusement, le Marlin adapté à ma config est déjà prêt et compilé, déjà dans la SKR. Donc ça roulera tout seul... Faudra juste revisiter la config pour Klipper, vu que je l'avais basée à l'origine pour la Trigorilla.
Ça m'occupera l'après-midi et une partie de demain. [emoji6]
J'avais un bô tablô pour les connexions à faire (depuis quoi, vers quoi, quel connecteur, quelle longueur, quel nombre de fils), il est bon pour la poubelle.
Ou pas. A adapter à la SKR, du coup.

Edit : le coupable est le régulateur d'entrée (LM2596S-5.0-PF+). Je m'embête pas à le changer, au vu des délais et/ou du prix.

[Lidocain777]

Le montage diabolique remis en fonction. Je continue un câblage temporaire, le temps d'imprimer un support pour la SKR ainsi qu'un conduit pour la ventilation des drivers (un 40x20 sera utilisé à la place du 90x14 actuel, tous deux Noctua).

Envoyé de mon IN2023 en utilisant Tapatalk

[Lidocain777]

17/07/2021 :

Ça avance, ça avance. Le câblage du diable a été réorganisé hier soir, des rallonges temporaires faites et connectées à la SKR toujours externalisée pour le moment. Ça fera le job le temps d'imprimer les deux pièces requises.

Entretemps, j'en ai profité pour faire un check-up des limit switches, ayant eu un doute sur certains. Les X et Y ne comptent pas et sont déconnectés, ces deux axes fonctionnant en sensorless (et ça fonctionne bien). Les limit switches sont juste là pour servir de butée de détection.

Le détecteur de filament et le combo Zmin/Z2min m'a un peu fait cogiter, en revanche. Aucun souci pour Zmin (moteur de gauche), en revanche ... pas la même tisane pour les deux autres.
En remettant le nez dans le pinout de la SKR et la config "SKR stock" de Marlin, j'avais quelques incohérences, ainsi qu'une broche en trop sur le driver Z2 (broche "diag" non retirée... j'aurais dû le voir, pourtant). Après avoir effectué les opérations requises, le capteur de filament reportait correctement son état (open en présence de filament, TRIGGERED en absence de ce dernier) et le second limit switch pour Z2 (PWRDET / Zmax) fonctionnait comme attendu en tandem avec Zmin.
All good, tout est bon, tout fonctionne comme voulu. On va pouvoir passer à la réalisation du support de conversion Trigorilla/SKR et du conduit pour refroidir les steppers (sûrement avec un 4x20), et effectuer le câblage définitif.

Au passage, j'en ai profité pour "aérer" un peu le bloc de la tête d'impression (et le poncer/polir). La cage autour n'était pas hyper géniale, ça empêchait de voir pas mal de trucs. Niveau poids, ça n'a probablement pas retiré beaucoup (c'est de l'alu fin, pas lourd), mais c'est toujours ça de gagné vers un système aussi léger que possible.

La suite au prochain numéro !