Průša i3 MK3 po roce - smrt a upgrade na MK3S

V těchto dnech je to přesně rok, co mám doma 3D tiskárnu Průša i3 MK3 (po předchozích RepRap Air ze dřeva a originální Průša i3 MK2). Po úvodních problémech způsobených jen a pouze vadným filamentem (sice od Průši, ale fakticky z Plasty Mladeč, kde tehdy globální dodavatel poslal várku PET granulí s jinou tavnou teplotou a všechno se tím podělalo) jsem se s MK3 spřátelil a teď po roce jsem s ní byl tak spokojen, že jsem se rozhodl napsat pochvalný blog post. Měl začínat těmito slovy:

Průša i3 MK3 po roce - perfektní a spolehlivý pracant

Bohužel, jak se mi stává naprosto pravidelně, nejsilnější zákon Vesmíru (tzv. Zákon schválnosti) tvrdě zakročil, a tak dneska píšu blog post s úplně jiným názvem. I když ono to vlastně celé bylo ještě o stupeň složitější a tím i horší.

Celý příběh je, že koncem února 2019, tedy nějaký rok a půl po vydání verze MK3, se Prusa Research rozhodli vydat novou verzi 3D tiskárny nazvanou MK3S. Hlavní (jediné?) změny jsou na extruderu, který je kompletně předělaný pro jednodušší servis, a především je tu úplně jiný senzor filamentu. Od původně božího laserového, který měl detekovat nejen chybějící, ale i zaseklý filament, nakonec po hrozných zkušenostech zákazníků ustoupili k obyčejnému mechanickému detektoru přítomnosti filamentu (nikoliv detektoru zaseknutí filamentu - tuto super schopnost myslím MK3S oproti MK3 nemá).

Pravda je, že i mně ten laserový detektor párkrát selhal u bílého filamentu, takže by mi nevadilo přejít na spolehlivější. Další dobrou změnou, která ale přišla už asi před půl rokem, je výkonnější chlazení díky naklonění ventilátoru o 45 °. To bych také přivítal, ale nechtělo se mi to před půl rokem řešit, protože extruder je ta zdaleka nejsložitější věc na celé tiskárně - rozdělat a složit ho trvá nejméně 6 hodin. Tiskárna mi tiskla opravdu dobře a jak se říká "když něco funguje, tak na to nesahej!", takže jsem to nechával být.

Když teď ale přišla možnost kompletního upgrade na MK3S, tak jsem si říkal, že bych už do toho šel. Ostatně reklamní kampaň opět a znovu slibovala vyšší rychlost tisku (podobně jako při vydání MK3, kde to ale bohužel byla lež - MK3 tiskne pomaleji než MK2, to jsem jim tehdy skočil na špek). Rychlost tisku je důležitý faktor, funkční detektor filamentu je vhodný (jinak jsem ho u tisku bílých věcí musel vypínat), a navíc to lepší chlazení - tak teda dobře, upgrade na MK3S jsem si objednal.

Upgrade na MK3S ovšem vyžaduje asi 10 nových plastových dílů, které si člověk v duchu RepRap vytiskne doma sám ještě předtím, než tiskárnu rozdělá. Firma mu na to dokonce pošle 300 gramů svého nového krásného černého PETG Prusamentu, tedy podomácku vyráběného filamentu. Ten jsem chtěl už asi rok vyzkoušet, protože mi na osobní návštěvě sám pan Josef Průša říkal, že jejich PETG bude lepší než PETG jiných výrobců díky tajné příměsi, takže to byla další zabitá moucha jednou ranou (nemusel jsem ho kupovat a přesto jsem ho mohl zkusit, jak tiskne).

Co se ale nestalo: upgrade na MK3S odesílají mnoho týdnů po objednání (a zaplacení), a tak než jsem se dočkal balíčku, jednoho krásného dne (17. března), zcela neočekávaně, mi umřela tiskárna!! Prostě jsem zahájil tisk jako každý jiný, ale při úvodním očichávání devíti kontrolních bodů tiskárna naráz u třetího zahlásila "bod nenalezen". Že se poté zbláznil firmware tiskárny, ta vyjela extruderem nahoru a mlátila jím tam o dorazy tak dlouho, že se málem celá rozbila, je už jen taková "třešnička na dortu". Naštěstí jsem u toho by a vypl jsem ji.

Pak jsem to začal celé studovat a analyzovat, což zabralo nejméně dva plné dny tápání, hledání, studování ve fórech, ptaní se známých i neznámých atd. Samozřejmě jsem napsal i do firmy Průša, vždyť tiskárna je v záruce, ovšem na emaily tam odpovídají nejdřív třetí den, což bylo na mě moc dlouho - tiskárnu potřebuju denně, tisknu teď pořád něco. Problém byl celou dobu v "Kalibraci XYZ", kdy levý přední kontrolní bod sonda PINDA spolehlivě našla, ale pravý přední bod už neviděla. Detaily i s videem jsem napsal na můj profil na Nerdice, kam jsem se nedávno s krátkými denními zprávami přestěhoval z umírajícího Google Plus, takže vás tu tím nebudu unavovat.

Nakonec to bylo skutečně pokaženým senzorem PINDA, kdy v jeho kablíku (který nejde odpojit a vyměnit) se ze čtyř drátečků nalomil jeden tak nešikovně, že při pohybu sondy po ose X po většinu rozsahu fungoval, ale v pravé krajní poloze ne - tam hlásil, že PINDA vidí kontrolní body všude. Což firmware vyhodnotil, jako že pravý kontrolní bod někam zmizel a přes tuto fázi nebylo možné pokračovat, takže nešlo ani tisknout.

extruder zezadu - ve svazku ohnutých drátů dojde opakovanými pohyby k nalomení

Tudíž jsem se s dodavatelem domluvil na dodání nové sondy PINDA a podařilo se mi jej přesvědčit, že by se hodilo poslat mi zároveň i dlouho zaplacený upgrade na MK3S, ať nemusím ten hrozný extruder rozdělávat dvakrát - jednou kvůli výměně sondy a podruhé kvůli upgrade. Za dva dny jsem měl doma balíček a mohl jsem začít řešit nový problém:

Jak/kde vytisknout plastové díly na upgrade tiskárny, když tiskárna nefunguje?

Naštěstí jsem před 14 měsíci prodal předchozí tiskárnu i3 MK2 tak blízko, že jsem na ní mohl teď v nouzi potřebné díly vytisknout. Jak rád jsem ji znovu viděl! Pořád pracuje jako ďas, nezná únavu, šlape výborně. Akorát jsem už zapomněl, jaké peklo to je, když PETG díly nejdou z PEI podložky odtrhnout. Zlatá MK3 s pružným ocelovým plátem, který stačí prohnout! U MK2 jsem opět špachtlí akorát ničil rohy výtisků a drtil PEI podložku. Nakonec se to všechno jaksi povedlo utrhnout a tady to je:

Pak už jen stačilo sehnat 6 hodin času a pustit se do upgrade extruderu z MK3 na MK3S. Ten proběhl bez větších komplikací, návod je opět detailní a prakticky bez chyb. Po zapnutí a úvodní kalibraci mě tiskárna přivítala nejlepší možnou zprávou:

Kontrolní výtisk speciálního testu zkoušejícího 20 různých věcí (nalezeno zde: https://www.thingiverse.com/thing:1363023) dopadl myslím výborně:

Závěr? Pro úspěšné provozování 3D tisku je potřeba mít po ruce ne jednu, ale nejméně dvě tiskárny. Když jedna zapadne do bažiny problémů, druhá jí může podat pomocnou ruku strunu a vytisknout jí medicínu. Paradoxně tu nejnovější MK3 tiskárnu musel tahat z bryndy starší, spolehlivější model MK2. Tak snad jsem si vybral smůlu aspoň na tři roky dopředu a budu teď tisknout denně bez problémů, protože moje elektro výtvory jsou bez krabiček z 3D tiskárny úplně namydlené :-)

Tepelné čerpadlo k bazénu

Zima i v létě

Před delší dobou jsem na zahradě postavil bazén, který se docela osvědčil. Bohužel poslední dobou léta jaksi nejsou, co bývala, a tak se voda slunečním svitem málokdy ohřeje na koupatelnou teplotu pro zhýčkané jedince (tj. nad 25 ℃). Nějakou dobu jsem vymýšlel různé systémy černých hadic na střeše (a podobné solární vynálezy), až jsem nakonec usoudil, že na Slunce není spolehnutí a koupil si tepelné čerpadlo.

Tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo je zařízení pro domácí boj proti globálnímu oteplování. Obsahuje velký ventilátor, který prohání vzduch z okolního prostředí přes výměník tepla, ve kterém se rozpíná nějaké chladivo, takže je studený. Cílem je ochladit vzduch na zahradě zhruba o 5 - 10 ℃ a tak drobně přispět k ochlazení atmosféry planety Země, která se dramaticky ohřívá kvůli dobytku na pastvě vypouštějícímu metan. 

Prakticky tedy člověk zaplatí jen čerpadlo (10-50 tisíc Kč) a pak elektřinu (2-5 Kč/hod) a už může bojovat proti změnám klimatu. Drobnou výhodou tohoto marného boje s větrnými mlýny je, že při takovém domácím ochlazování atmosféry vzniká odpadní teplo, kterým je možné ohřívat vodu v bazénu. Dalším odpadním produktem je voda, zkondenzovaná přímo ze vzduchu. To se může hodit například na poušti - nebo u nás se s ní dá doplňovat voda v bazénu, kde stejně pořád chybí.

Mountfield

Tepelná čerpadla k bazénům se prodávají všude možně a za různé ceny. Moje čerpadlo jsem koupil v Mountfieldu, což je čínský řetězec prodejen předražené zahradní techniky, kterému z původní české minulosti zůstala (kromě Kola štěstí) ještě jedna zajímavá věc: cena zboží zde v průběhu roku divoce kolísá. Pokud má člověk nervy pokerového hráče světového formátu, může si vyhlédnout zboží a pak čekat, čekat a čekat, až se jeho cena změní na přijatelnou, což je obvykle půl roku poté, kdy bylo potřeba to zboží koupit. Tj. lyže v létě (ty se tam ale neprodávají), a čerpadla k bazénu v zimě.

Konkrétně můj 5kW typ stál loni v létě 32 990 Kč. Na svatého Štěpána jsem ho ale pořídil za 10 993 Kč.

Příkon, výkon a doba ohřevu

Tepelné čerpadlo je samozřejmě dobré koupit co nejvýkonnější, ale to zase nepříjemně leze do peněženky. Proto jsem zvolil kompromis a vybral čerpadlo s jmenovitým elektrickým příkonem 1,03 kW a slibovaným tepelným výkonem 5 kW (to není perpetuum mobile, jen se přečerpává teplo ze vzduchu do vody). Takové čerpadlo prý stačí na bazény s objemem až 35 kubíků vody. Ovšem jak dlouho by se takový objem vody ohříval? V internetových diskusích (i přímo na stránkách prodejce) najdete mnoho protichůdných nepodložených názorů typu "ohřálo nám to bazén o 5 stupňů za odpoledne", anebo "vůbec nám to neohřívá, je to krám". Přitom se to dá jednoduše a přesně kalorimetricky spočítat, takže člověk nemusí kupovat zajíce v pytli. Pojďme si to propočítat pro modelový příklad 30kubíkového bazénu:

Měrná tepelná kapacita vody je 4180 J ∙ K−1 ∙ kg−1, vody v bazénu je 30 tun, takže na zvýšení teploty o 1 Kelvin potřebujeme 125.400.000 J, což je téměř 35 kWh. Čerpadlo v dobrých podmínkách (vzduch má alespoň 15 ℃) dodává 5 kWh tepla, takže (za předpokladu ideálního předání tepelné energie) 30 kubíků vody v bazénu ohřeje o 1 ℃ za 7 hodin (tedy o 2 stupně za 14 hodin, o 3 stupně za 21 hodin atd.). Jednoduché, že? Akorát to platí pouze za ideálních podmínek, tj. hladina vody i boky a dno bazénu musí být neprodyšně pokryty 20cm vrstvou pěnového polystyrenu. V opačném případě nám především odpar vody a ochlazování při teplotě okolí nižší než požadovaná teplota vody (tj. typicky v noci) výpočtem pěkně zamíchá - čerpadlo sice za celou noc dokáže ohřát vodu o 1 stupeň, ovšem voda mezitím o 2 stupně zchládne, protože je v noci zima. Takže je sice ráno voda chladnější než večer, ale pořád je v ní napumpována hromada energie, takže za několik dní voda přecejen dosáhne kýžené teploty.

Instalace svépomocí

Prodejce nabízí instalaci ve své režii, ale na Silvestra byli rádi, že přes hromady sněhu čerpadlo vůbec dovezli k domu, a o instalaci jsme se tak vůbec nebavili. Stejně jsem si ho chtěl nainstalovat sám, protože trpím žiji pocitem, že sám si to udělám vždycky nejlépe. Nejdříve jsem se rozhodl svařit velmi komplikovaný rám, který umožní umístit čerpadlo na zcela nerovný terén:

V další fázi jsem si usmyslel, že 3D vytisknu speciální antivibrační podložky pod ten ocelový rám. Měl jsem totiž podezření, že čerpadlo bude za chodu vibrovat a nechtěl jsem, aby mi poskakovalo po terase, nebo aby mi drnčely hrníčky doma v kuchyni, kdybych čerpadlo přišrouboval napevno k dlažbě a vibrace se tak šířily celým domem. Takže jsem si sedl k Onshape a dlouze navrhoval něco, o čem jsem věřil, že pohltí vibrace:

Takové antivibrační podložky samozřejmě nedává smysl vytisknout z tvrdého plastu, tak jsem to pojal jako záminku seznámit se s plastem pružným a objednal si špulku "TPU" od Devil Design. 3D tisk z TPU se liší od tisku například z PETG jen v tom, že je 3x pomalejší, jinak je všechno stejné. Takže jsem si sice počkal, ale nakonec z tiskárny vypadly krásné podložky, které byly skutečně pružné! Nasadil jsem je na ocelový rám a umístil do finální pozice:

V dalším kroku bylo potřeba provrtat zeď do místnosti, kde je schovaná filtrace bazénové vody. Totiž to tepelné čerpadlo je nutno zapojit do okruhu filtrace vody. Dlouho jsem to chtěl udělat jinak (s pomocí druhého čerpadla vody a druhých hadic vedoucích do bazénu), ale nakonec jsem dostal rozum a raději provrtal zeď. Na to byl potřeba vrták o průměru alespoň 50 mm, protože všechno u bazénu se dělá z trubek o vnějším průměru 50 mm. V půjčovně nářadí mi půjčili obří stroj, a do něj největší vrták, jaký se dělá - 51mm. Vyvrtal jsem dva otvory podle vývodů z čerpadla a pak zjistil, že se do děr nevejde tvrdá bazénová trubka - setina milimetru někde chyběla! Pak jsem ale vzal pružnou trubku (taky o průměru 50 mm) a ta se mi tam po větším úsilí nasoukat/našroubovat/zarazit povedla:

V okruhu filtrace je potom potřeba najít místo někde mezi výstupem z filtru a vstupem do bazénu, kde je nutno vřadit odbočku pro přesměrování toku vody přes tepelné čerpadlo. Ovšem nestačí to udělat jednoduše, ale odborníci tvrdí, že je nutno vytvořit takovou konstrukci složenou ze tří ventilů, kterými je možné následně řídit, kam kolik vody poteče:

Mimochodem, práce s těmito bazénovými věcmi je poměrně jednoduchá. Nejdřív jsem z toho měl docela restekp, ale pak jsem si prohlédl instruktážní videa na Bazenonline.cz a šel jsem do toho. Je to vlastně taková pěkná skládanka, lepší jak nějaké lego:

Akorát mě trošku zarazilo, že ta pružná trubka, kterou jsem nakonec používal na všechna delší vedení, nejde nasucho (při nácviku rozměrů) zarazit do žádné spojky ani kolena, a to ani s použitím brutálního násilí. Naštěstí ale stačí namazat lepidlem a jde to zasunout na doraz jako po másle. Mimochodem, kvůli tomu lepidlu je také všechno jen na jeden pokus - takže dvakrát měř a jednou lep, za 5 sekund po spojení už to nejde nijak rozdělat a spravit.

První spuštění

Po rozšíření filtračního okruhu o projížďku vody tepelným čerpadlem už stačilo celý systém jen spustit. Při prvním spuštění jsem měl za úkol nějak manipulovat s těmi třemi kulovými ventily a jejich kombinací nastavit správnou rychlost a objem vody protékající čerpadlem a ještě přiškrtit na výstupu, aby v čerpadle byl tlak v rozmezí 2,1 - 4,5 baru. Ovšem v mém případě stačilo oba ventily na okruhu tepelného čerpadla otevřít naplno (a samozřejmě naplno zavřít ventil zkratující rozšířený okruh) - tlak v tepelném čerpadle se ustálil na 2,3 baru, což je v doporučeném rozsahu. Tudíž ty tři kulové ventily jsou u mě na dvě věci. Nevadí...

Běžící tepelné čerpadlo skutečně ochlazuje vzduch, takže vlastně klimatizuji celou planetu. U ventilátoru je v parném dni docela příjemné posezení. Skočil jsem nadšeně do bazénu a čekal u trysek, kdy z nich začne stříkat horká voda, ale nedočkal jsem se. Zřejmě se voda při průletu čerpadlem ohřeje jen o malý zlomek, takže na ruce to cítit není. Stačilo ale vydržet pár hodin, kdy Slunce svítilo nejvyšším výkonem (20 kW jen pro můj bazén!) a čerpadlo hučelo na max, a dočkal jsem se teploty, při které do vody vstupují i ženy!

Další tuning

Elektroinstalaci ještě nemám zcela vyřešenou, protože jsem musel přednostně začít řešit kryt čerpadla před nepřízní počasí. Výrobce totiž žádá, ať čerpadlo ukryjeme před Sluncem a deštěm, takže jsem opět povolal do práce mou 3D tiskárnu a vytiskl si na míru krásnou střešní konstrukci:

Výplň (infill) jsem nastavil jen 5%, ale přesto je výsledný výrobek z PETG velmi pevný!

Promakaný model dávám k dispozici všem - dá se krásně nacvaknout na čerpadlo a dobře tam drží.

Na tyto "krovy" nyní stačí přilepit nějaké vhodné plotny a stříška bude hotová. K elektroinstalaci se vrátím posléze - musím si ještě ujasnit, jestli se spolehnu na digitální ovládání tepelného čerpadla, které si umí dokonce samo zapnout i externí vodní čerpadlo, když potřebuje, anebo jestli zůstanu u stávajícího ovládání spínacími hodinami, kdy čerpadlo své chytré řízení dle času a teploty vody vůbec nevyužije.

První zkušenosti s 3D tiskárnou i3 MK3

i3 MK2 → i3 MK3

Nedávno jsem si koupil českou 3D tiskárnu i3 MK2 (vyrobenou firmou Prusa Research s hrdostí v Praze) a byl jsem z ní úplně nadšený. Ovšem mé nadšení po necelém roce radostného tisknutí notně zchladilo oznámení výrobce, že na podzim 2017 vydá novou, revoluční verzi i3 MK3. Okamžitě jsem po ní zatoužil - tedy přesněji jsem zatoužil po nové tiskové podložce (pružném ocelovém plátu), která by mi umožnila oddělovat mé výtisky z PETG materiálu jednoduše prohnutím plechu, místo ničením celé tiskárny, jak se snažím ty výtisky utrhnout nebo dokonce odseknout z podložky (PETG drží na PEI opravdu fest).

Nejdřív jsem zvažoval, že koupím jen částečný upgrade z MK2 na MK2.5, ale chybělo mi tam to nové 24V napájení, které prý umožňuje běhat motorům mnohem rychleji, takže tisk na MK3 je hotový mnohem dříve než na MK2 (a asi i na MK2.5). Navíc jsem si říkal, že 24V vyhřívání tiskové podložky MK52 dodá čtyřnásobný výkon než 12V u MK42, takže nebudu čekat minutu na nahřátí před tiskem, ale jen 15 sekund. Proto jsem nakonec týden před Vánoci 2017 objednal celou novou i3 MK3.

Postav si sám

Po mnoha týdnech čekání mi začátkem března dorazila krabice s pravými medvídky Haribo (to mě potěšilo - u předchozí MK2 jsem měl nějaké nedobré kostky) a novou tiskárnou. Sestavit ji bylo velmi jednoduché a příjemné, neboť se tam už neopakoval ten zavilý souboj se šesti závitovými tyčemi a 24 matičkami, kdy z nich člověk zkouší sestavit rám. U i3 MK3 je rám z profilů, které stačí sešroubovat a je to. Teda není to, je nutné to i tady zkontrolovat, protože i teď to jde při utahování zkřížit, ale když je člověk pečlivý, tak to rychle dá. Mě to dokonce tak bavilo, že jsem si ten rám po sestavení celý rozdělal a složil znovu, jen abych si to užil. Zbytek stavby tiskárny je opět pohodový, pokud člověk přesně následuje návod a dává pozor i na délku šroubků (jinak musí rozdělat půl extruderu, jako já :).

Jedno podivné zaškobrtnutí v mém případě přece jen bylo - koncem ledna 2018 Josef Průša vyhlásil na blogu, že od teď mají nové plastové díly, tak jsem je chtěl dostat - to se mi povedlo, akorát balení šroubků odpovídalo ještě předchozím plastovým dílům. Takže při kompletaci mé krabice asi řádil nějaký šotek. Naštěstí je v balení sáček s náhradními šroubky, takže se mi vše povedlo sestavit bez dokupování čehokoliv. Akorát jsem se spojil s podporou, že mám v balení ještě to pevné plastové opletení kabelu k topení podložky, které v lednu také opustili, protože to prý některým zákazníkům vytrhávalo termistory - tak mi do týdne přišlo to děrované opletení a bylo vše v cajku.

První tisk

Před prvním tiskem jsem nasadil už dříve objednanou silikonovou ponožku přímo od E3D (výrobce hotendu). Ta chrání okolí trysky, vlastně celý hotend, od zalepení z roztopeného plastu (zvlášť můj oblíbený PETG materiál se rád nalepí na hotend). Nejdřív jsem musel tisknout z PLA, jak vyžaduje firmware tiskárny (před prvním tiskem jsem též nasadil nejnovější stabilní firmware, který se už dva měsíce drží na verzi 3.1.3).

Poté jsem už přešel na PETG, ze kterého tisknu všechno, neboť velmi dobře kombinuje kladné vlastnosti z PLA i ABS a nemá prakticky žádné zápory. Měl jsem doma nějaké zbytky Prusa PETG z předchozí tiskárny, a s novou tiskárnou jsem si rovnou koupil i novou cívku černého Prusa PETG. V tu chvíli také začaly problémy, ale o těch až kousek níže. Nejdřív to pozitivní...

Pozitivní zážitky

Určitě dobře znáte všechny výhody i3 MK3, jsouce dobře zmasírování reklamou, podobně jako já. Proto tu potvrdím jen některé drobnosti: tiskárna je skutečně velmi tichá, pokud se hlava pohybuje v malém rozsahu, tak do 3-5 cm (třeba infill malého objektu). Dále senzor filamentu zjednodušuje zakládání nové struny (stačí zastrčit strunu do otvoru a tiskárna si ji sama natáhne). A nakonec to hlavní - pružná tisková podložka je skutečně super, té blahořečím kdykoliv sundávám jakýkoliv větší objekt. Prostě jen prohnu plech a výtisk se odloupne sám. Super!

Nečekaná překvapení (ne pozitivní)

Tiskárna umí velmi překvapit, pokud potřebuje přejet hlavou větší kus podložky (řekněme nad 10 cm). V tu chvíli hrnčí/řinčí úplně stejně jako MK2, možná ještě víc. Po pasáži tichého tisku to trošku zaskočí. Zřejmě rezonanční frekvence rámu nebo něčeho podobného. Nejsem sám, komu to dělá - je o tom řada videí na YT, některá dost výmluvná.

Senzor filamentu umí pěkně potrápit. Ne nadarmo jde v nastavení vypnout. Zdá se, že u průhledných plastů nevidí, že se struna posunuje. Mě to ještě nepotkalo, neboť pořád tisknu z černé, ale už jsem psychicky připraven tu laserovou detekci vypnout, protože novou strunu zakládám jednou za měsíc, zatímco nečekaný výpadek tisku (když senzor falešně zahlásí, že struna došla) mě může potkat kdykoliv.

Nová tisková podložka MK52 se nenahřívá čtyřikrát rychleji, jak jsem si z dvojnásobného napětí myslel. Má totiž jinou konstrukci - místo plošného spoje (desky kuprextitu), kterým protéká proud, jsou tu keramická topná tělíska. Čas potřebný pro počáteční zahřátí je tak prakticky stejný jako u MK2. Nechci ani domýšlet, o kolik se prodlouží čekání u MK2.5, kde je taky nová podložka, ale zůstalo jen 12V nahřívací napětí.

Nová tisková podložka zase není ideálně rovná. Má sice devítibodové uchycení (oproti tuším čtyřem bodům u MK42), takže by se měla méně kroutit, ale stejně je to po nahřátí nějaké zvlněné, což je vidět u větších tisků, kdy je první vrstva místy "rozpláclá" moc a kus vedle už zase málo. Anebo je možná podložka v pořádku, ale je to špatně zkalibrováno novou PINDOU, takže se během tisku nepatrně posunuje hlava v ose Z, aby mylně vykalibrovala podložku, a rozhodí to tisk? Nevím.

Nová teplotně kompenzovaná P.I.N.D.A.2 je kapitola sama pro sebe - měla to být chlouba MK3, a zatím je to noční můra. Věnuji jí asi samostatný odstavec níže.

Mimochodem, když už jsem u té podložky s pružným tiskovým plátem: zdá se, že pro PLA a PETG (a mnoho dalších materiálů) je to naprostý ideál, ale umí to pěkně potrápit lidi, kteří ještě tisknou z ABS. Smršťovací síla při chládnutí ABS je totiž tak obrovská, že umí nadzvednout tiskový plát navzdory silným magnetům, které jej normálně drží na podložce! Mně se to tedy neděje, neboť ABS po letech trápení s nejstarší 3D tiskárnou ignoruju, ale jiní tiskaři si už svůj moment překvapení prožili. Možná pomůže přichytit pružný plát po okrajích těmi kancelářskými sponkami, co s nimi běžní 3D tiskaři přichytávají sklo k vytápěné podložce.

Teď třeba o rychlosti tisku: i když mám nové motory na 24 V, i když mám revoluční Trinamic drivery pro krokové motory, i když mám novou elektroniku Einsy (chytrou jako Einstein), tak tisk je ve výsledku pomalejší než na MK2! Důvodem je, že na MK2 funguje linear advance, zatímco na MK3 zatím pořád ne (nový firmware to snad bude umět, ale firmware si zaslouží vlastní hustý odstavec). Takže tady mě koupě nové tiskárny se slibem rychlejšího tisku za 20 tisíc zatím nepotěšila - stará dobrá MK2 je prostě výhodnější (vytiskne více za stejnou dobu).

Je důležité též zmínit, že linear advance umí též zvýšit kvalitu tisku, takže se dá říct, že MK3 tiskne hůře než MK2 (v tuto chvíli - časem snad nový firmware přidá linear advance i pro MK3). Skutečně - na výtiscích z MK3 je na horní straně (v poslední vrstvě) vidět takové jakoby plcance plastu v místech, kde hlava opouštěla tisk a přesouvala se jinam. Na začátku mě firmware při kalibraci donutil vytisknout logo PRUSA, které v dodaném stříbrném PLA vypadá dost odpudivě, jako nějaký nepovedený výtisk. Naprosto nesnese porovnání se stejným logem vytištěným před rokem a půl na MK2. Byl jsem z toho tak zaskočený, že jsem pro kontrolu poprvé v životě vytiskl 3DBenchy (testovací lodičku), ale ta dopadla dobře (chci říct perfektně). Asi je to tím, že nemá víc míst v jedné rovině v poslední vrstvě, takže se hlava nepřesouvala a nenechala za sebou ty plcance.

Zajímavé též je, jak strašně je rozžhavený motor extruderu. Má minimálně 60 ℃ - nedá se na něm udržet ruka, dokonce bych řekl, že se o něj dá spálit. Zkoušel jsem o hodně povolit šrouby regulující tlak na kolečko posouvající plastovou strunu, ale ničeho jsem tím nedosáhl. Mnoho lidí se v konferencích i jinde ptalo, jestli je takto rozžhavený motor OK - Josef Průša celou dobu odpovídal, že ano, že je na to stavěný, ale začátkem května se v git repozitáři firmware objevily úpravy, které významně snižují proud jdoucí do motoru extruderu, právě proto, aby trochu zchládl. Ihned to způsobilo problémy jinde. Ale víc o tom v odstavci o vývoji firmware.

Negativní zážitky

Z vyloženě negativních zážitků si aktuálně vybavuju jen kruté problémy při tisku z dodaného černého Prusa PETG. Trápil jsem se s tím skoro šest týdnů. Ve zkratce šlo o to, že roztavený plast z trysky se při tisku začal velmi záhy nabalovat na trysku, až na ní postupně udělal takový velký knedlík, který pak někde upadl, přilepil se a zchládl, pak do něj narazila tisková hlava a byl konec tisku. Zkoušel jsem kde-co, ladil tiskové profily (což nesnáším, neboť je to úmorná činnost vyhazující akorát plast, elektřinu a hlavně čas tiskaře, kdy postupně člověk mění vždy jeden z deseti různých parametrů, co mohou tisk ovlivnit, pak tiskne pokusný nesmysl a pozoruje změnu, a pak znovu jinak a tak pořád dokola), psal do konferencí, psal na podporu výrobce, psal na můj Google+ profil a celkově s tím otravoval sebe i ostatní. Nakonec se ukázalo, že na vině je zřejmě jen tento konkrétní kus dodaného PETG, protože s jiným Prusa PETG (např. loňským, nebo od jiného výrobce - třeba Devil Design) tiskárna tiskne dobře a bez nervů.

K negativním zážitkům se vlastně řadí i moje komunikace s dodavatelem tiskárny. Připomeňme si, že tiskárna stojí dvacet tisíc korun českých i proto, že Prusa Research platí tým lidí jak na ladění tiskových profilů, tak i na podpoře, kde mají reagovat na problémy zákazníků. Přitom na moje dva e-maily (v rozmezí tří týdnů) nikdy neodpověděli, na můj 6 týdnů starý podnět v Githubu dosud nereagovali, na moje dotazy v jejich oficiálním fóru nikdy ani nemrkli. Před týdnem jsem u nich dodaný plast reklamoval - zatím také bez reakce. To je docela studená sprcha.

P.I.N.D.A.2

Tiskárna i3 MK2 přišla s převratnou automatickou kalibrací výšky hlavy nad podložkou díky sondě, které výrobce tiskárny přezdívá P.I.N.D.A. Fungovalo to úplně famózně - tedy pokud člověk pokaždé začínal tisknout ze studené tiskárny. Když ale tiskl další tisk a tiskárna nestihla vychladnout, tak zahřátá P.I.N.D.A. udávala jinou vzdálenost od podložky. Proto v reklamách na MK3 vystupuje P.I.N.D.A. druhé generace, která je teplotně kalibrovaná! Zní to super, člověk očekává, že MK3 má vždycky přesnou vzdálenost od podložky bez ohledu na to, jakou teplotu má zrovna sonda, podložka, hlava či okolní prostředí.

Bohužel, při výrobě tiskárny se podařilo něco nečekaného - použily se dvě různé verze sondy (kterým se pracovně přezdívá šedá a černá) a tyto dvě sondy mají zcela rozdílné teplotní profily - dokonce úplně obrácené. Jedna má ten profil (závislost naměřené vzdálenosti na teplotě) přibližně lineární (např. čím tepleji tím blíž), ale druhá ho má obrácený (opačné znaménko - čím tepleji tím dál!) a řekněme parabolický. Tudíž kdykoliv se některá verze firmware pokusí využít teplotní kalibraci PINDY2, okamžitě to půlce majitelů MK3 totálně rozhodí tisk. Aspoň tolik jsem pochopil ze čtení anglického fóra na stránkách výrobce tiskárny. Proto i v těchto dnech - tedy 8 měsíců od zahájení dodávek MK3 na trh, se pořád ještě ve firmware řeší, jak tu teplotní kalibraci PINDY2 použít tak, aby výsledky byly aspoň trochu přijatelné pro obě verze, které jsou rozšířené mezi desetitisíce zákazníků.

Firmware

Stručná rekapitulace: zatímco MK2 má už mnoho měsíců stabilní verzi firmware (v podstatě od září 2017), která obsahuje linear advance, takže tiskne rychle a kvalitně, tak pro MK3 se během podzimu a zimy vydávala úplná smršť nových verzí firmware. Bylo to zjevně nutné pro uhašení úplně děsivých hlášení od čerstvých majitelů nových tiskáren, kterým tisková hlava různě narážela do podložky, do krajů, odjížděla při tisku bezdůvodně někam pryč, případně se vrátila a začala tisknout o několik centimetrů vedle. Do toho velké problémy s laserovou detekcí pohybu struny (spousta falešných hlášení), výše zmíněné problémy s PINDA2 atd. V lednu pokusně zapnutý linear advace pro MK3 musel být znovu vypnut, protože způsoboval problémy při tisku. Stejně tak byly i problémy s tiskem přes OctoPrint. Mně naštěstí přišla tiskárna zrovna v době, kdy 8.března vyšla už zmíněná verze firmware 3.1.3, která je na mé tiskárně a pro mé tisky bezproblémová. Chybí mi samozřejmě linear advance, ale alespoň mě nezlobí žádné extra senzory, které má MK3 navíc oproti MK2. Zkazky lidí ve fóru naznačují, že mám v podstatě štěstí, které jiní nemají.

Už dva měsíce se tým programátorů u Průšů snaží vydat novou verzi. Jenže mezitím konečně vyšel upgrade z MK2 na MK2.5, který vyžaduje zase další samostatnou verzi firmware, takže by v tu chvíli už tým musel udržovat čtyři různé větvě (MK1, MK2, MK2.5 a MK3). To naštěstí pochopili, že není možné zvládat, a tak se jali slučovat alespoň MK2, MK2.5 a MK3 dohromady. To přináší mnoho nových problémů, které zažívají lidé, co zkouší instalovat RC verze (kandidáty na vydání). Opět jim tisková hlava jezdí kam nemá a naráží do různých věcí. Na takové pokusy nemám náladu, takže čekám na snad stabilní vydání nového firmware.

Při čtení commit logů v githubu jsem taky konečně pochopil, jak velká alchymie celá ta 3D tiskárna je. Programátoři tam ladí desítky analogových parametrů, které je tudíž možné nastavovat v obrovské škále. Neustále k nim proudí mnoho hlášení o chybách a problémech, které se snaží vyřešit. Často je to úplně zavádějící, protože každý z hlásičů si vlastně doma tiskárnu nějak postavil sám, nejspíš ji nemá ideálně vyladěnou, a teď hlásí  třeba že "tiskárna sama detekuje náraz do překážky, přestože tam žádná není". Tak se programátoři rozhodnou, že uberou trošku z citlivosti na náraz do překážky (což se u MK3 detekuje z odběru proudu motoru, kdy po nárazu se odběr zvýší). Pak si jiný člověk začne stěžovat, že tiskárna si u něj nevšimla, že hlava narazila do zvedlého okraje tisku, a všechno tím zničila. Tak zase parametr citlivosti vrátí zpět. A tak pořád dokola, u všech senzorů, co tiskárna má. Je to zřejmě nikdy nekončící práce, až to skoro vypadá, že jeden firmware se nemůže zavděčit všem. Novinkou je ubrání proudu do motoru extruderu, aby rozžhavený motor nenatavoval plast v místě, kde ho má posunovat ozubené kolečko. Ovšem teď má motor zase tak málo proudu, že nepřetlačí málo roztavený plast v extruderu - ovšem jen u některých plastů, v některých tiskových profilech, u některých cívek atd. Co teď? Ladit tiskové profily, zvedat teploty hotendu?

Závěr

Musím napsat nějaký závěr, abych nepokračoval v té trudnomyslnosti. Můj pocit po dvou měsících je, že MK3 je oproti osvědčené MK2 plná nových senzorů, se kterými je ale těžký boj. Pokud už máte MK3 doma a tiskne vám dobře, doporučil bych asi raději na nic nesahat, nic neměnit, nepřepínat a jen si to užívat. Pokud vám MK3 doma zlobí, tak snad vás potěší, že nejste sami, a možná vám výše uvedené skutečnosti osvětlí, že je to lítý boj, který se snaží tým lidí u výrobce vyhrát. Jestli se jim to povede a kdy, to je otázka.

Pokud doma máte MK2 nebo spíš už MK2S, tak si gratulujte, poplácejte se po rameni a tiskněte co to dá, protože tak vyladěnou a bezchybnou tiskárnu aby jeden pohledal! Jestli pošilháváte po upgrade na MK2.5, tak bych asi doporučil opatrnost, protože budete mít nejmíň odzkoušenou kombinaci hardware a firmware. Raději bych s tím asi chvíli počkal, protože určitě nikdo nechce ze dne na den přejít z bezchybné tiskárny na výše popsaný "živý organismus", kde není jisté, jestli bude tisknout a jak.

A pokud doma ještě žádnou tiskárnu nemáte a jste připraveni si na prusa3d.cz nějakou koupit? Nu tu je dobrá rada drahá. Jestli vysolit 20 tisíc za MK3 s jejím nehotovým firmware, neznámou PINDOU a bez linear advance, ale s pružnou podložkou? Anebo zaplatit 16 tisíc za osvědčenou MK2S, počkat, až si firmware pro MK2.5 "sedne" a pak jít do upgrade za 4,5 tisíce, tedy oželet 24V napájení?

Mimochodem, blíží se léto, kdy Průša rád oznamuje novinky. Nerad bych se dočkal oznámení MK4 v době, kdy MK3 je ještě takto nezralá. Doufám, že se výrobce soustředí a doladí tuto verzi (včetně MK2.5) do stavu, kdy jasně předčí současnou špičku MK2S.


EDIT 18.5.2018:
Dnes vyšel firmware 3.2.1, první stabilní verze bez známých chyb a s navráceným Linear Advance módem. Funguje zdá se dobře i s OctoPrintem v1.3.8 běžícím na Orange Pi One. Tisk má odpovídající kvalitu, ale bohužel rychlost pořád zaostává za MK2. Konkrétně jedna z mých krabiček se na MK3 tiskne 01:54:52, zatímco na MK2 se tiskne 01:42:07, tedy o 13 minut rychleji. Přitom jedním z hlavních výhod MK3 měly být rychlejší a přesnější pohyby díky těm Trinamic driverům. Snad se to ještě bude dát vytunit časem v Slic3rPE, i když jsem slyšel, že extruder na MK3 nezvládne protlačit tolik plastu jako na MK2, takže by mohlo být úzké hrdlo (doslova) tam.

EDIT 26.6.2018:
Dnes vyšla betaverze nového Slic3rPE v1.40. Vypadá velmi dobře. Tiskové profily se nyní stahují z netu, takže jsou vždy aktuální. Čas tisku mé kontrolní krabičky se na MK3 zkrátil z 1:54:52 na 1:45:36, takže se už téměř blíží rychlosti MK2. Dobré...

Anemometr I

Dneska u nás hrozně moc fučí vítr, tak jsem si říkal, že by to chtělo měřit, jak moc silný je. Od nápadu k výsledku je jen krůček, pokud má doma člověk 3D tiskárnu. Stačí skočit třeba na Thingiverse.com, najít hotový návrh větrné turbíny, vytisknout a kochat se.

Vertical Wind Turbine je opravdu moc pěkná, ale na dnešní vichr příliš velká:

Našel jsem podobný, ale mnohem menší design - Wind Mill, tak jsem ho hned vytiskl:

Pak už jen vrazil zespodu malý motorek, který jsem měl po ruce, a šel zkusit ven:

Bohužel se motor jaksi nechce roztočit, a to ani při hodně silném větru. Pokud se ale už uráčí roztočit, jako třeba v čase 0:44 když do něj fouknu, tak pak už se točí pěkně, skoro k nezastavení :-)

EDIT: tentýž den večer

Aby vítr nemusel hledat správný úhel fouknutí do lopatek, vytiskl jsem a nalepil nahoru další stejný segment, jen pootočený o 90 °. To pak i slabší večerní větřík turbínu roztočil a motor vygeneroval i nějaké to napětí (řádově stovky milivoltů).

To už půjde měřit Arduinem nebo podobným mikrokontrolérem a tak získám digitální informaci o síle větru.

Óda na 3D tiskárnu i3 MK2 po roce provozu

Když jsem si v říjnu 2016 konečně vybral 3D tiskárnu, sliboval jsem, že po určité době znovu napíšu, jak tiskárna funguje - jestli je tak spolehlivá, jak jsem při výběru požadoval. Dnes je to 13 měsíců od chvíle, kdy jsem originál Průša i3 MK2 sestavil, takže je nejvyšší čas trošku rekapitulovat.

SCAD program pro krabičku WiFi Teploměru

můj zatím nejsložitější design v OnShape

Především je potřeba říct, že tisknu mnohem méně, než bych sám chtěl, a to ze dvou důvodů: za prvé nemám čas vytvářet modely. Když už mě něco napadne, že bych vytiskl, tak je to potřeba nejdříve narýsovat v nějakém CADu, a to mi trvá dlouho. Přestože jsem se zlepšil v používání aplikace OpenSCAD, a také se nově naučil tak 20 % vlastností čistě webového CADu OnShape, což mi umožňuje tvořit relativně složité věci, pořád nejsem dost rychlý nebo nemám dost času vytvořit modely věcí, které potřebuji vytisknout.

návh krabičky pro laboratorní zdroj v OnShape

hotový laboratorní zdroj

Druhým důvodem je, že mám tiskárnu ve stejné místnosti, kde mám pracovní počítač. Přestože při tisku plast nesmrdí, tak mi vadí ty výpary, nebo jak nazvat ten roztavený plast ve vzduchu. Představuju si naturalisticky, jak se mi plíce zalepují nanočásticemi plastu hůř než kuřákovi dehtem, a tak z pracovny při tisku raději utíkám. No a protože mám pořád nějakou práci na počítači, tak zkrátka tiskárnu nepouštím ani když bych chtěl a měl co tisknout. Každá drobnost se totiž tiskne několik hodin a na takovou dobu obvykle bez počítače nevydržím.

část vzduchotechniky ke krbu

speciální pružný držák krabičky KM 22

Zde bych rád apeloval na všechny tiskaře chystající se stěhovat - pokud do bytu, tak volte zásadně byt s více pokoji, než kolik máte členů v rodině (tedy pro čtyřčlennou rodinu je nutný 5+1). Jedině tak zbyde pro tiskárnu jeden volný pokojíček, jaký si zaslouží. Pokud se chystáte stavět rodinný dům, rozhodně naplánujte jednu místnost jen pro tiskárnu. Není potřeba nic velkého, stačí dva metry čtvereční jak pro WC, zkrátka nějaký kamrlík, kam nikdo nemá potřebu chodit a kde je možné instalovat aktivní odvětrání přes zeď (trubka a ventilátor, co ty tiskové zplodiny vytáhne ven).

ruční ovladač systému pro havarijní zastavení přívodu vody v domě

Luskoun z Thingiverse.com - pohyblivý výtisk z jednoho kusu

I přes tato omezení jsem za posledních 400 dní tiskl celkem 9,5 dne (= 230 hodin) čistého času a vytiskl jsem více než 834 metrů tiskové struny (dle statistik tiskárny). A teď to nejdůležitější, kvůli čemu tento blog post píšu: po celou dobu tisk funguje přesně tak, jak jsem potřeboval, tedy naprosto bezúdržbově. Jen přijdu k tiskárně, strčím kartu s připraveným modelem v gcode, kliknu na tisk, utřu MK42 podložku papírovou kuchyňskou utěrkou namočenou v Okeně (pro tisk z PETG) nebo IPA (pro tisk z PLA) a je to. Už ani nekontroluju, jestli přilne první vrstva, rovnou odcházím z pracovny. Až se vrátím, je vše v pořádku vytištěno. Nikdy mi žádný tisk neselhal, nikdy se nic neodlepilo od MK42 podložky.

krabičky na čidla vlhkosti a vysoké teploty pro WiFi Teploměr

krabičky na čtyřportovou USB nabíječku (vlastní vynález)

Naopak, odlepování od MK42 podložky je jediná činnost, která není s i3 MK2 pohodová. Vyžaduje to velké úsilí a častokrát i násilí. PETG drží na PEI více než dobře. Nejsem zvíře, abych do výtisků mlátil z boku kladivem, jak někteří doporučují - většinou se uchyluji k podebrání rohu výtisku nabroušenou špachtlí, což bohužel trochu zdeformuje rožek výtisku. Zde je stále prostor pro zlepšení, které vlastně už nastalo v podobě magnetické podložky MK52 u Průša i3 MK3 - tu stačí jednoduše prohnout a výtisk by měl sám odskočit.

krabička na DC-DC UPS (bude brzy publikováno)

tiskl jsem krabičky na všechny Orange Pi počítače (tohle je One)

Dlužno dodat, že jsem za celou dobu nemusel na tiskárně nic měnit ani spravovat. Všechno funguje dobře od prvotního sestavení. Akorát jsem teď trošku olejem na šicí stroje a kola namazal pojezdové tyče, ale asi to bylo zbytečné, protože se nic nezměnilo (ani k lepšímu, ani k horšímu). No a samozřejmě průběžně aktualizuju firmware v tiskárně, který Průšův tým pořád vylepšuje.

spojky záclonových tyčí pro posuvný baldachýn nad terasou (bude publikováno)

krabička na míru pro WiFi Teploměr

Nezdůrazňoval jsem to dřív, ale pro jistotu to zmíním. Díky odladěným profilům v Průšově Slic3ru jsem nikdy nemusel s ničím laborovat, nic ladit nebo tunit. Hotový model ve formátu .STL nahraju do Slic3ru PE, kliknu Slice a Export gcode a je to. Tisk vždy funguje s výchozími parametry (aspoň při tisku z PLA a PETG). Tohle jsem považoval za samozřejmost, ale po rozhovoru s majiteli 3D tiskáren od jiných výrobců jsem pochopil, že to tak samozřejmé není - že někteří s laděním parametrů tisku tráví dost času. To s i3 MK2 dělat nemusím, a jsem za to moc rád.

tajný projekt s WiFi, LCD a Li-Ion baterií (pořád není dokončen)

speciální složitý držák VDSL modemu na zeď

Závěr je zřejmý: s tiskárnou i3 MK2 jsem velmi spokojen, jelikož funguje stejně spolehlivě jako jiné dílenské nářadí (třeba vrtačka). Prostě přijdu a používám, nemusím nic před tiskem spravovat či ladit. S Průšou už naštěstí neplatí můj starší výrok "3D tiskárna je jako domácí zvířátko - musíte se o něj starat, aby vám nezdechlo". Chybí mi akorát tak magnetická podložka z i3 MK3, protože výtisky z PETG (primárně už tisknu pouze z PETG) drží na PEI opravdu moc dobře. Jelikož se pro i3 MK2 dá magnetická podložka získat v rámci upgrade na MK2.5, vidím budoucnost 3D tisku zářnou :-)



P.S. aby ta chvála výše nevypadala jako placená reklama, tak mám dvě špatné zkušenosti s profilem FAST ve Slic3ru, který nastavuje výšku vrstvy 0,35 mm. Dvakrát jsem ho použil a dvakrát jsem se přitom spálil. V prvním případě mi ventilátor nafoukal infill do jakýchsi vlnek, které vyčnívaly nad výtisk a pak do nich brnkala tisková hlava a PINDA. To bylo zlé. Podruhé jsem použil FAST a vypadalo to, jako by výrobek chytil celulitidu. Tím jsem se definitivně naučil, že profil FAST je špatně. A pak mě zkušenější tiskaři naučili pravidlo, že výška vrstvy nemá být vyšší než 2/3 šířky trysky, což u 0,4mm trysky znamená, že 0,25mm vrstva je maximum.

vlevo nahoře je vidět zvlnění vrstvy, které vyčnívalo a brnkalo o hlavu

Plastová celulitida? Profil FAST raději nepoužívat...

P.P.S. ještě jeden problém jsem si dodatečně vybavil. To velké zvíře, co leží přes celou podložku nahoře, se narodilo mé tiskárně s problémem na páteři v dolní části zad. Mohlo za to nedostatečné a pouze jednostranné chlazení výtisku. Ventilátor u MK2 totiž fouká jen zepředu. Pomohlo by přídavné chlazení zezadu (stačí obyčejný ventilátor, který fouká na výtisk). U MK3 je to myslím také vyřešeno lepším vývodem chladicího ventilátoru kolem trysky ze tří stran.

OctoPrint - instalace na Orange Pi

Jak se vlastně 3D tiskne

Už přes půl roku mám 3D tiskárnu i3 MK2 a tisknu na ní různé roztodivné věci:

Vybraný model k tisku je obvykle ve formátu STL. Ten musím nařezat na plátky (naslicovat) a pak z nich vygenerovat instrukce pro pohyb tiskové hlavy, tiskové podložky a dávkování roztaveného plastu - tzv. G kód (čistě textový soubor s koncovkou .gcode).

Tento soubor s pokyny potom načítá mikrokontrolér v tiskárně a jednotlivé pokyny postupně vykonává. Tiskárna má k tomu vestavěný vlastní maličký mikropočítač se čtečkou SD karet, displejem a jedním otočným ovládacím knoflíkem. Stačí soubor s G kódem nahrát na PC na (mikro)SD kartu, tuto přenést k tiskárně, vložit do její čtečky karet a nechat vytisknout.

Toto funguje spolehlivě, ale brzy začne být přenášení paměťové karty mezi PC a tiskárnou méně a méně zábavné, později dokonce více a více otravné. Displej na tiskárně má malé rozlišení, není jednoduché vybrat mezi vícero soubory připravenými k tisku. Informace během tisku jsou minimální - jen procenta načtení souboru a aktuální výška výtisku. Chtělo by to nějak vylepšit.

Tiskárnový mikrokontrolér jde ovládat i přes USB. Můžeme například připojit tiskárnu přímo k pracovnímu PC a díky programu Pronterface posílat instrukce G kódu přímo z PC po USB kabelu. Během tisku vidíme mnohem víc informací, třeba grafy s teplotami podložky a tiskové hlavy, nebo aktuální pozici hlavy na tiskové vrstvě atd. Vypadá to, že takto je to pohodlnější než neustálé přenášení karty sem a tam.

Ovšem pak zjistíme, že u 12hodinového tisku nemůžeme vypnout PC, protože by se tisk přerušil. Nemůžeme ho ani restartovat (třeba kvůli aktualizacím). A když se rozhodne nejmenovaný systém jedné monopolní firmy restartovat sám (jak to má v oblibě), zničí tím celý mnohahodinový tisk. Program taky nesmí spadnout, USB nesmí nikdo rozpojit, s notebookem nesmíme nikam odejít atd. Ani toto není ideální.

Nejlepší řešení by bylo věnovat jeden počítač jen a pouze tiskárně. Mohl by být přístupný po síti nebo i z Internetu, umožnit tisky pouštět, hlídat a v případě poruchy zastavovat i na dálku, mohl by mít připojenou kamerku, takže bychom mohli tisknout a přitom si třeba odskočit na pár hodin "na jedno" a přitom mít dokonalý vizuální přehled, jako bychom se od tiskárny nevzdálili ani na krok. Nic jiného by na tomto počítači neběželo, žádné aktualizace a další zdroje poruch - prostě specializovaný, dedikovaný počítač jen pro tiskárnu. A mohl by mít pěkné webové rozhraní, které by všechno umožnilo řídit. To by asi bylo ideální.

OctoPrint

No a protože žijeme v úžasném světě svobodného software, tak tento řídicí program s pěkným webovým rozhraním a mnoha dalšími vymoženostmi už existuje - jmenuje se OctoPrint - a je dostupný zdarma a se všemi zdrojovými kódy (vývoj probíhá na GitHubu). Kdybych chtěl být genderově nekorektní, nebo dokonce pozitivně diskriminační, zmínil bych i tu zajímavost, že tento skvělý program vyvíjí žena - Gina Häußge. Ale protože na pohlaví u programátorů nehledíme, tak jen zmíním, že je dobré jí přispět nejen kvalitním bug reportem, pull requestem s nějakým vylepšením, ale i třeba drobnou mincí (Patreon, Paypal), protože OctoPrintu věnuje spoustu času a musí taky z něčeho žít.

Takže software máme (v Pythonu, tedy přenositelný na jakoukoliv platformu) a chybí už jen počítač. Místo PC, které je neskladné, žere elektřinu a točí se v něm součástky, bude mnohem lepší volbou jednodeskový minipočítač. Například něco jako Raspberry Pi za 35 dolarů (plus dražší poštovné plus smrt na poštovní celnici za překročení limitu). Pro Raspberry Pi existuje hotový obraz paměťové karty s předinstalovaným operačním systémem a OctoPrintem - jmenuje se OctoPi a není s ním žádná práce, takže tady by mohl tento návod končit.

Orange Pi

Pokud jste ale fandové levnějšího ovoce než Malin z Anglie, můžete číst dál. Popíšu totiž, jak jsem OctoPrint nainstaloval na Pomeranč z Číny, tedy Orange Pi od Shenzhen Xunlong Software. To ale není moc důležité, protože rozumný operační systém pro tyto malé počítače - Armbian - běží na desítkách různých desek, takže tento postup jde aplikovat i na Banány, Borovice a mnohé další stroje.

Konkrétně jsem použil Orange Pi One za necelých 10 dolarů (plus levné poštovné $3.61). K němu jsem rovnou přikoupil i originální 2Mpix kamerku. Není to žádný zázrak, ale za necelých 6 dolarů paráda. Tím pádem jsem byl hluboko od obávaným celním limitem a za pouhých 400 českých korun získal počítač, který bude jen a pouze sloužit tiskárně.

Pokud bych nechtěl použít originální kamerku k Orange Pi, ale sáhl místo toho po nějaké s USB rozhraním, mohl bych vzít ještě levnější počítač - Orange Pi Zero za neuvěřitelných 6 dolarů. Zero totiž nemá CSI konektor pro kameru, bohužel. Anebo kterýkoliv jiný Orange Pi, jejich výrobce se zbláznil a skoro každý měsíc vychrlí nový typ...

Instalace HW

Instalace "železa" vyžaduje vyrobit či sehnat kryt na počítač, protože nechceme nic zkratovat. Nejlepší je kryt si sám vytisknout. Na Thingiverse jsem našel krásný hotový model.

Dále potřebujeme držák na kameru. Opět nejlépe vytisknout, a zase jde najít hotový model držáčku kamery na Thingiverse.

Teď je potřeba počítač přichytit třeba na rám tiskárny, kde nebude zavazet, zatímco kameru je potřeba postavit tak, aby viděla na tiskovou plochu. Bohužel, originální kamerka připojená přes CSI rozhraní může mít jen kratičký kablík, takže je nutno najít takovou pozici pro počítač, kde bude mít kamerka dobrý výhled. Toto jsem v době psaní tohoto článku ještě nevyřešil...

USB kamerka by zde byla výhodnější, neboť USB kablík může být mnohem delší, takže počítač by mohl být zezadu na rámu tiskárny, a kamerka jen na nějakém měkkém drátku nastavena někde z boku tak, aby pěkně viděla na scénu.

Počítač můžeme napájet originálním zdrojem z další zásuvky, ale do budoucna se chystám spíš udělat rozdvojku na USB vedoucím z mikrokontroléru tiskárny a napájet Orange Pi přímo z tiskárny. Jestli si na to koupím kablík pro napájení z USB, nebo jestli se připojím přímo na piny konektoru v Orange Pi, ještě netuším, ale obě možnosti jsou schůdné.

V neposlední řadě je dobré nezapomenout na osvětlení tiskové plochy. Určitě postačí pár jasně bílých LEDek, nejlépe taky napájených z USB tiskárny, ať je všechno na jednom zdroji. Fajnšmekr by dokonce mohl k počítači připojit senzor úrovně okolního světla a řídit svit LEDek podle toho (přes den vůbec, v noci na max, ale jen při tisku, samozřejmě).

Zajímavé by mohlo být osvětlit pracovní plochu infračervenými LEDkami a snímat kamerkou bez IR filtru. Pak by tisková sestava nepřispívala ke světelnému smogu (zbývá ještě hlukový smog a plastový smrad, což vyřeší jedině separátní tiskařská kobka s odsáváním zplodin).

Instalace SW

Tak za prvé nainstalujeme určitě operační systém, tedy rozhodně Armbian. Stáhnout správnou verzi na PC, zapsat na paměťovou kartu, vložit do Pomeranče a nastartovat. Napoprvé se tam dějí věci (rozšiřují diskové oddíly), tak je potřeba to nechat, případně restartovat, updatovat balíčky atd. Přesný návod najdete u Armbianu.

Dále můžeme instalovat samotný OctoPrint. Postupujeme podle návodu pro Raspberry Pi, protože Debian jako Debian (tj. Raspbian jako Armbian). Jeden důležitý balíček jim tam (kvůli chybě v Debian Wheezy) ale chybí - "virtualenv". Takže do příkazové řádky napište:

sudo apt-get install python-pip python-dev python-setuptools python-virtualenv virtualenv git libyaml-dev build-essential

Zajímavé je (pro lidi jako já, kteří neznají python a jeho virtualenv), že po zkompilování všech těch zbytečných věcí není možné výsledný adresář někam přesunout, protože všechny ty blbosti mají v sobě zakompilovanou absolutní cestu. Takže když jsem to zkompiloval na zkoušku v /tmp/OctoPrint-master/, tak už to tam musím pořát mít, i když nechci (protože /tmp/ se po každém restartu promazává). "Vyřešil" jsem to tak, že jsem ten zkompilovaný adresář přejmenoval a přesunul do /home/, a teď si jen vždy před spuštěním udělám symbolický link - nějak takto:

ln -s /home/OctoPrint /tmp/OctoPrint-master

Tím jsem se nechtěl pochlubit, je to takové škrábání se levou rukou za pravým uchem - spíš jsem chtěl jen upozornit na něco, co jsem původně netušil, a že to jde obejít i bez kompletní rekompilace. Počítám, že v diskusi mě nějaký pythonista upozorní, že to jde vyřešit ještě nějak jinak - to jsem zvědav.

OctoPrint máme spouštět v tom adresáři, kde jsme ho zkompilovali, a navíc s parametrem "serve", takže v mém popleteném případě nějak takto:

cd /tmp/OctoPrint-master && ./venv/bin/octoprint serve

V tu chvíli se spustí web server na portu 5000, takže v dobře nakonfigurované síti je možné hned poté otevřít webový prohlížeč na PC/tabletu/mobilu a napsat do něj http://orangepione:5000/

Trošku oříšek může být zařídit spuštění programu hned po startu operačního systému. Zkušený uživatel Debianu by napsal init skript (do /etc/init.d/), případně systemd službu, a nejspíš by přitom využil parametr "daemon" OctoPrintu. Je ale možné i trošku "podvádět" a spustit program přímo z /etc/rc.local, což je skript, který se pouští při startu systému. Jen je potřeba spustit OctoPrint pod správným uživatelem a navíc mu zprostředkovat terminál, tedy jeho emulaci programem screen:

su - ja -c "/usr/bin/screen -dmS octoprint /X/venv/bin/octoprint"

V předchozím řádku je potřeba nahradit "ja" jménem vybraného uživatele a "X" cestou ke zkompilovanému OctoPrintu.

Video streaming

Na Orange Pi s originální kamerkou je zajímavý fakt, že přestože používá ovladač "gc2035" přítomný v Armbianu, tak přesto nefunguje ŽÁDNÝ program pro práci s videem kromě jediného - "motion". Proto drtivá většina návodů na Internetu popisuje konfiguraci programu "motion" - například na cnx-software.com.

Fór je v tom, že motion na tohle není dělaný, resp. je kanónem na vrabce. Motion má totiž hlavně hlídat změny v obraze, zatímco nám by stačilo obyčejný video streaming, jak to umí například program mjpg-streamer.

Kdysi jsem našel vysvětlení, proč ostatní programy nefungují, a zajímavý návod, jak to obejít: zavede se modul "v4l2loopback", který vytvoří virtuální video zařízení, a pak se spustí jednoduchý prográmek nazvaný "vidcopy", který kopíruje data z reálného video zařízení (z kamery) do toho virtuálního, se kterým už poté umí pracovat běžné video programy. Ta stránka už na Internetu neexistuje, ale popsáno je to třeba i na tomto blogu.

Poté je možné například zkompilovat mjpg-streamer (potřebujeme ale jistý fork s doplněným klíčovým parametrem "-u"), který bude brát obraz z virtuálního zařízení a streamovat přes web.

Výsledný skript (nazvaný třeba streaming.sh) na zavedení modulů do kernelu ve správném pořadí a spuštění nezbytných programů je zde:

sudo modprobe gc2035
sleep 2
sudo modprobe vfe_v4l2
sleep 2
sudo modprobe v4l2loopback
sleep 2
SIRKA=1280
VYSKA=720
FPS=5
ROZLISENI=$SIRKA"x"$VYSKA
cd $HOME/streaming
(cd vidcopy && ./vidcopy -w $SIRKA -h $VYSKA -r $FPS -i /dev/video0 -o /dev/video1 -f UYVY &)
sleep 3
cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental && ./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -r $ROZLISENI -f $FPS -n -u -d /dev/video1" -o "./output_http.so -w ./www"

Tento skript opět spustíme při startu systému přidáním následujícího řádku do /etc/rc.local:

su - ja -c "/usr/bin/screen -dmS streaming /cesta/k/streaming.sh"

Tím se spustí další web server, tentokrát na portu 8080: http://orangepione:8080/

Konfigurace OctoPrintu

Ještě bych rád zdokumentoval pár drobností, které jsem objevil při počáteční konfiguraci OctoPrintu. Například určitě chceme, aby se hned po startu serveru připojil k tiskárně, protože to trvá asi 20 sekund a kdo má na to čekat. Úvodní nastavení komunikačního portu je "AUTO" a když klikneme na "Connect", tak se připojí. "Auto-connect" po startu serveru ale nefunguje, dokud nezvolíme konkrétní sériový port ("/dev/ttyACM0").

Dále, názvy souborů na kartě se objevují ve zkráceném tvaru (jen prvních šest znaků, pak vlnka a číslo) - tohle je známá, ale stále nevyřešená chyba OctoPrintu. Vzhledem k tomu, že SD kartu už nebudeme potřebovat, to asi nevadí.

Zajímavá je též chyba "pozor, tištěný objekt se nevejde na tiskovou plochu". Je to kvůli tomu, že Průšův Slic3r přidává před samotný tisk jakési "rozcvičení" tiskové hlavy, kdy na samém předním okraji tiskové plochy vyjede asi 5cm proužek plastu. Tento proužek je na souřadnici -3, což OctoPrint správně prohlásí jako mimo tiskovou plochu. Vidím několik způsobů, jak to vyřešit. Přesunout inicializační G kód ze Slic3ru do OctoPrintu, nahlásit jako chybu a prosit Ginu o "opravu" (ignorováním počáteční sekvence), anebo to prostě rovnou ignorovat selským rozumem (když v náhledu vidím, že se na plochu vejde, tak věřím, že to bude OK).

V nastavení "Webcam & timelapse" zadáme URL video streamu, který je: http://orangepione:8080/?action=stream. Timelapse jsem neřešil, takže URL na fotky si v mjpg-streameru najdete sami.

Propojení se Slic3rem

Když Slic3r vygeneruje G kód, tak jak ho dostaneme do Orange Pi? Jedna z možností je přes sdílenou složku na Orange Pi (to bysme si tam ale museli nainstalovat Sambu, NFS nebo použít sshfs či něco podobného). Druhou možností je použít tlačítko "Upload" ve webovém rozhraní a nahrát G kód přes prohlížeč.

To je pořád ale "ruční práce". Přitom existuje fantastická možnost automatizace - Slic3r umí vygenerovaný kód poslat přímo do OctoPrintu! V záložce "Printer Settings" je sekce "OctoPrint upload", kam stačí zadat adresu a port našeho nového tiskového prohlížeče ("orangepione:5000") a pak "API Key", který zkopírujeme z OctoPrintu z nastavení "API". Tím se v hlavní obrazovce Slic3ru objeví nové tlačítko "Send to printer" a svět začne být zase o notný kus automatizovanější :-)

Printoid

OctoPrint se svým webovým rozhraním je bezva na práci v lokální síti, ale pokud člověk vyrazí ven, tak prý tou pravou bombou je mobilní aplikace Printoid. To jsem ještě nestihl vyzkoušet, takže sem případně doplním osobní zkušenosti posléze.

Credits:
Tomáš Vít, můj strážný anděl 3D tisku, mě krom jiného upozornil, že Cura má stejnou integraci jako Slic3r.
Pavel Novotný mě doslova dotlačil k instalaci OctoPrintu slovy "čas strávený instalací se ti tisíckrát vrátí při tisku". Také neustále pěje ódy na Printoid, že šetří mnoho času při ladění tiskových profilů.