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Open Maker Machine PLUS : installation du firmware SmoothiewarePar X. HINAULT www.mon-club-elec.fr Octobre 2016 Juin 2017 - Tous droits rservs - Licence Creative Commons BY NC SA

NOTE : TOUTE LA PROCEDURE QUI SUIT EST A FAIRE HORS TENSION :la carte lectronique sera ici alimente uniquement par le cble USB.

La mise sous tension et les tests de mise en route ne seront fait quune fois lefirmware programm (voir tuto prise en main ) .

Pour comprendre : la chane logicielle de contrle de l'Open Maker Machine PLUS

Principe gnralLe principe gnral de contrle de l'Open Maker Machine, commun aux imprimantes 3D opensource notamment, est le suivant :

partir d'une pice conue dans un logiciel, en 2D (format SVG) ou en 3D (format STL) selon les cas...

l'ensemble des mouvements ncessaires de la mcanique 3 axes pour crer la pice vont tre calculs et traduits en G-Code (retenez ce gros-mot ), un langage simple de programmation d'automate

les instructions ainsi obtenues vont ensuite tre envoys via le port srie vers la machine qui va les excuter fidlement.

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Structure de la chane logicielle utiliseLogiquement, l'Open Maker Machine PLUS , pour tre mise en uvre, ncessite une chane logicielle qui est open-source (libre en fait) incluant :

un dcodeur de G-Code : micro-logiciel (ou firmware) programm dans la carte Emotronic une fois pour toutes. Ce dcodeur de G-Code , comme son nom l'indique va dcoder le G-Code reu par la machine sur le port srie. Autrement dit, il va transformer une chane reue sur le port srie (par exemple G01 X10.0 Y10.0 ) en un mouvement de la machine (positionnement de l'outil en coordonnes X=10mm et Y=10mm).

une interface graphique de contrle (interface homme-machine ) qui va permettre : le contrle manuel de la machine via le port srie (USB),

l'ouverture d'un fichier de G-Code et l'envoi de son contenu vers l'Open Maker machines via le port srie (USB)

un gnrateur de G-code : logiciel graphique qui partir soit d'un fichier STL (dessin 3D dcrivant la surface d'un objet), soit d'un fichier SVG (dessin 2D vectoriel), va permettre :

de gnrer le G-Code (=les mouvements machine excuter)

en prenant en compte les paramtres voulus (diamtre d'outil, vitesse de dplacement, etc.)

un logiciel de conception graphique : soit 2D : qui permettra de facilement gnrer un parcours outil 1 passe en crant un simple

dessin vectoriel (fichier de type SVG)

soit 3D (fichiers de type STL) : qui permettra de crer : soit des objets 2D en paisseur pour gnrer des parcours outils multi-passes,

soit mme de vritables objets 3D pour gnrer des parcours outils complexes de sculpture 3D,

Synthse des solutions concrtes retenues en pratiqueComme pour tout autre thmatique, plusieurs solutions logicielles sont disponibles et je vous prsente ici une synthse rsumant les choix conseills ainsi que les alternatives possibles :

Fonction Solution conseille (dcrite ici)Solutions alternatives

possiblesDcodeur de G-Code SmoothieWare

Interface graphique decontrle

Simple G-Code GUI pour GRBL Interface GRBL

Gnrateur de G-Code Simple G-Code Generatorou PycamPlugin Inkscape Slic3R adapt ?


http://www.mon-club-elec.fr/http://pycam.sourceforge.net/http://cloud-mon-club-elec.fr:8080/pyqt_apps/http://cloud-mon-club-elec.fr:8080/pyqt_apps/http://cloud-mon-club-elec.fr:8080/pyqt_apps/https://github.com/Smoothieware/Smoothieware

Conception graphique 2D Inkscape LibreCADOpenscad (mode projection)

Conception graphique 3D FreecadOpenscadBlender

Avant de commencerQue ce soit pour la Emotronic ou pour la Smoothieboard, la procdure est sensiblement la mme.

Pr-requisOn prsuppose ici :

que vous disposez d'un ordinateur avec un systme oprationnel install idalement de type Gnu/Linux (=celui pour lequel l'ensemble des logiciels utiliss est

fonctionnel), possiblement sous Windows ou Mac OsX (80 % des logiciels utiliss le seront, reste20 % qu'il vous faudra adapter votre systme).

Je conseille idalement un systme Gnu/linux de type Debian ou Ubuntu :

une bonne solution cls en main est notre distribution maison (une Debian Testing) sous XFCE (voir : )

ou bien Xubuntu : http://xubuntu.org/getxubuntu/

avec le logiciel Arduino install (le terminal srie du logiciel Arduino sera utile)

Smoothieware : principe gnral

Un firmware pour microprocesseur puissantLe microprocesseur est un ARM Cortex A3 32bits cadenc 120Mhz.

Les cartes smoothieware embarque un ARM Cortex A3 : ceci permet de disposer de beaucoup plus de puissance de calcul tout en restant sur une base micro-contrleur ( la diffrence dun mini-pc qui est un vritable SOC systme on Chip)

Voici un rapide comparatif entre une Arduino UNO et un ARM Cortex :

Catgorie microcontrleur 8 bits

32 bits

Cadence microcontrleur : 16Mhz

120Mhz

FLASH 32K


http://www.mon-club-elec.fr/http://www.arduino.cc/en/Main/Softwarehttp://xubuntu.org/getxubuntu/http://mon-fablab.fr/wiki/pmwiki.php?n=Main.SoftwareFABbianhttps://www.blender.org/http://www.openscad.org/http://freecadweb.org/http://www.openscad.org/http://librecad.org/cms/home.htmlhttps://inkscape.org/fr/

512 K RAM

4K

64K

Charg par carte SDSmoothieWare est un code en C qui est compil pralablement et mis sur une carte SD que la carte Emotronic ou SmoothieBoard va charger la mise sous tension et/ou reset.

Accs par cble USB : 2 modes possiblesLorsque lon connecte la carte Emotronic ou Smoothieboard sur le port srie, on a 2 mode de fonctionnement possible :

le mode volume : la carte apparat comme un disque ou une cl USB laquelle on pourra avoir accs pour notamment la configuration

le mode srie classique qui correspond la cration dun port srie sur le systme qui va permettre de communiquer avec la carte.

POINT CLE : Il est impossible davoir les connexions simultanment ! Soit on accdera la carte comme une cl USB ou un disque, soit on communiquera avec. En clair, il faudra fermer tous les accs la carte pour pouvoir communiquer par le port srie et inversement fermer toute communication srie avant daccder au disque.

Smoothieware : comment configurer le smoothieware, en bref :

Configurer le firmware

Accder la carteConnecter la carte au PC via le port USB. A ce moment l, les LEDs de la carte clignotent indiquant le lancement et aprs quelques secondes, on dispose dun nouveau disque dans le gestionnaire de fichier :

Monter et ouvrir le volume : on voit quil contient plusieurs fichiers, notamment :

firmware.cur


http://www.mon-club-elec.fr/

config.txt

Si il y en a dautres, on peut les supprimer.

Configurer la carteSupprimer le fichier config.txt qui est sur la carte.

Puis tlcharger ici le fichier de configuration pour lOMM PLUS

Enregistrer le sur votre disque dur et copier/coller le fichier sur le volume ouvert prcdemment.

Enfin, renommez-le config.txtDans une approche simplifie, vous navez rien de plus faire sur ce fichier mais sachez quil est ditable avec lditeur de votre choix si vous voulez le modifier :

Les dtails de la configuration sont expliqus ci-dessous.

Relancer la carteA prsent, pour que les changements soient pris en compte, il faut faire un reset sur la carte : pour cela appuyer sur le bouton Reset :


http://cloud-mon-club-elec.fr:8080/files_openmakermachineplus/firmware/smoothieware_emotronic_omm_plus/config_ok_omm_plus_juin_2017.txthttp://www.mon-club-elec.fr/

Voil, cest fait et vous pouvez passer ltape Test des moteurs de l'Open Maker Machine PLUS par le Terminal Srie

Voil, cest fait ! (bon, on vous a mch le travail en fait...)Bravo ! Votre Open Maker Machine est prte vous obir au doigt et l'oeil !

Smoothieware : Prise en main dtailleLe paragraphe prcdent montre comment installer le firmware smoothieware.

Mais vous avez peut-tre envie den savoir plus ?

Prsentation de SmoothiewareSmoothieware est un firmware crit en C, opensource, utilisable sur plusieurs bases openhardware (Smoothieboard, Emotronic, ..). Les caractristiques importantes de ce firmware sont :

Organisation modulaireDans smoothieware, chaque fonctionnalit est active / activable sous forme dun module indpendant du coeur du firmware : ajout dune tte laser, de endstops, etc. Tout cela passe par lactivation du module correspondant laide de variables ddies et active les paramtres associs qui sont ignors si le modulenest pas activ.

Principe gnral dutilisation : firmware et fichier de configuration sur carte SDLe fichier de config et le binaire compil sont placs sur une carte SD qui est sur la carte utilise. A



lancement, le firmware est charg au dmarrage (quivalent EEPROM) en utilisant les paramtres de configuration.

La communication avec la carte se fait par USB (cble mini-USB) et le volume apparat comme un disque sur le systme.

Une configuration des broches originaleLes broches du microcontrleur utilis sont de la forme gnrale x.yy : ainsi, 2.2 ou 0.19. La documentation de la carte utilise indique les broches utilise pour les diffrentes fonctionnalits hardware. Attention : ce ne sont pas les mmes pour la Smoothieboard et la Emotronic.

Un code propre original est utilis pour configurer les broches :

! : inverse le niveau actif de la broche

^ : active le rappel au plus

Ainsi, pour activer le rappel au plus et indiquer niveau BAS actif, on fera 2.23 !^

Dnomination des axes la grecque A la diffrence des autres firmware o les axes sappellent X, Y et Z, ici les axes sappellent alpha, beta, gamma.

Couplage tage moteur hardware / axes firmware soupleTypiquement, la carte associe dispose de 3 5 tages moteurs qui peuvent tre dnomms M1, M2, M3,M4, M5 par exemple. Chacun de ces moteurs se dfinit par les broches hardware de contrle, savoir step, dir et enable

Il va tre possible par simple configuration dutiliser tel ou tel tage (M1, M2, M3..) indiffremment pour laxe alpha, beta ou gamma.

A noter que le firmware Smoothieware est trs bien document mais tout est en anglais...

Flasher Smoothieware : Prparer une carte SD pour Smoothieware

Normalement, carte SD fournie prte lemploi Normalement une carte SD est fournie dj prte. Mettez-la en place dans la carte et connecter le cble USB, ce qui va lancer le chargement.

Si vous voulez prparer vous-mmes la carte SD : rien de plus simpleCeci tant voici comment prparer une carte SD pour Smoothieware.

Commencer par rcuprer la dernire version compile : https://github.com/Smoothieware/Smoothieware/tree/edge/FirmwareBin


http://www.mon-club-elec.fr/https://github.com/Smoothieware/Smoothieware/tree/edge/FirmwareBin

Note : la version CNC est active en mode GRBL par dfaut.

et le fichier de config voulu parmi les exemples possibles : https://github.com/Smoothieware/Smoothieware/tree/edge/ConfigSamples

Notamment, le fichier de config par dfaut : https://raw.githubusercontent.com/Smoothieware/Smoothieware/edge/ConfigSamples/Smoothieboard/config

Puis :

Crer une partition

Formater la carte en Fat16

Copier le firmware.bin

Et le config.txt

Une fois fait, mettre en place sur la carte et connecter la carte au port USB : les LEDs clignotent et aprs quelques minutes, le volume apparat sur le systme.

Configuration de Smoothieware : principe daccs

Accs au fichier config.txt sur la carte SDUne fois la carte utilise connecte en USB, celle-ci apparat comme un volume disque classique (fonction MSD). On peut configurer le fichier config.txt en ditant directement le config.txt sur la carte depuis le PC.

Et il est possible de louvrir directement en ditant le fichier :

Pour plus dinfo sur la communication USB, voir : http://smoothieware.org/usb

Autre solution : Modifier les paramtres de configuration via un terminal Une fois connecte en USB, la carte utilise permet la communication srie entre elle-mme et le poste decontrle.

Il est ds lors possible de modifier les paramtres directement via le port srie avec linstruction :

config-set sd acceleration 1000


http://www.mon-club-elec.fr/http://smoothieware.org/usbhttps://raw.githubusercontent.com/Smoothieware/Smoothieware/edge/ConfigSamples/Smoothieboard/confighttps://raw.githubusercontent.com/Smoothieware/Smoothieware/edge/ConfigSamples/Smoothieboard/confighttps://github.com/Smoothieware/Smoothieware/tree/edge/ConfigSamples

voir : http://smoothieware.org/configuring-smoothie#console-configuration-commands

POINT IMPORTANT : NE PAS ACCEDER A LA CARTE SD EN TANT QUE DISQUE PENDANT QUONCOMMUNIQUE VIA LE PORT SERIE

Configuration : les options importantesLes options de configuration sont nombreuses et varies : http://smoothieware.org/configuration-options

NOTE : Vitesses exprimes en mm/min avec GRBL et Smoothieware, en mm/sec avec Marlin

Exemple de configuration de laxe alpha : # Stepper module pins ( ports, and pin numbers, appending "!" to the number will invert a pin )

alpha_step_pin 2.0 # Pin for alpha stepper step signal

alpha_dir_pin 3.26 # Pin for alpha stepper direction

alpha_en_pin 3.25 # Pin for alpha enable pin

alpha_max_rate 3000.0 # mm/min

Exemple de configuration des endstops## Endstops

endstops_enable true # the endstop module is enabled by default and can be disabled here

delta_homing false

alpha_min_endstop 1.22!^ # add a ! to invert if endstop is NO connected to ground

alpha_max_endstop nc # NOTE set to nc if this is not installed

alpha_homing_direction home_to_min # or set to home_to_max and set alpha_max

alpha_max 500 # this gets loaded after homing when home_to_max is set

alpha_max_travel 500 # distance max utilisable pour recherche endtsop

POINT IMPORTANT : POUR QUE LA NOUVELLE CONFIG SOIT PRISE EN COMPTE, IL FAUTREBOOTER LA CARTE

(Fermer le rpertoire de la carte et diteur puis appui sur reset ou dbrancher/rebrancher USB)

Bon savoir : Pour configurer Smoothieware en mode GRBL compatible : http://smoothieware.org/grbl-mode#using-smoothie-in-grbl_mode avec loption :

grbl_mode true

Et ici une page complte de configuration : http://smoothieware.org/from-grbl?s[]=grbl&s[]=homing#moving-from-grbl-to-smoothie

En cas dutilisation de ltage M3 avec un tage moteur externe, il faut dsactiver le play led :


http://www.mon-club-elec.fr/http://smoothieware.org/from-grbl?s[]=grbl&s[]=homing#moving-from-grbl-to-smoothiehttp://smoothieware.org/from-grbl?s[]=grbl&s[]=homing#moving-from-grbl-to-smoothiehttp://smoothieware.org/grbl-mode#using-smoothie-in-grbl_modehttp://smoothieware.org/grbl-mode#using-smoothie-in-grbl_modehttp://smoothieware.org/configuration-optionshttp://smoothieware.org/configuring-smoothie#console-configuration-commands

play_led_disable true # disable the play led

Montage de test type : avec tages pololu intgrs



Montage de test type : avec tages externes

Voici le montage type raliser dans le cas dune CNC (tages externes) :

Principe dutilisationUne fois cbl, il suffit denvoyer des ordres de G-Code la carte pour raliser des actions :

Test du XSaisissez :

G01 X10 F600

Le moteur X doit se dplacer de 10mm en positif.

Si le dplacement se fait en sens inverse, teignez lalimentation des moteurs et inverser en miroir le cblage du moteur en question.

Test du Y Saisissez :

G01 Y10 F600

Le moteur Y doit se dplacer de 10mm en positif.


Test du ZSaisissez :

G01 Z10 F600

Le moteur Z doit se dplacer de 10mm en positif.




Test de lextrudeurSaisissez :

G01 E10 F600

Le moteur dextrudeur devrait tourner de 10mm sauf si la temprature est trop basse.


Test des endstopsSaisir linstruction

G28 X0

Laxe X va aller chercher son endstop. Pour la premire fois fates-le manuellement. Sil se dclenche bien, resaissir G28 X0 et le laisser se dclencher tout seul.

Faire la mme chose pour le endstop Y. Et pour le Z

Note : le G-Code M119 donne ltat des endtsops linstant t...

Note : si on utilise une version CNC du firmware, la commande $H est reconnue.

Pour info, tous les G-Code supports sont ici : http://smoothieware.org/supported-g-codes

Smoothieware : communiquer via la connexion srie avec les commandes console

Smoothieware dispose dun jeu dinstructions spcifiques (hors G-Code) qui permet de naviguer sur la carte SD, etc.

Le premire dentre elle est help qui permet davoir la liste des autres : version

mem [-v]

ls [[-s]|[folder]]

cd folder

pwd

cat file [[limit]|[-d 10]]

rm file

mv file newfile

remount

play file [-v]

progress - shows progress of current play

abort - abort currently playing file

reset - reset smoothie

dfu - enter dfu boot loader

break - break into debugger

config-get []

config-set []

get [pos|wcs|state|status|fk|ik]

get temp [bed|hotend]

set_temp bed|hotend 185


http://www.mon-club-elec.fr/http://smoothieware.org/supported-g-codes

net

load [file] - loads a configuration override file from soecified name or config-override

save [file] - saves a configuration override file as specified filename or as config-override

upload filename - saves a stream of text to the named file

calc_thermistor [-s0] T1,R1,T2,R2,T3,R3 - calculate the Steinhart Hart coefficients for a thermistor

thermistors - print out the predefined thermistors

md5sum file - prints md5 sum of the given file

On dispose galement de commandes shell-like :

ls

cd

cat

...

Voir ici : http://smoothieware.org/console-commands

Envie den savoir plus ?

La meilleure source de documentation pour le smoothieware est le site officiel :

http://smoothieware.org/


http://www.mon-club-elec.fr/http://smoothieware.org/http://smoothieware.org/console-commands

Open Maker Machine PLUS: installation du firmware SmoothiewarePour comprendre: la chane logicielle de contrle de l'Open Maker Machine PLUSPrincipe gnralStructure de la chane logicielle utiliseSynthse des solutions concrtes retenues en pratique

Avant de commencerPr-requisSmoothieware: principe gnralUn firmware pour microprocesseur puissantCharg par carte SDAccs par cble USB: 2 modes possibles

Smoothieware: comment configurer le smoothieware, en bref:Configurer le firmwareAccder la carteConfigurer la carteRelancer la carte

Smoothieware: Prise en main dtaillePrsentation de SmoothiewareOrganisation modulairePrincipe gnraldutilisation: firmware et fichier de configuration sur carte SDUne configuration des broches originaleDnomination des axes la grecqueCouplage tage moteur hardware / axes firmware souple

Flasher Smoothieware: Prparer une carte SD pour SmoothiewareNormalement, carte SD fournie prte lemploiSi vous voulez prparer vous-mmes la carte SD: rien de plus simple

Configuration de Smoothieware: principe daccsAccs au fichier config.txt sur la carte SDAutre solution: Modifier les paramtres de configuration via un terminal

Configuration: les options importantesExemple de configuration de laxe alpha:Exemple de configuration des endstopsBon savoir:

Montage de test type: avec tages pololu intgrsMontage de test type: avec tages externesPrincipe dutilisationTest du XTest du YTest du ZTest de lextrudeurTest des endstops

Smoothieware: communiquer via la connexion srie avec les commandes consoleEnvie den savoir plus?

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Open Maker Machine PLUS : installation du firmware ...cloud-mon-club-elec.fr:8080/files_openmakermachineplus/pdf/doc... · une clé USB ou un disque, soit on communiquera avec. En