Možná jste si pořídili svoji první lacinou 3D tiskárnu za pár tisíc a tajně sníte o tom, že ji jednou budete ovládat přes web, že vám natočí zrychlené time-lapse video tištěného modelu a že do ní nahrajete tiskový soubor třeba skrze Wi-Fi.
Není nač čekat, přesně toto totiž umí komunitní tiskový server OctoPrint, který už dlouhých jedenáct let vyvíjí tým pod vedení německé inženýrky Giny Häußge.
Karmen Pill, jeho tiskový cloud a OctoPrint v akci:
OctoPrint běží na Raspberry Pi
OctoPrint běží na populárním britském minipočítači Raspberry Pi a domluví se prakticky s jakoukoliv běžnou FDM/FFF 3D tiskárnou, kterou lze ovládat pomocí USB, sériového komunikačního protokolu a standardních instrukcí tiskového jazyka G-CODE.
Jelikož je Raspberry Pi vyzbrojené Wi-Fi a ethernetem, hotový tiskový soubor ve formátu *.gcode do něj nahrajeme buď skrze webové rozhraní OctoPrintu, anebo přímo z tiskového softwaru na počítači – sliceru.
Podpora v PrusaSlicer a Ultimaker Cura
Český PrusaSlicer to umí už od výroby, takže minipočítač s OctoPrintem snadno dohledáte a spárujete přímo v jeho konfiguraci.
PrusaSlicer má vestavěnou podporu síťový protokol OctoPrint, Ultimaer Cura pak po doinstalování stejnojemnného pluginu
Tiskaři, kteří preferují řezací program Cura, si pak mohou nainstalovat komunitní doplněk OctoPrint Connect, který po spárování dostane do řezačky dokonce i živý obraz z kamery, pokud nějakou k Raspberry Pi sami připojíte.
Česká krabička Karmen Pill XL s OctoPrintem
OctoPrint je sice zdarma, nicméně minipočítače Raspberry Pi jsou i nadále velmi často vyprodané a tiskař bude muset zároveň i nějakým způsobem vyřešit přístup z veřejného internetu, pokud bude chtít monitorovat tisk opravdu na dálku a nejen v místní síti LAN.
Karmen Pill XL je český minipočítač s kamerou a tiskovým serverem OctoPrint
A tak jsem zabil dvě mouchy jednou ranou a půjčil si český Karmen Pill XL. Za pár dnů dorazila malá plastová krabička, ve které se skrývalo Raspberry Pi 3 Model A+ s dvojicí přisvětlovacích RGB LED a připojenou kamerkou.
V nitru krabičky Karmen Pill XL se skrývá Raspberry Pi 3 Model A+. S tiskárnou komunikuje skrze USB a hodí se jej přimontovat přímo k tiskové desce, aby se s ní pohybovala
Ke krabičce jsem si vyrobil oficiální držák, díky kterému je Pill XL připevněný přímo na tiskovou desku redakční mašiny Prusa MK3S+/MMU2S. Při jejím pohybu se nijak nemění vzdálenost mezi kamerou a objektem, takže je krabička připravená třeba pro natáčení časosběrného videa.
Karmen Cloud napojí tiskárnu do internetu
Karmen Pill mi ušetřil práci, veškerý software na něm byl totiž už předinstalovaný a já jej musel pouze přihlásit k Wi-Fi a spojit skrze USB s 3D tiskárnou. Pod kapotou se přitom neskrývá pouze samotný tiskový server OctoPrintu, ale také napojení na tiskovou službu Karmen Cloud.
Česká cloudová správa 3D tiskáren Karmen a můj účet s dvojicí mašin
Právě ta konečně zpřístupní krabičku z vnějšího internetu, aniž byste museli na OctoPrintu spouštět třeba VPN.
Ne že by to nešlo – v jeho nitru běží stejný operační systém, který znáte z jakékoliv jiné Maliny –, takže jsem Karmen Pill okamžitě přihlásil do své privátní sítě ZeroTier, nicméně podobná řešení rozhodně nejsou pro každého a Karmen Cloud toho především nabízí mnohem více.
Správa tiskáren i uložiště pro modely
Především profesionální organizaci libovolného počtu tiskáren, podporu tvorby pracovních skupin v týmu a vlastní cloudové úložiště pro tiskové soubory. Ty do Karmenu nahrajete buď skrze jeho internetový portál, anebo opět pomocí protokolu OctoPrint přímo z tiskového softwaru.
Úložiště modelů včetně vykreslení náhledů
Když pak budete chtít spustit výrobu – i kdybyste zrovna byli na opačné straně planety –, Karmen se skrze vlastní plugin spojí s Pillem, odešle do něj model a dá povel k tisku.
Mimochodem, samotný Pill má sice napojení mašiny do cloudu co nejvíce usnadnit, ale není nezbytný. Platforma Karmen podporuje i jiná zařízení s OctoPrintem a také tiskárny s pokročilým operačním systém Klipper. Ostatně, vyzkoušeli jsme si to už letos na jaře při hrátkách s českým 3D strojem PWS400K.
Dálkové sledování obrazu z kamery a ovládání
Během výroby můžete sledovat obraz z připojené kamery, zapínat a vypínat přisvětlovací RGB LED, což se bude hodit zvláště během nočního tisku, a nechybí ani monitoring teploty trysky a podložky.
Monitorování tisku a pohled na kameru přes internet
Na dálku přes internet můžete tisk samozřejmě také pozastavit/ukončit, ovládat motory, měnit teploty, anebo do cílové mašiny odeslat libovolnou tiskovou instrukci v jazyku G-CODE. Třeba nějakou exotickou, které rozumí výhradně váš model.
Místní server OctoPrintu toho v LAN nabízí ještě mnohem více včetně grafické animace se simulací pohybu trysky podle aktuálně zpracovávané instrukce G-CODE (podívejte se na video v úvodu článku), nicméně tato pokročilá kouzla jsou už nad rámec toho, co se odesílá do cloudu.
Time-lapse a detekce špagetových monster
OctoPrint samotný umí při tisku pořizovat time-lapse video a zvládne to i služba Karmen, která jako bonus přidává detekci chyb a hlášení do e-mailu.
Karmen při tisku analyzuje obraz z kamery, a pokud detekuje potenciální problém, může odeslat varování na e-mail
Dejme tomu, že se nám při tisku model odlepí od podložky a extruder pak bude natavené vlákno termoplastu vytlačovat do prázdna. V podobných případech se pod ním vytvoří chumel – špagetové monstrum –, které se nalepí na trysku, totálně ji zašpiní a bude z toho jedno velké mrzení, o kterém se bez nepřetržité kontroly dozvíme třeba až za několik dlouhých hodin.
Pokud Karmen snímá time-lapse, může v cloudu obraz zároveň analyzovat, podobné chumly automaticky vyhledávat a dát nám o tom vědět, abychom tisk zavčas přerušili.
Je to dobré, byl to jen falešný poplach. Karmen zmátla relativně nová technika organických podpěr a v tomto případě změť jejich drobných větviček, které podle něj vypadají jako špagetové monstrum
Detekce v cloudu má před sebou velký potenciál, nicméně zatím ještě není dostatečně optimalizovaná, a tak ji zmatou některé relativně nové tiskové metody – třeba ty nejdrobnější větvičky organických/stromových podpěr, které umí generovat jak Cura, tak PrusaSlicer.
Snadná rozšiřitelnost pomocí doplňků
Služba Karmen komunikuje s krabičkou u tiskárny skrze své vlastní předinstalované doplňky, kterými lze chování OctoPrintu dále rozšiřovat a napojovat jej právě na podobné systémy jako Karmen Cloud. Pomocí pluginů můžeme do hry zapojit také další čidla.
Správa nainstalovaných pluginů v OctoPrintu a dvojice od Karmenu, díky nimž je Karmen Pill napojený do jeho cloudové služby
Třeba další podpůrné teploměry, senzory kvality vzduchu při tisku s termoplasty, u kterých se uvolňuje zápach a škodlivé látky, a tak podobně.
S pluginy můžeme komunikovat skrze OctoPrint HTTP API. Na obrázku výše jsem tedy pomocí HTTP klientu Postman odeslal do Karmen Pillu a skrze místní síť povel v JSON, který přenastavil RGB odstín dvojice LED
Oficiální katalog dnes takových pluginů čítá více než stovku, a protože je OctoPrint napsaný v Pythonu a nechybí dokumentace pro vývojáře, kdejaký kutil si docela snadno napíše i nějaký ten vlastní a šitý na míru jeho unikátní tiskové konfiguraci.
Vývoj doplňků si vyzkoušíme příště
Jelikož je většina běžných domácích 3D tiskáren vybavená pouze mechanickým spínačem napájení, jedním z takových uživatelských doplňků by mohl být třeba skript, pomocí kterého OctoPrint po dokončení výroby vypne 3D tiskárnu třeba skrze Wi-Fi zásuvku.
Jedním ze scénářů, jak pomocí pluginu automatizovat OctoPrint, je propojení s chytrou zásuvkou, která napájí 3D tiskárnu. Po dokončení tisku by ji mohla automaticky odpojit
Jistě by to ocenil každý domácí tiskař, který spustí výrobu přes noc a nechce, aby mašina po dokončení procesu někdy ve tři ráno další dlouhé hodiny zbytečně propalovala watthodiny elektrické energie. Jen pro představu, MK3S+ s výměníkem MMU2S i v klidu odebírá zhruba 10 W.
Přesně takový plugin si zrovna píšu pro chytré zásuvky TP-Link, no a jen co budu mít hotovo, ukážeme si obecný postup v některém z příštích pokračování našeho seriálu o programování elektroniky.
3D tisk na steroidech
Pokud tedy máte doma mašinu bez internetové konektivity, jedno Raspberry Pi a OctoPrint ji promění v mnohem mocnější zařízení na steroidech a cloudová služba Karmen ji bezpečně zpřístupní skrze internet prakticky odkudkoliv.