Langsam aber sicher wird das Kapitel Original Prusa i3 MK3S+ zu Ende gehen müssen, auch wenn wir nicht vorhaben, den Support morgen einzustellen. So oder so, die MK3 Serie hatte einen langen und wunderbaren Lauf. Die ersten Geräte wurden Ende 2017 ausgeliefert und wir haben seitdem an Updates und Verbesserungen gearbeitet. Die jüngsten Firmware-Versionen brachten wichtige Ergänzungen zu einer bereits langen Liste von Sicherheitsfunktionen, insbesondere der Thermomodell-Schutz, der kontinuierlich und punktgenau überprüft, ob Ihr Drucker wie erwartet funktioniert. Wir verfügten von Anfang an über hervorragende Sicherheitssysteme, aber es gibt immer Raum für Verbesserungen.

Thermomodell – Kurze Zusammenfassung

Die 3.12 Firmware für den MK3/S/+ brachte eine neue Sicherheitsfunktion namens Thermomodell-Schutz, die wir in einem ausführlichen Artikel behandelt haben.

Also, nur eine kurze Zusammenfassung: Wir haben diese neue Schutzfunktion eingeführt, um unerwartete Heizprobleme in Ihrem 3D-Drucker schnell zu erkennen und zu beheben. Das Ziel ist es, den Erhitzungsprozess innerhalb von 10-12 Sekunden zu stoppen, um mögliche Schäden zu vermeiden. Diese Probleme umfassen verschiedene Faktoren wie Probleme mit der Verkabelung, fehlerhafte Heizblöcke, Thermistorfehler und externe Variablen wie Luftzug und die Bildung von Extruderblobs.

Diese Funktionalität beruht auf einer internen Hotend-Simulation. Die Firmware überwacht kontinuierlich die Thermistormesswerte, um sicherzustellen, dass sie einem vordefinierten thermischen Modellmuster folgen. Wenn Unregelmäßigkeiten festgestellt werden, reagiert der Drucker innerhalb von Sekunden mit der Warnung „THERMAL ANOMALY“, die verschwindet, sobald die Messwerte innerhalb von 5 Sekunden wieder die erwarteten Werte erreichen. Bleibt die Anomalie bestehen, schaltet der Drucker die Heizung aus und gibt eine akustische Warnung aus, um den Benutzer zu alarmieren.

Die Frage ist: Was geschieht, wenn Ihr 3D-Drucker stark modifiziert wird?

Erhebung der Daten

Wir haben über 150.000 Messungen analysiert, um das thermische Modell für unsere MK3S+ 3D-Drucker zu erstellen. Im Wesentlichen haben wir die Bereiche verschiedener Parameter (Temperaturen, Leistungsabgabe, Zeit) überprüft und ein allgemeines Profil erstellt, das sicher auf alle unsere Drucker angewendet werden konnte. Das bedeutete, dass wir die Drucker an ihre Grenzen und darüber hinaus brachten (ja, es gab Rauch). Wir haben zum Beispiel einen angepassten Heizblock mit Platz für 2-3 Thermistoren verwendet, so dass wir einen defekten Thermistor zusammen mit einem voll funktionierenden einstecken und beide in Echtzeit vergleichen konnten.

Es lag jedoch nicht in unserer Macht, jede einzelne verfügbare Modifikation an unseren Druckern zu testen und individuelle Thermomodelle zu erstellen. Unsere Drucker sind Open Source und jeder kann sie nach Belieben verändern, optimieren und hacken, aber da Sicherheit und Zuverlässigkeit zu unseren obersten Prioritäten gehören, mussten wir irgendwo eine unpopuläre Grenze ziehen. Das war das Thermomodell.

Schon kurz nach der Veröffentlichung erhielten wir Berichte von verschiedenen Benutzern. Einige davon waren in der Tat Hilfeschreie des Druckers. Der Thermomodell-Schutz machte den Anwendern immer wieder zu schaffen, einfach weil die Komponenten ihres Druckers beschädigt waren und ersetzt werden mussten. Jedes Mal, wenn das neue System einen Fehler meldete, war es ernst. Unsere Empfehlung in dieser Angelegenheit ist ziemlich klar: Wenn Ihr Rauchmelder anfängt, Sie mit ständigem Piepen zu nerven, ist die Lösung nicht, seine Batterien zu entfernen. Das Gleiche gilt für die neuen Sicherheitsfunktionen der Firmware. Das bedeutet natürlich nicht, dass die Firmware 100% narrensicher ist – wir haben bereits ein paar ungewöhnliche Fälle identifiziert und gelöst. Wenn Sie also einen serienmäßigen MK3S+ haben und das Schutzsystem Ihnen Probleme bereitet, wenden Sie sich bitte an uns und wir helfen Ihnen gerne weiter, anstatt „die Batterien aus einem Rauchmelder zu entfernen“.

Das sind also die serienmäßigen und die vom Benutzer modifizierten Drucker. Und dann ist da noch der Revo.

Das Revo Hotend von unseren Freunden bei E3D ist eine beliebte Alternative zum MK3S+ Standard Hotend. Auch wenn es ein großartiges Stück Hardware ist, handelt es sich doch um eine Modifikation eines Drittanbieters. Da sich unser Team voll und ganz der Fertigstellung der MMMU3 widmete, musste der Revo auf eine andere Weise angegangen werden. Glücklicherweise hat der Revo sehr konsistente Eigenschaften.

Messung des Revo

Aufgrund der begrenzten Kapazität unseres Entwicklerteams haben wir unsere Community um Hilfe gebeten. Viele GitHub-Benutzer sind uns zu Hilfe geeilt – unser größter Dank geht an alexiri, kromeninja, ulab, JWvP, snafu1282, matthiazzz, sdh2, devejhilton D-an-W und MaroonOut09 um nur ein paar zu nennen. Danke an alle, die uns bei der Entwicklung von Firmware 3.13 geholfen haben, wir wissen Ihre Beiträge sehr zu schätzen!

Wir haben die Community-Mitglieder gebeten, Temperaturen und Lüfter unter bestimmten Bedingungen zu messen. Die Resonanz war erstaunlich und wir konnten ziemlich schnell genügend Daten sammeln. Dabei hat uns auch die Tatsache geholfen, dass Revo Hotends über die gesamte Palette der hergestellten Hotends hinweg konsistente Eigenschaften haben.

Nachdem wir die Basisdaten gesammelt hatten, bereiteten wir ein Update für das thermische Modell vor, das als experimentelle Firmware verteilt wurde, um zu überprüfen, ob wir es richtig gemacht hatten. Wie sich herausstellte, war dies ein Schritt in die richtige Richtung. Die Ergebnisse waren vielversprechend, aber wir brauchten eine größere Stichprobe. Wir konnten nicht genügend Daten von Community-Mitgliedern sammeln und wir wollten auch keine zu allgemeinen (weit gefassten) Werte verwenden, da das Schutzsystem dadurch viel unzuverlässiger geworden wäre.

In der Zwischenzeit haben wir darauf gewartet, dass E3D uns ihre offiziellen Daten liefert. E3D musste verschiedene Chargen ihrer Revo-Extruder überprüfen, um die Randwerte zu ermitteln, damit wir sehen konnten, in welchem Bereich die verschiedenen Parameter liegen. Sobald wir diese Werte erhalten hatten, konnten wir endlich den letzten Schritt machen: die Kompilierung in die Firmware-Datei.

Schließlich entschieden wir uns für einen separaten Satz von Binärdateien – es ist einfacher, die richtige Firmware-Datei zu flashen, als die Werte in den Einstellungen anzupassen. Und noch etwas: Mit diesen Systemen können wir jetzt ganz einfach Ihre Thermomodelle hinzufügen – wenn Sie Unterstützung für den Thermomodell-Schutz für Ihr Hotend eines Drittanbieters hinzufügen möchten, setzen Sie sich mit uns in Verbindung und wir werden Sie auf den neuesten Stand bringen.

Mehr Beiträge der Community

Wir haben vor kurzem die neue 3.13.2-RC1 Firmware veröffentlicht und sie enthält noch mehr Beiträge der Community. Die 8-Bit-Architektur ist stark eingeschränkt (so dass sie z. B. nicht in der Lage ist, Input Shaper und Pressure Advance auszuführen), aber es ist immer wieder toll zu sehen, wie Code-Optimierungen wertvolle Bytes einsparen können. Mit den jüngsten Änderungen am Code konnten wir 6 kB an internem Flash-Speicher einsparen (sogar mit der MMU3S und dem Thermomodell im Einsatz). Dadurch hatten wir mehr Platz für von der Community vorgenommene Ergänzungen.

Wir haben die „An/Aus Fil. Sensor“-Funktionalität übermittelt von Commod0re und auch die Unterstützung für den M118 G-code von Robomagus, der das Senden von Nachrichten (Seriendruck) an Hosts wie Octoprint oder PrusaLink ermöglicht.

Und zu guter Letzt – in Firmware 3.13.0 haben wir Unterstützung für Meatpack implementiert, die über Pull Requests von scottmudge bereitgestellt wurde! Das ist eine aufregende Entwicklung, denn Meatpack ermöglicht im Wesentlichen die Komprimierung von G-Code mit einer Ratio von ~0,61 bei nur geringem Verarbeitungsaufwand.

Und das war’s für heute. Ich hoffe, Sie haben einen kleinen Einblick in unsere Firmware-„Küche“ erhalten. Wir werden Ihnen in naher Zukunft sicher weitere Entwicklertagebücher vorlegen.