FilamentSentinel von DyzeDesign – am Prusa MK2(S) und Ultimaker 2+

Ein Filament-Runout-Sensor mit integriertem Staubfilter inkl. Anleitung, wie man ihm am Original Prusa MK2(S) und Ultimaker 2+ zum laufen bekommt..

Die Aufgabe eines Filament Runout Sensors ist es, die Filamentzufuhr zu überwachen, bei Filamentabriss oder Ende  den laufenden Druck zu pausieren, die Möglichkeit zu geben, neues Filament einzulegen und dann den Druck wieder wieder fort zu setzen. Die Sache braucht 2 Grundvoraussetzungen: die passende Hardware und Unterstützung in der Firmware des Druckers, der damit benutzt werden soll.

Die Hardware kann man sich mit ein wenig Elektronik Kenntnissen für wenige Euro selber basteln. Die Firmwareseite muss ihr übriges dazu tun. Mehr dazu später.  Wer nicht gerne bastelt, der kann auch eine Fixfertig Hardware wie den Filament Sentinel von Dyze Design kaufen. Der ist mit 35,00 USD plus Versand von Canada zwar nicht unbedingt günstig, aber es ist eben ein fixfertig Gerät. Komfort kostet – und hier wird ja auch was Schönes geboten. Der deutsche Anbieter Youprintin3d.de hat ihn ebenfalls im Angebot.

So wird der Dyze Design Filament Sensor geliefert.

Im Lieferumfang befinden sich

  • der fertig montierte Sensor
  • ein ausreichend langes Anschlusskabel zum Mainboard (3 polig).
  • 2 Schrauben
  • Ein Ersatz Filter

und das ist im Kartönchen

Der Dyze Design Filament Sentinel kommt im hübschen, wenn auch etwas großen-  aber sehr schön gearbeiteten Metallgehäuse. 2 Pushfit Verbinder und entsprechende PTFE Schläuche (Außendurchmesser 4mm) innerhalb sauber gefräster Führungen im Metallgehäuse übernehmen die Führung des Filaments durch den Sensor.

Sehr ordentliche Fertigung. Das riecht nach Qualität!

Ich sehe, in Canada staubts wohl nur sehr wenig, denn die Größe des Staubfilters ist schon ein bissl „winzig“. Die haben wohl keine Sanddünen die durch ihren Hobbykeller wandern – und keine Fellnasen. Egal, besser als nix und viel brauchts ja nicht.

Ob der Filter noch wächst, wenn man ihn gießt?

Man kann den Filament Sentinel in einer 1,75mm oder in einer 2,85mm Version bestellen. Durch Tausch der PTFE Schläuche kann beliebig zwischen 1.75mm und 2,85mm gewechselt werden, es wird aber nur der jeweils bestellte Schlauchtyp mitgeliefert. Ich habe 1.75mm bestellt und mir auf Ebay zusätzlich für 3 Euro nochwas ein Stück Schlauch mit 4mm Außendurchmesser und 3mm Innendurchmesser für das 2.85er Filament bestellt.

Mehrere Filament Sentinels können mit Hilfe der optional erhältlichen DaisyChain Kabel in Reihe geschalten werden, mit 4 Sentinels kann man dann z.b. alle 4 Filamente eines Prusa MK2(S) MultiMaterial Setups überwachen.

Kompatibilität

Im Grunde ist der Filament Sentinel zur Filament Überwachung auf vielen unterschiedlichen Boards geeignet. Er nimmt 5V entgegen und gibt, solange Filament im Sensor ist, 3,3V auf dem blauen Kabel aus. Eine kleine grüne Leuchtdiode zeigt zusätzlich an, ob Filament geladen ist. Grundsätzlich kann der Anschluss über einen Eingang für einen EndStopp, oder ein IO-Pin erfolgen.

Ob der Dyze für Euren Drucker nutzbar ist, hängt vom verwendeten Mainboard und der Firmware ab. Dyze Design hat den Filament Sentinel mit diversen unterschiedlichen Boards getestet und hält auf der Support Seite entsprechende Anleitungen bereit. Beispiele existieren für Ramps, Rambo 1.3, Melzi. Weitere gibts auf Anfrage, z.b. hat man mir per eMail dann noch ein schönes Anschlussdiagramm für den Ultimaker 2+ geschickt.

In aller Regel muss zur Nutzung dann noch die Firmware modifiziert werden. Beispiele dafür stellt Dyze Design für Marlin, Repetier, Smoothie und RepRap bereit.

Der Filament Sentinel am Original Prusa MK2(S)

Damit der Filament Sentinal am Prusa MK2(S) funktioniert, wird mindestens die Firmware 3.0.11 benötigt. In Sachen Sensorkonfiguration weicht die Prusa Firmware von Standard Marlin ab, die Anleitung für Marlin lässt sich nicht 1:1 für Prusa übernehmen. So geht es trotzdem:

Configuration_prusa.h: Zeile 173:
#define FILAMENT_RUNOUT_SUPPORT
statt
//#define FILAMENT_RUNOUT_SUPPORT

Und weil ich keine bessere Methode gefunden habe, die Logic zu drehen, hier ein kleiner Hack in Marlin_main:

marlin_main.cpp Zeile 2088
if(!READ(FR_SENS)){
statt
if(READ(FR_SENS)){

Wie man die Firmware modifiziert, erkläre ich hier im Post Firmware für den Prusa selber kompilieren. Wer sich damit nicht rumärgern will, kann meine vorbereitete Firmware auf Basis 3.0.11 der original Firmware benutzen,

!NUTZUNG AUF EIGENE GEFAHR!

!NUTZUNG AUF EIGENE GEFAHR!

Anschluss ans RAMBo 1.3 Mini des Prusa MK2(S)

Standardmäßig ist in der Prusa Firmware der Anschluss des Sensors an PIN21 vorgesehen, dass ist der Port P3 rechts neben den LCD Anschlüssen, PIN21 ist Pin 6 an diesem Anschluss, dazu noch Plus an Pin 2 und Masse an Pin 4:

Quelle Rambo Layout: RepRap Wiki – Klick macht groß

Alternativ könnte man auch einen der xyz-MAX Endstopps nehmen, aber dann müssten wir zusätzlich noch die Pinbelegung in pins.h ändern.

Als vorläufige Montage habe ich eine wie ich finde zum Prusa Konzept passende (Übergangs-)Lösung genutzt 😉

Fei nach dem Prusa Motto: im Zweifel nimmst nen Kabelbinder

 

Filament Sentinel am Ultimaker 2+

Zum Anschluss am Ultimaker2+ Board hat mir Dyze freundlicherweise dieses Diagramm geschickt:

Anschluss am Ultimaker 2+

Zur Nutzung solltet Ihr den Drucker mit der aktuellen Version der TinkerGnome Firmware flashen.

 

Fazit:

Ich find den Filament Sentinel toll. Selbstgebaut geht bestimmt billiger, aber ich bin nunmal kein Bastler.. und das Ding tut exakt, was es soll. Ein bissl stramm geht das Filament durch den Sensor, aber ich denke mal, das legt sich dann auch noch mit der Zeit. Probleme hat es auf jeden Fall noch keine gemacht. Vielleicht isser auch ein bissl groß, aber das ist Mäkeln auf sehr hohem Niveau.

Und eine bessere Montage überlege ich mir auch noch 😉

22 Kommentare

  • So eben auf Thingiverse entdeckt. Filament runout sensor with hall sensor unter https://www.thingiverse.com/thing:2410474.

  • Bitte nicht schimpfen! Ich bin Maschinenbauer! Wenn ich die Platine sehe sieht das für mich sehr technisch aus. Warum nicht einfach ein Rollhebelschalter? Wenn Filament vorhanden drückt dieses die Rolle beiseite und der Schalter ist offen. Kein Filament und der Schalter schließt oder umgekehrt. Denk ich da zu einfach?

    • Ich bin Programmierer, ich hab keine Ahnung von sowas..

      Aber ich kann ne Datenbank aufsetzen, wo wir die Argumente sammeln und dann auswerten können 😉

    • Nein, das geht viel einfacher. Analog zu den Entschaltern im Prusa. Die Elektornik wird vermutlich den Vorteil mit bringen das die Leitung sauberer ist, also weniger störanfällig und laut Homepage das man mehrere davon hintereinander hängen kann. Du kannst dann genauso gut 4 Rollenschalter hintereinander hängen und durch die Ersparnis ein paar Kilo bestes Filament kaufen.

      • Hendrik Du machst mir wieder Mut. Einen Taster verstehe ich noch. Drücken = Schalten. Ich dachte an https://www.conrad.de/de/mikroschalter-250-vac-5-a-1-x-einein-hartmann-mbb1-01-a-01-c-09-a-tastend-1-st-707243.html oder ähnlich, kleines Gehäuse zur Führung des Filaments drumherum und dann noch irgend einer der mir Deppen erklärt, wie das ohne Lötkolben verwurstet wird.

        • Ja genau so einer würde es sein. Ich müsste nochmal schauen ob der zweite Draht an VCC oder GND muss und ob der Stromkreis normal offen oder geschlossen sein muss. Löten würde ich aber schon – du solltest solche Schalter aber auch mit Kabel bekommen.

          • Bevor ich Maschinenbau studiert habe, hab ich Instandhaltungsmechaniker gelernt. Da wurde nur hartgelötet. Wenn ich hier mit dem Brenner ran gehe… Wenn ich das richtig interpretiere sind in dem Taster ein Öffner und ein Schließer. Also 3 Anschlüsse. Ein Eingang und 2 Ausgänge, abwechselnd mit Kontakt versehen. Wenn ich das mit meinen Hydraulikkenntnissen so richtig beschrieben habe. (Suche am Kabel noch immer das Loch wo der Strom durch kommt) Den Schalter hab ich inzwischen in mein CAD-Modell gebracht und modelliere das Gehäuse.

            • Uwe, ich kann Dir gerne so einen Schalter machen. Ich habe alles hier – nur das Kabel könnte ein Problem sein, ich hoffe Du hast keine Farbwünsche – wie lang soll es den sein?

              • Vielen Dank Hendrik! Ich hab vor einfach Kabelschuhe zu verwenden und auf die Kontakte zu setzen. Ich hoffe, der Strom nimmt mir das nicht übel wenn ich die Kabel nur klemme. Im Moment bin ich aber noch nicht so weit. Noch bin ich mit dem CAD-Modell beschäftigt. Wenn das soweit ist beginnen die Bestellungen und der Druck der Einzelteile. Und dann wird es spannend! Mechanik – sollte noch nicht das Problem werden aber ob ich den ganzen Kabelsalat wieder sortiert bekomme und das mit der Firmware… Bin halt nicht der Schnellste. In der Zwischenzeit könnt Ihr fleißig die Veränderungen am CAD-Modell kommentieren. Die neuste Version und Kommentare unter http://drucktipps3d.de/uwes-original-prusa-i3-mk2s-mod/.

          • Ok, er wird mit dem internen Pull-Up hochgezogen, d.h. der Schalter muss gegen GND gehen. Und wenn ich die Firmware richtig interpretiere muss er Normal Offen sein (= kein Filament). Wird die Firmware wie oben von Stephan modifiziert, muss man ihn invertieren.

            • Ups! Schon wieder! Danke Danke Danke!
              Ich halt mal Selbstgespräch und versuche zu übersetzen damit ich es verstehe. Wenn der Schalter offen ist und kein Strom fließt ist das für das System das Zeichen kein Filament. Wenn ich die beiden Anschlüsse verwende muß nur das Kommentarzeichen in der Firmware entfernt werden und es sollte funktionieren. Einer der beiden Anschlüsse wird mit Masse GND verbunden. Das ist auf dem Bild des Mini-Rambo welcher der 3 Pfeile? Und wo geht der 2. Anschluß hin?

              • Masse kannst wie Hendrik netterweise geschrieben hat am Pin4 des Anschlusses P3 holen. Das wäre der Pin im Bild oben direkt über dem blau umrahmten Pin6..

                und wie gesagt, wenn du ne Firmware brauchst, dann sagst einfach Bescheid. Musst Dir wegen so nem Kleinkram nicht das komplette Arduino Georgel installieren.

                • Und nochmals Danke!!! Erst mal weil ich vergessen hab mich für den Beitrag zu bedanken obwohl ich zuvor noch damit rumgejammert habe.
                  Also Anschluß P3, Pin4 Schwarzer Kasten für Masse. Danke! Und das 2. Kabel? zurück nach 2/rot oder 6/blau? Sorry! aber ich hab doch keinen Schimmer!
                  Vielen Dank für das Angebot mit der Firmware. Wenn ich so weit bin melde ich mich.

                • Vielen Dank! Wenn der Pin auf dem RAMBo stimmt ist das umstecken am Schalter kein Problem. Mit 50 % Wahrscheinlichkeit geht’s nicht. 😉

            • Wenn Du oder Uwe oder ein bisher noch anonymer Mitleser eine bestimmte Änderung in der Firmware möchte – und ich raffe, was benötigt wird, kann er die gerne von mir kompiliert bekommen. Da hab ich kein Problem mit.

              Ich werde es halt unter Umständen nicht selbst testen können, aber die IDE prüft ja zumindest schonmal, ob die Syntax noch passt…

  • Hi Stephan, du kannst alles an den P3 hängen: Pin 1 und 2 haben VCC bzw 4 und 7 GND.

    LG, Hendrik

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