Для калибровки Input Shaping в Klipper есть возможность использовать акселерометр. На данный момент поддерживается adxl345 с подключением по SPI, а так же MPU-6000/9000 с подключением по I2C. Подключить акселерометр можно к любому mcu, в том числе к хосту с клиппером (через linux proccess mcu). Можно подключить к плате принтера и, если нет свободного аппаратного SPI, использовать программную эмуляцию. В обоих случаях (при подключении к хосту и при подключении к плате принтера) длина проводов до датчика получается достаточно большой. Иногда это приводит к проблемам с подключением. Для решения этой проблемы можно использовать отдельный mcu, который будет подключаться только для работы с акселерометром и подключать его к хосту по USB.
Можно использовать любую отладочную плату на архитектуре, которую поддерживает клиппер. Это может быть и ардуино, и bluepill и любая другая плата. В данном случае, RP2040-Zero была выбрана по следующим причинам:
- Наличие USB, Type-C разъем
- Плата небольшого размера, ничего лишнего
- Для первоначальной прошивки не нужны никакие дополнительные устройства
- На плату есть описание, схема, 3д модель на wiki производителя
У RP2040 есть 2 аппаратных шины SPI, которые могут быть подключены к разным пинам:
Все доступные варианты можно посмотреть в src/rp2040/spi.c. Я выбрал для подключения шину spi1a и CS на gpio9: CLK - GP10, MOSI (обозначен SPI TX) - GP11, MISO (обозначен SPI RX) - GP8, CS - GP9.
На акселерометре нужно подключить VCC к 3.3V, GND к GND, SDO к SPI RX, SDA к SPI TX, CS к CS.
| ADXL345 | Pico | Описание |
|---|---|---|
| VCC | 3.3V или 5V | Питание датчика, 3.3В Если на плате с ADXL345 есть регулятор напряжения, можно использовать 5В. |
| GND | GND | Питание датчика, GND |
| CS | GP9 | линия CS (Chip Select) |
| SDO | GP8 (SPI RX) | линия MISO (Master In Slave Out) |
| SDA | GP11 (SPI TX) | линия MOSI (Master Out Slave In) |
| SCL | GP10 (SPI SCK) | линия тактирования CLK (CLOCK) |
Выходы INT1 и INT2 на adxl345 не используются.
Сборка прошивки ничем не отличается от любого другого mcu.
cd ~/klipper/
make meuconfig
В качестве Micro-controller Architecture нужно выбрать Raspberry Pi RP2040. Остальные параметры менять не нужно. Bootloader не нужен, должен стоять No bootloader.
make
Для первоначальной прошивки платы нужно подключить ее по USB к хосту, удерживая кнопку Boot. В системе появится новый диск, как правило /dev/sda
Для прошивки платы достаточно просто скопировать на нее прошивку. Для этого нужно подключить "диск":
sudo mount /dev/sda1 /mnt
И скопировать собранную прошивку:
sudo cp ~/klipper/out/klipper.uf2 /mnt
sudo umount /mnt
Плата сама перезагрузится, из системы пропадет диск /dev/sda, но появится новое USB устройство:
sergey@orange:~/klipper$ ls /dev/serial/by-id/*
/dev/serial/by-id/usb-Klipper_stm32f446xx_2F0046001550324E31333220-if00
/dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_E660B4404B137D36-if00
Устройство в имени которого есть rp2040 это подключенная плата.
Поскольку mcu с rp2040 нужен только на время использования акселерометра, все его настройки я вынес в один файл adxl345.cfg
[mcu pico]
serial: /dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_E660B4404B137D36-if00
[adxl345]
spi_bus: spi1a
cs_pin: pico:gpio9
[resonance_tester]
accel_chip: adxl345
probe_points:
100, 100, 50
[neopixel rpi2040]
pin: pico:gpio16
chain_count: 3
initial_RED: 0.1
initial_GREEN: 0.5
initial_BLUE: 0.0
color_order: GRB
На плате установлен светодиод ws2812, его цветом можно управлять.
В printer.cfg нужно добавить:
[include adxl345.cfg]
Когда акселерометр не используется, mcu rp2040 можно просто отключить. В printer.cfg достаточно закоментировать строку с include.
Для обновления прошивки mcu, когда плата уже прошита klipper, не обязательно использовать кнопку Boot. Клиппер сам умеет перезагружаться в режим обновления. Для обновления прошивки нужно выполнить:
make clean
make menuconfig
make
make flash FLASH_DEVICE=/dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_E660B4404B137D36-if00
Для того, чтобы не вспоминать команды каждый раз, можно использовать скрипт.
#!/bin/bash
KLIPPER_DIR="/home/klipper/klipper"
KLIPPER_MCU_CONFIG_DIR="/home/klipper/printer_data/tools/update/mcu_config"
KLIPPER_MCU_CONFIG_RPI="${KLIPPER_MCU_CONFIG_DIR}/config.rpi2040"
RPI_DEVICE="/dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_E660B4404B137D36-if00"
echo -e "Stopping services Klipper"
sudo systemctl stop klipper
cd ${KLIPPER_DIR}
echo "Start update RPI2040 mcu"
echo "MCU: ${KLIPPER_MCU_CONFIG_RPI}"
make clean KCONFIG_CONFIG=${KLIPPER_MCU_CONFIG_RPI}
make menuconfig KCONFIG_CONFIG=${KLIPPER_MCU_CONFIG_RPI}
make KCONFIG_CONFIG=${KLIPPER_MCU_CONFIG_RPI}
echo "RPI2040 mcu firmware built."
read -p "Press [Enter] to continue, or [Ctrl+C] to abort"
make KCONFIG_CONFIG=${KLIPPER_MCU_CONFIG_RPI} flash FLASH_DEVICE=${RPI_DEVICE}
echo "Start services"
sudo systemctl start klipper_mcu
sudo systemctl start klipper
Нужно указать свой RPI_DEVICE. Для сохранения настроек сборки mcu скрипт использует параметр KCONFIG_CONFIG. Настройки для rp2040 будут сохранены в файл config.rpi2040 в /home/klipper/printer_data/tools/update/mcu_config. Этот каталог нужно создать:
mkdir -p ~/printer_data/tools/update/mcu_config
После перезагрузки klipper, первая попытка использования акселерометра (ACCELEROMETER_QUERY) заканчивается ошибкой. Это связано с особенностями инициализации SPI в rp2040. Второй и последующие вызовы ACCELEROMETER_QUERY работают без ошибок.
Для более удобного подключения к хосту, я сделал удлиннитель USB на корпус принтера и корпус для RP2040-ZERO
