Module SD universel pour Reprap: premier test grandeur nature !

Après une longue phase de debugging et d’incantations aux dieux de l’électronique, j’ai finalement osé tester mon petit montage sur l’imprimante 3D! (rappel des faits)

J’avais une boîte à imprimer pour madame, et j’ai profité de l’occasion pour essayer le bazar. Je ne vous cacherai pas qu’il y a eu quelques faux départs et réglages avant d’arriver à cette impression impeccable de 2h50 🙂

Le montage est connecté au port AUX1 de la carte RAMPS (connexion qu’on ne voit absolument pas sur cette photo…)

L’unique connexion se fait par 4 fils avec le port AUX1 du RAMPS. Ces 4 fils correspondent au +5V, 0V, Rx et Tx.

Donc ce module n’a pas besoin d’alimentation externe, ce qui est plutôt cool!

Et voilà une belle boîte pour ranger le mascara et autres poupouilles de salle de bain 🙂

Déclencheur pour réflex Canon à base d’Arduino

  • Bonjour Pierre, vous connaissez ma femme?

  • Oui, chef…

  • Elle est belle hein?

  • Oui, chef…

Et en plus d’être belle, elle a des envies lubies obsessions photographiques très précises, comme prendre des dominos en train de tomber, pour figer le mouvement.

Le truc, c’est que prendre ce genre de photos, c’est assez chaud, pour les raisons suivantes:

  1. Déclencher l’ouverture à la main avec précision est… très difficile,
  2. Pouvoir répéter une photo est… impossible,
  3. Les dominos se cassent la gueule pour un oui ou pour un non,
  4. Ma femme n’est pas patiente DU TOUT.

Pour ces raisons, je lui ai fabriqué un déclencheur automatique, à base de barrière infrarouge et d’Arduino.

Le principe

La barrière IR est constituée d’une pièce en U imprimée en 3D, dans laquelle sont insérées face à face une LED IR et une photodiode.

Le principe est simple: on cale notre premier domino au fond de la boîte, et en tombant il va couper le faisceau infrarouge. Coupure de faisceau qui déclenche l’appareil photo après un délai soigneusement choisi (ou disons que le terme « empiriquement » serait plus approprié).

L’électronique

C’est une Arduino Uno qui gère le capteur et le déclenchement.

Voici l’interface entre l’arduino et l’appareil photo:

connecteur jack arduino canon eos 500D
Figure 1: schéma extrêmement académique et normalisé de la connexion

 

Le résultat final

Le résultat final, avec le dernier domino en suspension…

Précisions sur les réglages de l’appareil

Les dominos tombent très vite. j’ai calculé, ça fait 20ms par domino. Selon mes savants calculs, l’extrémité supérieure du dernier domino se déplace à la vitesse infraluminique (le contraire vous aurait étonnés, hein) de 3.5m/s.

Alors si vous êtes comme ma femme et que vous voulez que le dernier domino soit parfaitement net, il va falloir adopter une vitesse méga rapide de 1/2000ème de seconde.

Autant dire qu’à cette vitesse, il vaut mieux éclairer fort (ici, c’était en extérieur), et on était à 400 ISO.

Copinage

Si vous êtes intéressés par un blog de photographe en plein apprentissage, assistée par un technicien aussi patient que la photographe est pointilleuse, allez faire un tour loin du tumulte!

Prototype de contrôleur à base de carte SD pour Teacup

Salut!

Comme je l’expliquais dans mon précédent article, je suis passé sur Teacup et mon contrôleur LCD/SD d’origine n’est pas compatible avec ce firmware. Et je n’ai pas du tout envie que mon imprimante 3D soit dépendante d’un PC pour pouvoir fonctionner.

Teacup gèrerait a priori la présence d’une carte SD, mais visiblement il  faut envoyer du G-Code pour lister les fichiers (via un PC, donc…), et l’ensemble n’est pas vraiment documenté. Même chose pour l’affichage.

Alors je me suis lancé dans la conception d’un contrôleur qui discutera avec le firmware de la machine, quel qu’il soit. Rien que ça, mon pote!

Idéalement, il disposera d’une interface web (ESP8266 powaaa!), mais pour le moment j’ai fait un proof of concept avec une Teensy 3.2, un afficheur OLED SSD1306 et un lecteur de carte microSD. Et le pire dans tout ça, c’est que ça a l’air de marcher!

Voici le montage en mode breadboard:

A gauche, l’écran, au milieu le lecteur microSD, à droite la Teensy, et en haut l’Arduino Mega 2560 (avec Teacup). Au dessus de tout ça, un sacré bordel de fils. A gauche, une résistance de 220Ω qui n’a rien à faire dans le montage, mais oh, je suis encore chez moi, non?!

La communication entre mon petit bazar et Teacup se fait par port série. Après l’envoi de chaque commande, le programme attend l’acknowledgement du firmware (un bête « ok ») avant d’envoyer la commande suivante.

Pour le moment, j’affiche juste la ligne courante sur l’écran, mais je vais faire évoluer ça pour afficher les températures et l’avancement de l’impression.

Interfaces de programmation pour ESP8266

La première question qu’on se pose quand on reçoit un ESP8266, c’est…

« Ah merde, mais comment je vais programmer ce machin? »

Il y a besoin de 4 fils : +, -, Rx et Tx, donc la première chose, c’est de se procurer un convertisseur USB-série. Le point crucial, c’est la tension de sortie de ce convertisseur. Elle doit être de 3.3v à la fois sur le Vcc ET sur le Tx. Le risque avec du 5V, c’est tout bêtement de griller l’ESP.

L'interface USB-série
L’interface USB-série. On peut voir en bas le sélecteur 5V-3.3V, et en haut le bouton reset.

L’ESP8266 01 a des broches au pas de 2.54mm, mais n’est pas utilisable dans une breadboard à cause de la position des broches. Donc soit on y va avec des fils et des connecteurs Dupont, soit un se fait un petit circuit imprimé pour connecter tout ça à l’adaptateur USB-série. Au début, j’utilisais la première méthode, mais j’ai finalement opté pour un petit circuit imprimé…

Vert jaune rouge... Rastaman!
Vert jaune rouge… Rastaman!

A gauche, il y a un emplacement pour un cavalier. Il sert à faire démarrer l’ESP8266 en mode programmation.

Oui, je n'avais que des connecteurs femelles à 8 contacts...
Oui, je n’avais que des connecteurs femelles à 8 contacts… C’est joli le scotch…
Et l'ensemble connecté sur le PC, prêt à être programmé!
Et l’ensemble connecté sur le PC, prêt à être programmé!

Le truc avec l’ESP8266, c’est qu’il se décline en je ne sais combien de versions différentes. J’ai aussi un 12e sous la main, et pour lui, l’emplacement des broches est un peu plus particulier, dans le sens où elles sont espacées de 2mm, et non de 2.54mm. Du coup j’ai dû commander des headers au pas de 2mm afin de faire un programmateur et adaptateur.

Il est juste glissé entre les headers pour faire le contact. Pas de soudures, c'est cool!
Il est juste glissé entre les headers pour faire le contact. Pas de soudures, c’est cool!

Après coup, je me dis que j’aurais pu placer les headers pour faire en sorte que l’ESP8266 soit carrément enfiché sur les headers. Mais là, ça va pile poil.

Il faut un cavalier en permanence entre la GPIO15 et la masse pour qu’il démarre (ça il faut le savoir…), et un autre en bas pour mettre la GPIO0 à la masse (ça c’est pour le mode programmation).

Côté connection au PC, c’est le même principe.

Un peu plus gros mais ça va bien :)
Un peu plus gros mais ça va bien 🙂

 

Fonctionnalités très appréciables dans l’IDE Arduino

Adieu l’équipe!

J’avais envie d’écrire un petit article pour saluer les évolutions de l’IDE Arduino.

Par rapports aux débuts, il y a eu à mes yeux deux avancées majeures: le gestionnaire de cartes et le gestionnaire de librairies.

Le gestionnaire de cartes

Aujourd’hui, l’IDE Arduino est utilisable avec de nombreux microcontrôleurs, par forcément Atmel.

Parmi les cartes notables que j’ai pu utiliser, il y a la Teensy 3.x et l’ESP8266.

Evidemment, le protocole d’upload des programmes vers l’un ou l’autre des microcontrôleurs est différent, et l’IDE doit savoir comment communiquer.

Pour cela, on a le menu Outils>Types de cartes, et on peut sélectionner la bonne. Mais quid des cartes non listées dans ce menu?

Et bien c’est pas compliqué.

Avant tout, il faut éventuellement ajouter la source du package pour obtenir le driver de cette carte, dans les préférences de l’IDE:

arduino-esp-preferences

Puis on va dans Outils>Types de cartes>Gestionnaire de cartes et nous avons à disposition une liste de cartes pour lesquelles on peut installer le driver, et paf! il n’y a plus qu’à la sélectionner dans le menu pour la programmer. Sympa! (bon, pas de pot, la Teensy n’apparait pas dans cette liste, il faut installer Teensyduino, un complément disponible sur le site du constructeur).
Donc plutôt pratique le gestionnaire de cartes.

arduino-esp-boards

Le gestionnaire de librairies

Alors là c’est encore mieux!
Tu as dégoté un nouveau composant et tu n’as pas le cœur à te farcir la datasheet pour comprendre comment discuter avec lui? Comme je te comprends…
Prenons à tout hasard le DHT22, qui est un capteur de température/humidité assez répandu.
Hé bien pas de prise de tête: on va dans Croquis>Inclure une bibliothèque>Gérer les bibliothèques. Une liste se charge, on tape DHT22 dans le filtre en haut, et paf! on tombe sur DHT sensor library by Adafruit.

arduino-dht22-librairy

Il n’y a plus qu’à cliquer sur le bouton installer, et on se trouve non seulement avec la librairie disponible, mais il y a aussi des exemples disponibles dans Fichier>Exemples! C’est-y pas beau, ça? Hein?

arduino-dht22-exemples

J’ai particulièrement apprécié cette fonctionnalité avec un capteur que j’avais acheté il y a quelque temps, et qui est une vraie merde à programmer: le MLX90614. C’est un thermomètre IR directionnel. Ça permet d’obtenir la température d’un objet sans contact. Mais alors pour communiquer avec, amuse toi si tu n’as que la datasheet sous la main… C’est un protocole I2C modifié, le truc bien relou.
Hé bien l’autre jour j’ai tapé MLX dans le champ de recherche du gestionnaire de librairies, et j’ai eu le plaisir de pouvoir utiliser le capteur hyper simplement. Merci à Adafruit d’avoir écrit cette classe…
Et d’ailleurs en regardant le code, c’est pas si long… Respect 🙂

Piloter Grbl par le port série

Hey, j’ai une bonne nouvelle : ma Shapeoko arrive à fonctionner, et surtout ne plus planter, et ce avec ma carte maison! Wouhouuu c’teu fête!

J’ai bagarré pour en arriver là. J’attends la carte « nouvelle mouture » du fabricant, mais impatient que je suis, je n’ai pas pu résister à la tentation de la faire fonctionner moi-même…:)

Le point sensible, d’après les forums et mes constats, c’est la liaison USB entre le PC et l’Arduino sur laquelle tourne Grbl.
Alors je me suis dit que je pourrais utiliser une autre Arduino entre les deux, qui communique par liaison série.

J’aurai donc:

PC<– liaison USB –> Arduino 1 (relais) <– Liaison série (Rx/Tx) –> Arduino 2 (Grbl)

L’Arduino 1 est une Arduino Mega 2560, largement surdimensionnée mais j’en avais une en stock alors ça m’allait bien 🙂

Entre les deux Arduini (pluriel d’Arduino?), on a juste besoin de 3 fils: Rx Arduino 1 vers Tx Arduino2, Tx Arduino 1 vers Rx Arduino 2, et relier les masses entre elles (Gnd).

En fin de compte, sur l’Arduino « relais », j’avais besoin d’un port usb en entrée et un port série en sortie (la Mega 2560 en a 3, en plus du port zéro qui correspond à l’entrée USB). Quoique, ça devrait aussi fonctionner avec la librairie SoftwareSerial pour émuler un port série.

Bref, le programme est très simple et assure une communication bidirectionnelle: il lit ce qui entre sur le port 0 (le port USB) et l’écrit sur le port 1 (connecté à l’Arduino 2), et il lit ce qui arrive du port 1 pour l’écrire sur le port 0 (connecté au PC).

Le câble USB utilisé mesure 20cm (beaucoup plus court que le câble d’origine, et donc moins sensible aux interférences électromagnétiques). J’ai dû virer l’isolateur galvanique qui posait des problèmes de communication.

Et ça ne plante plus, mon pote. Ca ne plante plus! Enfin jusqu’à preuve du contraire hein, parce que je commence à avoir l’habitude des phases maniaco-dépressives avec cette machine…

L’intérêt de conserver une liaison USB est de pouvoir utiliser bCNC et les autres outils de contrôle pour Grbl. Si j’utilisais une carte SD, je serais limité dans les interactions avec la machine, et je ne pourrais pas bénéficier (entre autres) de l’autoleveling de bCNC.

Shapeoko 3, déconnexions USB et carte de contrôle

Je me bats avec ma Shapeoko 3 depuis à peu près le début, car il y a des déconnexions USB très fréquentes quand on attaque assez fort dans la matière. Par contre ce n’est pas le cas si on n’attaque pas trop fort dans la matière.

Un tour dans les forums et des discussion avec Jorge Sanchez (de chez Carbide 3D) m’ont laissé entendre que ces déconnexions étaient très probablement causées par des interférences électromagnétiques entre les moteurs (pas à pas, ou peut-être la broche) et le câble USB.

J’ai suivi les instructions de Jorge: raccordement de masses, utilisation d’un isolateur galvanique USB, mise à la terre. J’ai cru que c’était réglé, et puis c’est revenu… Ça m’a vraiment saoulé, et j’ai décidé de fabriquer ma propre carte de contrôle pour la machine.

Je suis parti sur des drivers pas à pas Pololu DRV8825, commandés par une Arduino Uno sous Grbl. Rien de très compliqué a priori, puisque j’ai déjà fait quelque chose de comparable avec mon CoreXY, sur 2 axes seulement.

Alors je me suis lancé, et j’ai fabriqué un circuit imprimé avec la Shapeoko elle-même (comme je disais, quand on grave et que ça ne force pas, ça marche!).

Côté design, j’ai utilisé Fritzing et Visolate.

Pour l’envoi sur la machine, j’ai découvert bCNC et croyez-moi c’est VRAIMENT le top. Je ferai certainement un article dessus pour la prise en main. Pour la faire courte, c’est un logiciel qui envoie le G-Code à la machine, mais qui permet de compenser l’axe Z selon les mesures faites au préalable avec un palpeur. C’est trop bien, particulièrement quand on grave un circuit imprimé et qu’on veut avoir une profondeur identique partout!

Bref, voici la fabrication de la carte en images.

Gravure PCB
Gravure des traces. Si si, ça tourne! C’est l’appareil photo qui est trop rapide 🙂

 

perçage pcb
Le perçage avec une mèche de 1mm.

 

bCNC
bCNC en pleine action! On peut voir le quadrillage effectué par le palpeur, avec les différences de hauteur.

 

Le circuit terminé
Le circuit terminé. C’est autre chose que ce que j’avais fait dans le passé!

 

Test pcb
Test avec 3 moteurs Nema17, concluant 🙂

 

J’ai branché les moteurs de la Shapeoko (Nema23) sur la carte, et.. Rien. Enfin si: des réactions, mais des réactions étranges.

En fait j’ai réalisé que les fils n’étaient pas agencés pareil au niveau des connecteurs!

Cablage moteurs pas à pas 4 fils
Codes couleurs des moteurs bipolaires à 4 fils. (honteusement piqué sur http://www.linengineering.com)

 

Avec les fils dans le bon ordre, le fonctionnement est bien meilleur, n’est-ce pas 🙂

Tout content, je lance un job avec des passes de 2.5mm dans du pin. J’y crois, j’y crois, j’y crois. Jusqu’à ce que ça se plante. La même. Exactement la même qu’avec le contrôleur d’origine de la Shapeoko. Autant dire que ma tête a pris successivement toutes les couleurs de l’image ci-dessus.

J’ai tout fait, j’ai essayé sur un PC de bureau (relié à la terre) plutôt qu’un portable, j’ai essayé à tout hasard un autre firmware, rien à faire. C’est relou hein…

Alors hier soir j’ai retenté le contrôleur d’origine, en diminuant la profondeur des passes (1.25mm) et ça va. Pour le moment en tout cas…

Mais c’est frustrant, quand on a une grosse machine, puissante, de devoir se coltiner des passes aussi fines, franchement…

[Edit du soir même] Hééééé ben non. Finalement ce soir elle ne voulait plus. Je commence à en avoir plein mon ass, mais alors vraiment…

[Edit du lendemain] Carbide 3D va m’envoyer une nouvelle carte (une nouvelle mouture, pas juste un remplacement de celle-ci). Même si je râle, j’apprécie énormément leur support, ils ne laissent pas leurs clients dans le mouise. C’est très important.

Si vous avez le même problème que moi, faites-moi signe, que vous l’ayez résolu ou non, ça m’intéresse!

Présentation du microcontrôleur Teensy

Mon Arduino Uno étant dorénavant dédiée à la graveuse laser CoreXY, j’ai cherché un autre microcontrôleur pour bricoler. Notamment pour piloter Ableton Live en MIDI.

Arduino Leonardo m’intéressait pas mal, car elle a la capacité de se faire passer pour un clavier, une souris, ou un périphérique HID quelconque.

Pendant mes recherches, je suis aussi tombé sur la Teensy 3.1. Certes, cette carte n’est pas open hardware, MAIS :

  • Prix similaire à la Leonardo (20$)
  • 256Ko de mémoire flash (32Ko sur la Leonardo)
  • 64Ko de RAM (2.5Ko sur la Leonardo)
  • 72MHz (16MHz sur Leonardo)
  • Des entrées capacitives (« touch »)
  • Une sortie analogique (pas PWM, j’ai bien dit analogique)
  • Une taille ridicule (CMB)
  • Support natif du MIDI par le port USB, sans avoir à installer de driver!
  • Et j’en passe.

Voici une cartographie de la bête:

https://www.pjrc.com/teensy/teensy31.html
Vue de dessus
Source : https://www.pjrc.com/teensy/teensy31.html
https://www.pjrc.com/teensy/teensy31.html
Vue de dessous

Pour la programmer, ça se passe avec une Arduino. On utilise un câble micro USB-B, et le même IDE. Il faut juste installer l’add-on Teensyduino pour pouvoir gérer cette carte.

Donc, avec tous ces avantages, j’ai craqué direct.

Comme je disais plus haut, cette carte a la possibilité d’envoyer des commandes MIDI par l’USB très simplement. Par exemple:

[code]

usbMIDI.sendNoteOn(note, velocity, channel)
usbMIDI.sendNoteOff(note, velocity, channel)
usbMIDI.sendControlChange(control, value, channel)

[/code]

Pour la liste complète des capacités MIDI de la Teensy, la doc est ici.

Pour une liste des numéros de notes MIDI, c’est par .

Bref, elle a tout ce dont j’ai besoin pour fabriquer un petit pédalier MIDI, qui me servira à sampler des boucles de basse en live!

Paramétrage de Teacup pour la gravure au laser

Pour envoyer mes impulsions PWM au module laser, j’utilise la commande M106 Px Sy de Teacup.

J’ai défini ma broche de commande du laser en tant que ventilateur dans Teacup, et cette broche envoie un signal PWM.

La section « heaters » dans ma configuration se présente comme ceci :

[code]

//DEFINE_HEATER(extruder, PD3,   0)
//DEFINE_HEATER(bed,      PB4,   0)
DEFINE_HEATER(fan,        PB3, 1)
// DEFINE_HEATER(chamber,  PIND7, 1)
// DEFINE_HEATER(motor,    PIND6, 1)

[/code]

J’ai désactivé l’extrudeur et le lit chauffant, inutiles pour ce que je fais. La broche PB3 correspond à la broche 11 de l’arduino uno.

Revenons à notre commande M106 Px Sy, qui prend deux paramètres:

  • P : l’index de la sortie dans la section « heaters », pour moi c’est 0 (je n’ai qu’une sortie heater)
  • S : la puissance du signal PWM, de 0 à 255

Lors des premiers tests avec une simple LED, j’ai réalisé que les commandes M106 n’étaient pas synchronisées avec les mouvements. En fait elles ne sont pas mises dans le buffer de commandes, mais directement exécutées. Alors Pour remédier à ça, il faut ajouter dans notre fichier de config :

[code]

#define ENFORCE_ORDER

[/code]

Autre souci que j’ai eu: la commande M106 faisait planter Repetier-host (il arrêtait spontanément d’envoyer les commandes).

Je suis passé sur Pronterface, et là, plus de problème! Des fois, faut pas chercher…

Découverte du microcontrôleur ATTINY45

Je viens de recevoir une commande de chez Farnell : deux microcontrôleurs Atmel ATTINY45, deux modules XBee, et une caméra pour brancher sur mon Raspberry Pi.

Depuis un certain temps, je réfléchissais à une façon de faire pour programmer un microcontrôleur et l’utiliser dans un projet sans pour autant acheter à chaque fois une carte Arduino.
En fait, on peut utiliser toute une gamme de microcontrôleurs Atmel « nus », les programmer à l’aide d’une Arduino et les utiliser tels quels!

Pour les curieux, voici tous les produits fabriqués par Atmel (ça ne s’arrête pas aux microcontrôleurs).

Bref! Voyons comment utiliser notre carte Arduino Uno pour programmer le ATTINY45. La mise en place est relativement rapide.

D’abord, un grand merci à HighLowTech pour cet article.

L’idée de base, c’est d’utiliser une Arduino (dans mon cas, Uno) qui va servir d’interface entre le PC et l’ATTINY45. Manque de bol, depuis la version 1.0 de l’IDE Arduino, les puces ATTINY ne sont plus au menu :

Pour pouvoir les utiliser, il faut aller chercher ici (pour la version 1.0 ou 1.5, selon la version de l’IDE).

Une fois le zip récupéré, il faut créer un répertoire hardware dans votre dossier de sketches (donc pour moi, C:UsersnicoDocumentsArduinohardware). Dans ce dossier hardware, copier le dossier tiny trouvé dans le zip. On y est presque.

Dans le dossier tiny, il y a un fichier nommé Prospective Boards.txt. Renommons-le en boards.txt tout court.

On relance l’IDE, et là :

Yeaaaah baby! En fait, dans le fichier boards.txt, on peut commenter toutes les puces ATTINY dont on ne veut pas se servir, ça évite de polluer cette liste.

Voilà pour la préparation logicielle 🙂

Maintenant, préparons le matériel:

tuto-programmation-des-attiny45-avec-un-arduinoJ’ai honteusement repris le schéma réalisé par Semageek.com. Allez-y, ça vaut le coup!

Voici le schéma de brochage de l’ATTINY45:

Pour le condensateur connecté au reset de l’Arduino Uno, je n’avais pas de 10µF, alors j’ai utilisé un 33µF qui va tout aussi bien.

Prêts? Alors dans l’IDE, chargeons l’exemple ArduinoISP. Nous voulons l’envoyer sur la Uno, donc type de carte > Arduino Uno.

On envoie le programme, et là… Problème de synchronisation. Hé hé hé 🙂 La blague, c’est qu’il faut enlever le condensateur pour pouvoir envoyer un programme 😉

Voilà, l’Arduino Uno est maintenant utilisable comme programmateur pour notre ATTINY!

Nous pouvons reconnecter le condensateur, et dans l’IDE, définir comme type de carte : ATTINY@1MHz, et comme programmateur : Arduino as ISP.

Chargeons un programme d’exemple, disons Fade. On va juste changer le pin de la LED, mettons le sur 0. On upload le programme. Dans les messages de l’IDE Arduino, on peut lire ceci :

En fait, ce message, selon des gens avertis, on peut l’ignorer (je ne sais pas vous, mais moi j’ai bien envie de les croire).

Voici une superbe photo pour illustrer cela!ATTINY45-2J’ai connecté la LED bleue au pin 0 (broche 5) de l’ATTINY45. Et elle clignote en mode ‘fade’ 🙂

Pour être sûr, j’ai tout déconnecté (en me servant juste de la Uno comme alimentation :

ATTINY45-1Et ça marche toujours!

Reste maintenant à trouver des applications pour cette bestiole de 4Ko de mémoire, avec ses 3 entrées analogiques et 2 sorties PWM; je suis certain que ça me viendra 🙂

Un grand merci spécial à Michael, Farnell, Semageek et HighLowTech!