Pojďme si postavit vlastní (a tím pádem i vcelku levné) zařízení pro vzdálenou správu 3D tiskárny s využitím Rasberry Pi, Octoprint a cloudu Karmen!

• Úvod – Karmen a Octoprint
• Co potřebujete
• Instalace Octoprint
• Sestavení zařízení
• Oživení zařízení s Octoprintem
• Instalace Karmen Connector a napojení na cloud Karmen
• Propojení s 3D tiskárnou, test
• Závěr – krabička

Nelekejte se, že článek je dlouhý. Snažil jsem se vše podrobně popsat, aby to zvládli i ti, kteří nemají s elektronikou typu Rasberry zkušenosti.

Úvod – Karmen a Octoprint

Co to je Karmen a k čemu slouží jsem popisoval v samostatném článku: Vzdálená správa 3D tiskáren pomocí Karmen.

Pokud byste vzali originální zařízení Karmen Pill a podívali se dovnitř, tak tam najdete minipočítač Rasberry Pi Zero 2W, na kterém je nahraný open-source software Octoprint s pluginem Karmen Connector, který tento minipočítač propojí s cloudovou technologií Karmen. Krabička obsahuje také kameru, LED diodu a napájecí konektor.

Octoprint je software, který umožňuje vzdálenou správu 3D tiskárny. Můžete tisknout, sledovat tisk, měnit nastavení tisku a mnoho dalšího. Proč tedy vůbec chtít používat Karmen? Octoprint je dostupný pouze na lokální síti (a nedoporučuje se jej zveřejňovat do internetu). Díky napojení Octoprintu na cloud Karmen pak máte přístup k 3D tiskárně odkudkoliv na světě. Karmen má oproti samotnému Octoprintu další výhody, jako např. notifikace, správa uživatelů a rolí, možnost napojení více tiskáren apod.

Drobnou nevýhodou oficiálního zařízení Karmen Pill je cena, která převšuje 4000 Kč. Výrobce Karmen ale umožňuje si zařízení vyrobit a tím i ušetřit nějaké peníze. Jdeme na to!

Co potřebujete

• Raspberry Pi Zero 2W (439 Kč na RPishop.cz)
• kamera pro Raspberry Pi (399 Kč na RPishop.cz)
• kabel na propojení Raspberry Pi s kamerou (39 Kč na RPishop.cz) – na výběr jsou dvě velikosti – já jsem úspěšně použil kratší, ale pro některé krabičky je nutný delší, mrkněte úplně na konec článku
• MicroSD karta (169 Kč na RPishop.cz)
• napájecí zdroj pro Raspberry Pi (239 Kč na RPishop.cz), dobře poslouží i nabíječka na mobil s MicroUSB kabelem, kterou pravděpodobně máte doma od staršího mobilu
• USB kabel pro propojení 3D tiskárny a Rasberry Pi – Rasberry má MicroUSB konektor, tiskárna může mít různý (např. Prusa MK4 má USB-C, MK3 USB-B) a tyto dvě zařízení musíte propojit. Buď seženete přímo kabel se správnými konektory, nebo využijete USB adaptér a k němu vhodný kabel k tiskárně (pravděpodobně budete mít doma).
• 3D tiskárnu (napojitelnou na Octoprint/Karmen – běžné 3D tiskárny jako Prusa, Ender apod.)
• hodit se také bude čtečka microSD karet, pokud váš počítač nemá slot na microSD karty

Celkem jste schopní to poskládat za cenu lehce převyšující 1100 Kč.

Pozn. v tomto článku vyrobíme verzi bez LED diody, tedy není třeba nic pájet, ale bohužel si v noci musíte svítit jinak.

Instalace Octoprint

Rasberry Pi je minipočítač, který má veškerý software uložený na paměťové kartě. Proto nejdříve musíme na paměťovou kartu nainstalovat potřebný software (Octoprint).

• MicroSD kartu připojte k počítači.
• nainstalujte si do počítače Raspberry Pi Imager https://www.raspberrypi.com/software/
• spusťte Raspberry Pi Imager
  
  • nastavte: "CHOOSE DEVICE", vyberte Rasberry Pi Zero 2W.
  • nastavte:"CHOOSE OS", vyberte "Other Specific Purpose OS" > "3D printing" > "OctoPi", "stable" verze.
  • nastavte: "CHOOSE STORAGE", vyberte MicroSD kartu.
  • klikněte na NEXT vpravo dole
• v okénku, které se objeví, klikněte na modré EDIT SETTINGS
  
  • nastavte hostname na "octoprint.local" (tím se bude Rasberry Pi jmenovat v síti)
  • nastavte administrátora a heslo (zvolte silné heslo, zejména pokud budete provozovat Octoprint na školní síti)
  • nastavte údaje své WiFi (SSID, heslo)
    
  • nastavení potvrďte a když se vás znovu bude ptát "Would you like to apply OS customisation settings?", tak klikněte na YES
• potvrďte, že skutečně chcete všechno na SD kartě smazat a nainstalovat Octoprint (klikněte na YES):
  
• nyní se to bude pár minut instalovat, poté budete moct kartu odebrat z počítače a vložit do Rasberry

Sestavení zařízení

Kamera bývá dodávána s širším kabelem, proto je třeba jej odebrat (nebudete jej již potřebovat) a nahradit jej koupeným kabelem, jehož jedna část je užší – právě pro připojení do Rasberry Pi Zero 2W. Kabel od kamery uvolníte poodsunutím černého plastu (na druhé fotografii).

Kameru připojíte i do Rasberry, vložíte MicroSD kartu (pokud se již nainstaloval software) a připojíte napájení – napájení připojte na pravý MicroUSB konektor (je to ten s nápisem "PWR IN"). Na Rasberry by se měla rozsítit LED dioda.

Chvíli počkejte, než se Rasberry spustí a připojí k WiFi. Poté si v prohlížeči otevřete http://octoprint.local a mělo by se vám zobrazit rozhraní Octoprintu. Pokud ne, ještě chvíli počkejte a pak to zkuste znovu.

Oživení zařízení s Octoprintem

Nyní se budeme muset proklikat úvodním nastavením Octoprintu. Vpravo dole najdete Next pro přechod na další stránku.

• Restore Backup – nic nevybírejte a rovnou Next
• Access Control – vytvoříte si uživatele – může (nemusí) být stejný jako při instalaci – pomocí tohoto uživatele bychom se připojili k Octoprintu v lokální síti, my ale později budeme využívat pouze Karmen (kam se přihlásíte jiným účtem)
  • Vyplnit (já jsem zvolil uživatel "pi", zvolte silné heslo, zejména pokud budete provozovat Octoprint na školní síti) a kliknout na Create Account, Next
• Configure the connectivity check – dole Enable Connectivity Check, poté Next
• Configure Anonymous Usage Tracking – Enable
• Configure plugin blacklist processing – Enable
• Webcam & Timelapse Recordings – kliknutím na Test u Stream URL si můžete vyzkoušet, jestli kamera funguje :-) Next
• Set up your printer profile – neřešíme, protože budeme používat Karmen, Next
• na konci zaškrtnete podmínky a kliknete na Finish

Uvidíte základní rozhraní Octoprintu, to ale nebudeme využívat, protože budeme tiskárnu ovládat přes Karmen.

Instalace Karmen Connector a napojení na cloud Karmen

Pro instalaci pluginu Karmen Connector postupujte podle oficiálního návodu: https://karmen.tech/cs/docs/karmen-connector-plugin-pro-octoprint

Pozn.:

• Hned první krok vyzývá k přihlášení pod účtem správce. Náš účet v Ocoprintu („pi“) je správce, takže můžete v klidu pokračovat.
• Po instalaci a nastavení pluginu Karmen Connector doporučuji restart Octoprintu (bez toho mi aplikace Karmen hlásila „zařízení offline“) – restart najdete vpravo nahoře

Pokud se vše podaří, tak na stránce https://next.karmen.tech/ uvidíte nově přidanou tiskárnu včetně obrazu.

Propojení s 3D tiskárnou, test

K propojení s 3D tiskárnou využijete druhý MicroUSB konektor na Rasberry. USB kabel tedy zapojíme i do tiskárny a nyní můžeme v aplikaci Karmen kliknout na Připojit. Stav tiskárny se změní na Připravena pro tisk, uvidíte aktuální teploty, tiskárnu můžete ovládat a také samozřejmě tisknout.

Závěr – krabička

Paráda, vše funguje! Teď ještě chybí nějaká krabička, do které Rasberry s kamerou umístíte. A také je třeba rozmyslet, kam (jak) krabičku uchytíte.

Můžete si vytisknout oficiální krabičku Karmen Pill, pro její kompletaci budete ale potřebovat drobné šroubky a matičky (které jsem v našem železářství nedostal).

Pokud chcete krabičku vytisknout a neshánět šroubky, úspěšně jsem vyzkoušel tento model krabičky, který má na spodní straně závit pro klasický stativ na fotoaparát. Tato krabička funguje, vše se dovnitř hezky vejde.

Krabiček na Printables.com je řada, jen pozor – do některých (včetně té oficiální pro Karmen Pill) potřebujete delší kablík ke kameře – já jsem si koupil krátký.

Poznámky závěrem

• Oficiální krabička Karmen Pill mi přijde robustnější (i díky využití šroubků).
• Uchycení zařízení s Karmen má velký smysl na podložku 3D tiskárny – pro originální Karmen Pill si můžete vytisknout držák. Díky tomu se kamera hýbe s podložkou a vy tak máte daleko hezčí timelapse, které umí Karmen v průběhu tisku nahrávat.
• Trochu mi chybí LED dioda pro osvětlení, kterou originální Karmen Pill má.

Dalším krokem se tedy nabízí sehnat a připájet LED diodu, případně upravit oficiální krabičku pro kratší konektor a napájení pomocí MicroUSB kabelu. Tak snad brzy :-)