Dr. Klipper Wiki

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====== RP2040 Input Shaper Hardware ======

In Anlehnung an https://klipper.discourse.group/t/raspberry-pi-pico-adxl345-portable-resonance-measurement/1757
===== YouTube Video #92 =====
{{youtube>kQLxwlsdaKs?half}}

\\ 
===== Kommerziell =====
  * Fysetc \\ https://github.com/FYSETC/FYSETC-PortableInputShaper \\ https://de.aliexpress.com/item/1005006079473058.html direkt an Nozzle
  * BTT \\ https://github.com/bigtreetech/ADXL345 \\ https://github.com/bigtreetech/LIS2DW
  * Mellow 3D \\ https://mellow-3d.github.io/fly_adxl345_usb_general.html
  * Provok3d Nozzle Adxl (STM32 !) \\ https://provok3d.com/product/nozzle-adxl-board/?v=0a10a0b3e53b
  * Fly3d Drucker CNC V6 Düsen Halter \\ https://de.aliexpress.com/item/1005006425869823.html


===== DIY =====
  * RP2040 + ADXL Sensor
  * https://www.printables.com/de/model/586008-nozzle-bracket-for-adxl345-accelerometer







==== Kabel ====
  * mit kurzen Kabeln (~ 20cm) initial testen um Verbindungsprobleme zu vermeiden
  * Im nächsten Schritt dann mit längeren Kabeln testen. 
    * Die Kabel sollten mindestens gedrillt sein. 
    * Einige nutzen auch geschirmtes CAT 6a Kabel 
  * Grundsätzlich sollte das Kabel so kurz wie eben möglich sein, um Verluste und Störungen gering zu halten. 
==== Spannungsregler ====
  * Der ADXL345 Chip braucht für den Betrieb 3,3V. Er ist nicht 5V kompatibel!
  * Durch den Spannungsregler (meist ein IC mit 5 Pins) kann das Board mit 5V versorgt werden. Der ADXL wird dann mit den 3,3V des Spannungsreglers betrieben. 
  * :!: Boards ohne Spannungsregler dürfen nicht mit 5V betrieben werden, da sonst der ADXL zerstört wird. 
  * Boards mit Spannungsregler funktionieren in der Regel auch, wenn sie mit 3,3V an VCC betrieben werden. Am ADXL liegen dann eher 2,8-3,0V an, was aber kein Problem darstellt. 
  * **Faustregel** Boards immer erst mit 3,3V testen!
==== Level Shifter ====
  * Der ADXL ist so designed das er normalerweise mit 3,3V Signalen arbeitet. 
  * Auch die STM32, RP2040, Raspberry Pi, ... arbeiten im Normalfall mit diesen Spannungen. 
  * Es gibt aber Controller wie mit 5,0 oder gar geringeren Spannungen wie 1,8V arbeiten. Und hier kommen dann Levelshifter zum Einsatz, die ein Signal in beide Richtungen umformen können. 
  * Im Bereich des 3D Druck sind ADXL Boards mit Level Shifter in der Regel unnötig. Sollte man doch ein Board mit Levelshifter haben, sollten beide Spannungsversorgungen mit 3,3V belegt werden. 
  * :!: Wird ein Levelshifter mit 5V betrieben kann dies einen Controller zerstören, der nur mit 3,3V arbeitet!
  * Levelshifter sind in der Regel zu erkennen an zwei kleinen 3 Pin Mosfets nahe den Signalleitungen. 


==== I2C ====
   * Einige ADXL Boards werden mit I2C anstatt SPI ausgeliefert. I2C ist aber (ohne 400kbit/s fast mode) zu langsam um die 3200 Samples/s für die Resonanz Messung zu liefern. 
   * Diese Boards verfügen oft über zusätzliche Pullup Widerstände an den Signalleitungen (SDA, SCL). Es ist möglich die Boards umzulöten. (Siehe Klipper Github Issue #3637) \\ {{:klipper_faq:pasted:20240221-142733.png}}
   * Grundsätzlich sollte man aber darauf achten eine SPI Version zu kaufen. 
==== Sensoren Beispiele ====
  * **Kein** Spannungsregler, **kein** Levelshifter \\ {{:klipper_faq:pasted:20240220-200224.png}} \\ https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Accelerometer/ADXL345-BreakoutBoard-v13.pdf
  * Spannungsregler, **kein** Levelshifter \\ {{:klipper_faq:pasted:20240220-200424.png}} \\ https://www.roboter-bausatz.de/media/image/c1/f0/e2/GY-291-Schaltplan.jpg
  * Spannungsregler, Levelshifter \\ {{:klipper_faq:pasted:20240220-201141.png}} \\ https://learn.adafruit.com/adxl345-digital-accelerometer/downloads

===== Klipper flashen =====
  * ''cd ~/klipper''
  * ''make menuconfig'' \\ <code>
[*] Enable extra low-level configuration options
    Micro-controller Architecture (Raspberry Pi RP2040)  --->
    Bootloader offset (No bootloader)  --->
    Flash chip (W25Q080 with CLKDIV 2)  --->
    Communication interface (USB)  --->
    USB ids  --->
()  GPIO pins to set at micro-controller startup
</code>
    * Mit ''Q'' und dann ''Y'' beenden
  * ''make clean && make -j4''
  * Die Boot Taste **gedrückt halten (!)** und den USB-C Stecker anschließen.
    * Meistens haben die Boards eh nur eine Taste. Sollten es zwei Tasten sein, muss man schauen was Boot und was Reset ist. 
  * ''dmesg'' im Terminal eingeben \\ <code>[126509.556147] usb 1-1.4: new full-speed USB device number 13 using dwc_otg
[126509.688730] usb 1-1.4: New USB device found, idVendor=2e8a, idProduct=0003, bcdDevice= 1.00
[126509.688767] usb 1-1.4: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[126509.688783] usb 1-1.4: Product: RP2 Boot
[126509.688795] usb 1-1.4: Manufacturer: Raspberry Pi
[126509.688807] usb 1-1.4: SerialNumber: E0C9125B0D9B
[126509.689785] usb-storage 1-1.4:1.0: USB Mass Storage device detected
[126509.690375] scsi host0: usb-storage 1-1.4:1.0
[126510.727183] scsi 0:0:0:0: Direct-Access     RPI      RP2              3    PQ: 0 ANSI: 2
[126510.727877] sd 0:0:0:0: Attached scsi generic sg0 type 0
[126510.728901] sd 0:0:0:0: [sda] 262144 512-byte logical blocks: (134 MB/128 MiB)
[126510.729746] sd 0:0:0:0: [sda] Write Protect is off
[126510.729766] sd 0:0:0:0: [sda] Mode Sense: 03 00 00 00
[126510.730619] sd 0:0:0:0: [sda] No Caching mode page found
[126510.730636] sd 0:0:0:0: [sda] Assuming drive cache: write through
[126510.744971]  sda: sda1
[126510.746027] sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
</code> Es muss sowas am Ende stehen ... **Product: RP2 Boot**, **Manufacturer: Raspberry Pi**
    * :!: Wird kein Board gefunden, dann kann der Speichertyp (Flash Chip) falsch sein. In dem Fall welchseln auf GENERIC: \\ <code>
( ) W25Q080 with CLKDIV 2
(X) GENERIC_03H with CLKDIV 4
</code>
  * Das Board mit Klipper flashen \\ ''make flash FLASH_DEVICE=2e8a:0003''
  * Das Board sollte sich dann schon mit Klipper melden ... \\ ''ls -lR /dev/ | grep -v '\%%->%%\s../tty' | grep -e 'tty%%[[:%%alpha%%:]]%%' -e serial'' \\ <code>
/dev/serial:
/dev/serial/by-id:
lrwxrwxrwx 1 root root 13 Jan 22 20:26 usb-Klipper_rp2040_E66138935F3C6B28-if00 -> ../../ttyACM0
/dev/serial/by-path:
lrwxrwxrwx 1 root root 13 Jan 22 20:26 platform-3f980000.usb-usb-0:1.4:1.0 -> ../../ttyACM0</code>
    * Wenn nicht einfach mal USB raus und wieder rein und fertig ;-)

===== kurzer Test =====
Ob das Board korrekt mit Klipper läuft, lässt sich mit folgendem Befehl schnell testen: \\ ''~/klippy-env/bin/python ~/klipper/klippy/console.py /dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_E6625C05E7A17228-if00''

Der Pfad am Ende muss natürlich mit dem übereinstimmen was ihr im vorherigen Schritt ermittelt habt!

Wenn ihr ein ''<color #22b14c>**connected**</color>'' am Anfang des Textes seht, ist das Board richtig geflasht. \\ {{:klipper_faq:flash_guide:stm32g0b1:pasted:20231111-152555.png}}

===== RP2040 SPI Ports =====
{{:klipper_faq:pasted:20240221-153651.png?800}}
==== Hardware SPI ====

Der RP2040 verfügt theoretisch über 7 nutzbare SPI Ports. Dafür sind aber meistens nicht alle Pins rausgeführt, oder Pins haben eine unglückliche Doppelbelegung. \\ 
spi0d und spi1c sind nur eingeschränkt verfügbar / nutzbar!

^ SPI Bus            ^ CS                             ^ SDO (MISO)                    ^ SDA (MOSI)                    ^ SCL (CLK)                     ^ getestet                   ^ Konfiguration                                                      ^
^ RPi Pico pin Name  | CSn                            | SPI RX                        | SPI TX                        | SPI SCK                       |                            |                                                                    |
^ spi0a              | <color #408CD9>gpio1</color>   | <color #24CB34>gpio0</color>  | <color #CAC852>gpio3</color>  | <color #EF6100>gpio2</color>  | <color #22b14c>OK</color>  | ''cs_pin          : RP2040:gpio1'' \\ ''spi_bus        : spi0a''   |
^ spi0b              | gpio5                          | gpio4                         | gpio7                         | gpio6                         | <color #22b14c>OK</color>  | ''cs_pin          : RP2040:gpio5'' \\ ''spi_bus        : spi0b''   |
^ spi0c              | gpio17                         | gpio16                        | gpio19                        | gpio18                        | <color #22b14c>OK</color>  | ''cs_pin          : RP2040:gpio17'' \\ ''spi_bus        : spi0c''  |
^ spi0d              | <color #ff7f27>gpio ?</color>  | gpio20                        | gpio23                        | gpio22                        |                            |                                                                    |
^ spi1a              | gpio9                          | gpio8                         | gpio11                        | gpio10                        | <color #22b14c>OK</color>  | ''cs_pin          : RP2040:gpio9'' \\ ''spi_bus        : spi1a''   |
^ spi1b              | gpio13                         | gpio12                        | gpio15                        | gpio14                        | <color #22b14c>OK</color>  | ''cs_pin          : RP2040:gpio12'' \\ ''spi_bus        : spi1b''  |
^ spi1c              | <color #ff7f27>gpio ?</color>  | gpio24                        | gpio27                        | gpio26                        |                            |                                                                    |
==== Software SPI ====
^ SPI Bus                       ^ CS      ^ SDO (MISO)  ^ SDA (MOSI)  ^ SCL (CLK)  ^ Konfiguration                                                                                                                                                                                ^ Notes                          ^
^ Fysetc Portable Input Shaper  | gpio13  | gpio12      | gpio11      | gpio10     | ''cs_pin         : RP2040:gpio13''\\ ''spi_software_sclk_pin: RP2040:gpio10''\\ ''spi_software_mosi_pin: RP2040:gpio11''\\ ''spi_software_miso_pin: RP2040:gpio12'' \\ ''axes_map: x,-z,y''  |                                |
^ BTT ADXL345 V2.0              | gpio9   | gpio8       | gpio11      | gpio10     | ''cs_pin         : RP2040:gpio9''\\ ''spi_software_sclk_pin: RP2040:gpio10''\\ ''spi_software_mosi_pin: RP2040:gpio11''\\ ''spi_software_miso_pin: RP2040:gpio8'' \\ ''axes_map: -x,-y,-z''  | Alternativ ''spi_bus: spi1a''  |
^ BTT LIS2DW V1.0               | gpio9   | gpio8       | gpio11      | gpio10     | ''cs_pin         : RP2040:gpio9''\\ ''spi_software_sclk_pin: RP2040:gpio10''\\ ''spi_software_mosi_pin: RP2040:gpio11''\\ ''spi_software_miso_pin: RP2040:gpio8'' \\ ''axes_map: -y,x,-z''   | Alternativ ''spi_bus: spi1a''  |
^ BTT EBB SB2209                | gpio1   | gpio3       | gpio0       | gpio2      | ''cs_pin: EBBCan:gpio1''\\ ''spi_software_sclk_pin: EBBCan:gpio2''\\ ''spi_software_mosi_pin: EBBCan:gpio0''\\ ''spi_software_miso_pin: EBBCan:gpio3''\\ ''axes_map: z,-y,x''                |                                |
^ Mellow Fly-ADXL345-USB        | gpio9   | gpio12      | gpio11      | gpio10     | ''cs_pin         : RP2040:gpio9''\\ ''spi_software_sclk_pin: RP2040:gpio10''\\ ''spi_software_mosi_pin: RP2040:gpio11''\\ ''spi_software_miso_pin: RP2040:gpio12''                           |                                |

> **Hinweis** \\ Wenn Software SPI verwendet wird, können beliebige gpio Pins verwendet werden! \\ Bei den Kaufversionen sind die Pins allerdings fest vorgegeben!
===== Konfiguration =====
  * Eigene Konfigurations-Datei für den ADXL anlegen \\ <code | adxl345.cfg>
[mcu RP2040]
serial         : /dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_E66138935F717729-if00
baud           : 250000
restart_method : command

[resonance_tester]
accel_chip     : adxl345      # adxl345 / lis2dw
probe_points   : 150, 150, 20 # an example of the center of the bed, check yours

[adxl345]
# [lis2dw]
axes_map       : x,y,z        # Default
# axes_map       : x,z,y        # Installed with vertical ADXL
# axes_map       : x,-z,y       # Fysetc Portable Input Shaper
# axes_map       : -y,x,-z      # BTT LIS2DW V1.0 

cs_pin         : RP2040:gpio1
# Hardware SPI Bus
spi_bus        : spi0a

# Software SPI Bus
# spi_software_sclk_pin: RP2040:gpio10
# spi_software_mosi_pin: RP2040:gpio11
# spi_software_miso_pin: RP2040:gpio12
</code>
  * folgende Anpassungen sind nötig: 
    * seriellen Port eintragen 
    * Den Chip Typ ''accel_chip'' anpassen
    * Die Bettmitte bei ''probe_points'' ggf. ändern
    * Evtl. die ''axes_map'' anpassen 
    * Den Bus korrekt konfigurieren mit ''cs_pin'' und ''spi_bus'' (bzw. ''spi_software_...'')


===== Dual ADXL =====
Es ist möglich, mehrere ADXL an einem Controller zu betreiben, z.B. für Drucker mit beweglichem Bett. In dem Fall werden die Achsen über unterschiedliche ADXL vermessen. \\ https://www.klipper3d.org/Measuring_Resonances.html#bed-slinger-printers

Eine Konfiguration dafür könnte so aussehen \\ <code >
[mcu RP2040]
serial         : /dev/serial/by-id/usb-Klipper_rp2040_E66138935F717729-if00
baud           : 115200       # 250000
restart_method : command

[resonance_tester]
accel_chip_x   : adxl345 hotend
accel_chip_y   : adxl345 bed
probe_points   : 150, 150, 20 

[adxl345 hotend]
cs_pin         : RP2040:gpio1
spi_bus        : spi0a

[adxl345 bed]
cs_pin         : RP2040:gpio5
spi_bus        : spi0b
</code>
===== Test =====
  * in der MainSail Konsole mittels \\ ''ACCELEROMETER_QUERY'' \\ Als Ergebnis sollte in etwa sowas kommen: \\ ''accelerometer values (x, y, z): -1110.308913, 1184.329507, 11414.822920''
  * Sollte der Test folgenden Fehler bringen ist die Verkabelung oder die Konfiguration falsch! \\ ''Invalid adxl345 id (got 0 vs e5)''

===== Auswertung =====
https://www.klipper3d.org/Measuring_Resonances.html#installation-instructions


===== Einbauposition =====
Grundsätzlich sollte der ADXL345 so nah wie möglich an der Nozzle platziert werden. Am besten direkt an der Nozzle montiert ...

===== Links =====
  * Klipper Dokumentation \\ https://www.klipper3d.org/Measuring_Resonances.html
  * Klipper with ADXL345 + Raspberry Pi clone (RP2040 zero) \\ https://travis90x.altervista.org/klipper-adxl345-raspberry-pi-rp2040-zero/?doing_wp_cron=1708409012.1427578926086425781250
  * Connect your ADXL345 to your host Raspberry Pi via a RP2040-Zero \\ https://github.com/bassamanator/rp2040-zero-adxl345-klipper
  * ADXL Nozzle Mount \\ https://www.teamfdm.com/files/file/720-adxl345-nozzle-mount/
  * Fysetc Input Shaper \\ https://github.com/FYSETC/FYSETC-PortableInputShaper/tree/main
  * Discourse \\ https://klipper.discourse.group/t/raspberry-pi-pico-adxl345-portable-resonance-measurement/1757
  * Beschleunigungssensor ADXL345 hinzufügen \\ https://de.ifixit.com/Anleitung/Beschleunigungssensor+ADXL345+hinzuf%C3%BCgen/147745
  * Vergleich der Position \\ https://www.youtube.com/watch?v=ufmUmeDnr0Y