Fysetc Spider (CAN-Bridge)

Schrittweise Anleitung, um das Fysetc Spider Board (1.x-3.x) über die USB/CAN Bridge in Betrieb zu nehmen.

Fysetc Spider Board 3.0

• SBC bedeutet in der Anleitung Single Board Computer. Also meistens wohl ein Raspberry Pi.
• Es wird davon ausgegangen das auf dem SBC Klipper und MainSail eingerichtet ist.
• Ein Zugang zum SBC über SSH ist notwendig!
• Wenn dmesg -HW einen Fehler bringt, einfach dmesg -Hw verwenden.
• Der SD-Slot ist bei diesem Controller komplett überflüssig

Bei den Spider 1.x Boards gibt es evtl. ein Problem mit der Spannungsversorgung. Es kann unter Umständen vorkommen, dass die Elkos im Eingang und an den Schrittmotoren noch Spannung führen. Beim Einsetzen von Stepper Treibern kann es dann zu einem schlagartigen Entladen kommen. Dabei kann es die Stepper Treiber zuschießen. Deshalb bei den älteren Spider Boards folgendes machen:

• Das Board komplett stromlos machen. Am besten alle (!) Kabel ab - ALLE.
• Jetzt einen 100k Widerstand zwischen PWR-IN (24V GND) anschließen
• Einen weiteren 100k Widerstand steckt man auf einen Treiberslot an folgende Stelle (das ist immer Pin 15 & 16):
  
• Das lässt man dann mal 10-15 Minuten so liegen.
• Widerstände abbauen und das Bord verkabeln …

• Der Jumoer ist entweder mit DC5V / U5V, DC5V / USB5V oder nur U5V gekennzeichnet.
• Der Jumper DC5V / U5V befindet sich je nach Board an unterschiedlichen Stellen:
  • Spider 1.x / 2.2 → Mittig vom Board unter E1-Mot. Nur U5V ist beschriftet!
  • Spider 2.3 → Overhalb von EXP1/EXP2.
  • Spider 3.0 → Direkt unterhalb vom USB-C Anxchluss.
• Bei 24V Versorgung muss der Jumper immer auf die Position DC5V
• Betrieb
  • Im Betrieb wird das Board mit 24V versorgt (Anschluss PWR-IN GND / 24V)
  • Der Jumper auf Position DC5V setzen!
• Firmware flashen
  • Das Board wird nicht mit 24V versorgt.
    Den Jumper auf Position U5V (oder USB5V) setzen.
  • Das Board wird mit 24V betrieben.
    Den Jumper auf Position DC5V setzen!

• Wer den CAN Bus überprüfen will, kann im ausgeschalteten Zustand den Buswiderstand mit einem Ohmmeter messen. Es müsste zwischen CAN H und CAN L ca. 60Ω ergeben. Vorausgesetzt, es ist ein zweiter Busteilnehmer verkabelt und passend terminiert.

• Alle Boards bis Version 2.3 haben keinen fest verbauten CAN Transceiver. Sie können also nicht direkt an einem CAN Bus betrieben werden.
• Es gibt ein Adapterboard (CANBUS Expander Module) von Fysetc mit einem entsprechenden Transceiver:
  
• Der Anschluss ist wie folgt
  
• Auf dem Spider Board befindet sich eine JST Buchse, die mit CAN beschriftet ist.
• Die 120Ohm Busterminierung kann mit dem Jumper ein- / ausgeschaltet werden - je nach Bedarf.
• Wenn das Board der erste oder letzte Busteilnehmer ist, dann muss der 120Ω Jumper gesetzt werden.

• Das Spider 3.0 Board hat einen Transceiver direkt verbaut.
• CAN H / CAN L kann direkt am Board angeschlossen werden:
  
  CAN L ist hier links, CAN H rechts.
• Der 120Ohm Abschlusswiderstand ist nicht deaktivierbar! Das Board muss also am Ende vom CAN Bus hängen!

• Ein Raspberry Pi kann direkt über das Board versorgt werden. Ein passendes Kabel liegt bei.
• Über diesen Anschluss wird auch gleich TX / RX verbunden mit dem Pi. Damit wäre ein Betrieb über UART möglich.

• 24V / 48V für die beiden X/Y Treiber
  

Eine Sicherung lohnt nicht. Das Board wird mit Klipper ausgeliefert und kann schnell komplett neu geflasht werden.

• Wer sein Board das erste mal mit Klipper einrichtet muss die folgenden Schritte durchgehen:
  • DFU-Modus aktivieren
  • Katapult
  • Port ermitteln
  • Klipper
  • SBC
• Wer das Board schon nach dieser Anleitung eingerichtet hat kann das Klipper Update so durchführen …
  • Update

Das Board in den DFU Modus bringen:

• Im Terminal folgendes eingeben
  dmesg -HW
• bis Spider 2.3
  Hier muss folgender Jumper gesetzt werden :
  
  Danach die Reset-Taste (die ist oberhalb vom USB-C Anschluss) einmal drücken.
  Der Jumper kann auch im Betrieb gesetzt werden.
• ab Spider 3.0
  Bei diesem Board gibt es an der Seite 2 Taster. Der Taster der zum USB-C Port zeigt ist BT0. Der da drüber ist Reset.
  Den BT0 Taster gedrückt halten, einmal auf Reset drücken und dann BT0 wieder loslassen.
• Das Board meldet sich mit Product: STM32 BOOTLOADER oder Product: DFU in FS Mode
  

  pi@Pi4Test:~ $ dmesg -HW
  [Feb27 15:48] usb 1-1.1: USB disconnect, device number 11
  [  +0.370339] usb 1-1.1: new full-speed USB device number 12 using xhci_hcd
  [  +0.106951] usb 1-1.1: New USB device found, idVendor=0483, idProduct=df11, bcdDevice=22.00
  [  +0.000036] usb 1-1.1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
  [  +0.000018] usb 1-1.1: Product: STM32  BOOTLOADER
  [  +0.000014] usb 1-1.1: Manufacturer: STMicroelectronics
  [  +0.000014] usb 1-1.1: SerialNumber: STM32FxSTM32

  • STRG+C drücken, um die Meldungen zu beenden

Hinweis:
Katapult wird über USB (DFU-Mode) eingerichtet!

• Katapult laden wenn noch nicht vorhanden, sonst in den Katapult Ordner wechseln
  [ ! -d "$HOME/katapult/" ] && cd ~ && git clone https://github.com/Arksine/katapult && cd katapult || cd ~/katapult
• make menuconfig
  

      Micro-controller Architecture (STMicroelectronics STM32)  --->
      Processor model (STM32F446)  --->
      Build Katapult deployment application (Do not build)  --->
      Clock Reference (12 MHz crystal)  --->
      Communication interface (USB (on PA11/PA12))  --->
      Application start offset (32KiB offset)  --->
      USB ids  --->
  ()  GPIO pins to set on bootloader entry
  [*] Support bootloader entry on rapid double click of reset button
  [ ] Enable bootloader entry on button (or gpio) state
  [*] Enable Status LED
  (PD3)   Status LED GPIO Pin

  • Wichtig: Hier wird als Communication interface USB ausgewählt, nicht CAN!
  • Sonst ist später kein Update möglich!
• Katapult kompilieren
  make -j4
• Katapult flashen (das Board muss im DFU Mode sein !)
  dfu-util -R -a 0 -s 0x08000000:mass-erase:force -D ~/katapult/out/katapult.bin
  • Wichtig ist am Ende File downloaded successfully bei der Ausgabe im Terminal
• Den DFU Mode Jumper (BT0) abziehen. Der DFU Modus wird nur für das Aufspielen von Katapult - aber nicht von Klipper - benötigt.
• Das Board einmal resetten
  • Reset-Taste (oberhalb vom USB-C Anschluss) drücken
  • oder das Board einmal stromlos machen
• Die Status LED vom Board sollte jetzt blinken (Die LED kann ja noch Board an unterschiedlichen Stellen sein!)

• Den USB Stecker abziehen
• dmesg -HW starten und den USB Stecker wieder anstecken
  

  pi@Pi3Test:~/katapult $ dmesg -HW
  [  +0.261499] usb 1-1.1: new full-speed USB device number 13 using xhci_hcd
  [  +0.111977] usb 1-1.1: New USB device found, idVendor=1d50, idProduct=6177, bcdDevice= 1.00
  [  +0.000036] usb 1-1.1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
  [  +0.000017] usb 1-1.1: Product: stm32f446xx
  [  +0.000014] usb 1-1.1: Manufacturer: katapult
  [  +0.000014] usb 1-1.1: SerialNumber: 390028000950315239323320
  [  +0.016088] cdc_acm 1-1.1:1.0: ttyACM0: USB ACM device

  • Wir brauchen die Information mit tty… also in diesem Fall ttyACM0
  • STRG+C drücken, um die Meldungen zu beenden

• cd ~/klipper
• make menuconfig
  

  [*] Enable extra low-level configuration options
      Micro-controller Architecture (STMicroelectronics STM32)  --->
      Processor model (STM32F446)  --->
      Bootloader offset (32KiB bootloader)  --->
      Clock Reference (12 MHz crystal)  --->
      Communication interface (USB to CAN bus bridge (USB on PA11/PA12))  --->
      CAN bus interface (CAN bus (on PD0/PD1))  --->
      USB ids  --->
  (1000000) CAN bus speed
  ()  GPIO pins to set at micro-controller startup

• Klipper kompilieren und flashen (über USB / seriell!)
  make -j4 flash FLASH_DEVICE=/dev/ttyACM0
  

  pi@Pi3Test:~/klipper $ make -j4 flash FLASH_DEVICE=/dev/ttyACM0
    Creating symbolic link out/board
    Building out/autoconf.h
    Compiling out/src/sched.o
  ...
    Compiling out/src/stm32/hard_pwm.o
    Preprocessing out/src/generic/armcm_link.ld
    Building out/compile_time_request.o
  Version: v0.12.0-102-g9f41f53c
    Linking out/klipper.elf
    Creating hex file out/klipper.bin
    Flashing out/klipper.bin to /dev/ttyACM0
  Entering bootloader on /dev/ttyACM0
  Device reconnect on /sys/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.4/1-1.4:1.0
  /usr/bin/python3 lib/canboot/flash_can.py -d /dev/serial/by-path/platform-3f980000.usb-usb-0:1.4:1.0 -f out/klipper.bin
   
  Attempting to connect to bootloader
  CanBoot Connected
  Protocol Version: 1.0.0
  Block Size: 64 bytes
  Application Start: 0x8008000
  MCU type: stm32f446xx
  Flashing '/home/pi/klipper/out/klipper.bin'...
   
  [##################################################]
   
  Write complete: 2 pages
  Verifying (block count = 488)...
   
  [##################################################]
   
  Verification Complete: SHA = 14F85E3BBD86FCBA99F270F03AD3FC60DDCE8F71
  CAN Flash Success

• kurzer Test mit lsusb → Geschwister Schneider CAN adapter sollte erscheinen
  

  pi@Pi4Test:~/klipper $ lsusb
  Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
  Bus 001 Device 016: ID 1d50:606f OpenMoko, Inc. Geschwister Schneider CAN adapter
  Bus 001 Device 002: ID 2109:3431 VIA Labs, Inc. Hub
  Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

• Interface einrichten
  Achtung : die Bitrate von 1000000 muss auch in der Board Firmware eingestellt werden!
  sudo nano /etc/network/interfaces.d/can0
  folgendes eintragen, speichern und mit STRG + x, dann Y, dann Enter beenden
  

  allow-hotplug can0 
  iface can0 can static 
      bitrate 1000000 
      up ifconfig $IFACE txqueuelen 1024

• Testen mit ip a
can0: <NOARP,UP,LOWER_UP,ECHO> mtu 16 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1024
• Sollte das Interface auf DOWN stehen hilft meist ein
  sudo systemctl restart networking.service
  oder ein
  sudo ip link set can0 up type can bitrate 1000000

Hinweis
Die folgenden Schritte setzen natürlich voraus, das der CAN Bus korrekt im Vorfeld eingerichtet wurde!

Wenn das Board über CAN verbunden ist, dann kann man mit den folgenden Schritten prüfen, ob Katapult geflasht wurde:

• Klipper Dienst stoppen
  sudo systemctl stop klipper.service
• ~/klippy-env/bin/python ~/klipper/scripts/canbus_query.py can0
  Wenn ein Board gefunden wird, dann sollte folgende Ausgabe erscheinen:
  

  pi@Pi3Test:~/klipper $ ~/klippy-env/bin/python ~/klipper/scripts/canbus_query.py can0
  Found canbus_uuid=c57dc3b70ff0, Application: Klipper
  Total 1 uuids found

  • Die UUID (canbus_uuid=c57dc3b70ff0) notieren !
  • Wird bei diesem Schritt kein Board gefunden, hilft oft ein Reset am Board (entweder über Reset Taster oder 1x Strom weg und wieder dran)

Ob das Board korrekt mit Klipper läuft, lässt sich mit folgendem Befehl schnell testen:
~/klippy-env/bin/python ~/klipper/klippy/console.py -c can0 c57dc3b70ff0

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

Wenn ihr ein connected am Anfang des Textes seht, ist das Board richtig geflasht.

• cd ~/printer_data/config
• Beispiel Konfiguration
  wget https://raw.githubusercontent.com/FYSETC/FYSETC-SPIDER/main/firmware/Klipper/printer.cfg -O printer.cfg
• nano ~/printer_data/config/printer.cfg
  

  [mcu]
  canbus_uuid: c57dc3b70ff0
  #restart_method: command

  • Die Zeile mit serial löschen oder auskommentieren
  • Die Zeile mit restart_method löschen oder auskommentieren
  • Die Zeile mit canbus_uuid entsprechend mit der ermittelten UUID von oben anpassen
• Klipper starten
  sudo systemctl start klipper.service

Hinweis:
Das Klipper Update wird über USB eingespielt! Über den CAN-Bus ist ein Update nicht möglich wenn das Board als USB/Can Bridge arbeitet.

• Klipper Dienst stoppen
  sudo systemctl stop klipper.service
• Alle CAN UUID's ermitteln
  grep canbus_uuid ~/printer_data/config/* -n
  

  pi@Pi3Test:~/klipper $ grep canbus_uuid ~/printer_data/config/* -n
  /home/pi/printer_data/config/BTT_EBB.cfg:10:canbus_uuid: 44d860c9632b
  /home/pi/printer_data/config/printer.cfg:30:canbus_uuid: c57dc3b70ff0

• Das Leviathan Board per flshtool.py resetten. Welche UUID das Leviathan hat kann man bei mehreren Busteilnehmern leider nicht ohne weitere erkennen.
  ~/klippy-env/bin/python ~/katapult/scripts/flashtool.py -i can0 -u <BOARD UUID> -r
  

  pi@Pi3Test:~/klipper $ ~/klippy-env/bin/python ~/katapult/scripts/flashtool.py -i can0 -u c57dc3b70ff0 -r
  Sending bootloader jump command...
  Bootloader request command sent
  Flash Success

  • Die Status LED sollte jetzt anfangen zu blinken
• Den Port ermitteln
  dmesg |tail -n 10
  

  pi@Pi3Test:~/klipper $ dmesg |tail -n 10
  [76418.167383] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_CHANGE): can0: link becomes ready
  [76867.446711] usb 1-1.4: USB disconnect, device number 37
  [76867.446933] gs_usb 1-1.4:1.0 can0: Couldnt shutdown device (err=-19)
  [76867.787311] usb 1-1.4: new full-speed USB device number 38 using dwc_otg
  [76867.933716] usb 1-1.4: New USB device found, idVendor=1d50, idProduct=6177, bcdDevice= 1.00
  [76867.933741] usb 1-1.4: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
  [76867.933749] usb 1-1.4: Product: stm32f446xx
  [76867.933755] usb 1-1.4: Manufacturer: katapult
  [76867.933761] usb 1-1.4: SerialNumber: 350053000851313133353932
  [76867.938929] cdc_acm 1-1.4:1.0: ttyACM0: USB ACM device

  Wie immer brauchen wir die tty… Angabe. In diesem Fall ist is ttyACM0 wie man in der letzten Zeile sehen kann.

• cd ~/klipper
• make menuconfig
  → Die Einstellungen sind dieselben wie oben unter Klipper flashen angegeben.
• Klipper flashen
  make -j4 flash FLASH_DEVICE=/dev/ttyACM0
  Den ermittelten Port halt am Ende ggf. anpassen.
• Klipper starten
  sudo systemctl start klipper.service

Diese Punkte sind nicht immer Bestandteil vom YouTube Video, aber nützlich

Das Board verfügt über einen SWD Port. Mit einem entsprechenden ST-Link kann das Board auch direkt geflasht werden.

Ein ADXL345 Sensor für Input Shaper kann direkt an das Board angeschlossen werden.

Bis Board 2.2

Ab Board 2.3

• Konfig Anpassung
  

  [adxl345]
  axes_map     : x,y,z
  cs_pin       : PA4
  spi_bus      : spi1
  
  [resonance_tester]
  accel_chip   : adxl345
  probe_points : 150, 150, 20 # Center of your bed, raised up a little 

• 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 falsch!
  Invalid adxl345 id (got 0 vs e5)

Der interne Temperatur Sensor des STM32 kann mit folgendem Konfig Schnibsel ausgelesen werden:

[temperature_sensor Levi]
sensor_type              : temperature_mcu
sensor_mcu               : mcu

• Github Repo
  https://github.com/FYSETC/FYSETC-SPIDER
• Schaltplan
  Spider 1.x https://github.com/FYSETC/FYSETC-SPIDER/blob/main/hardware/V1.x/Spider%20V1.0C%20SCH.pdf
  Spider 2.2 https://github.com/FYSETC/FYSETC-SPIDER/blob/main/hardware/V2.2/Spider%20V2.2%20SCH.pdf
  Spider 2.3 https://github.com/FYSETC/FYSETC-SPIDER/blob/main/hardware/V2.3/Spider_V2.3_SCH.pdf
  Spider 3.0 https://github.com/FYSETC/FYSETC-SPIDER/blob/main/hardware/V3.0/spider_V3.0_sch.pdf
• Klipper Konfig
  https://github.com/FYSETC/FYSETC-SPIDER/blob/main/firmware/Klipper/printer.cfg