BTT CB1

Vielen Dank an den Sponsor für dieses Video:

• BigTreeTech für das Manta M8P und CB1

• + Linux Kernel Quellen und Config File
• + Reicht für den normalen Klipper Betrieb

• Preisliche gleich teuer wie CM4 mit 1GB & WLAN (2GB nur 5€ mehr)

• - keine Anzeige für SD Aktivität
• - Keine Kamera (CSI) / Display (DSI) nutzbar
• - schlechte Doku bezüglich SPI / I2C
• - Kernel Updates nur über neues Image
• - kein PCIe
• - kein USB 3.0
• - SPI nur eingeschränkt nutzbar
• - kein I2C
• - externe Antenne
• - wenige Overlays verfügbar
• - wird schnell heiß im Betrieb
• - kein Bluetooth

Fazit
Aus meiner Sicht ist ein CB1 nur bedingt als “Bastelrechner” für Maker einsetzbar.
In einem 3D Drucker erfüllt es aber durchaus seinen Zweck.

• BTT Pi Adapter
  https://github.com/bigtreetech/PI4B-Adapter/tree/master
• Waveshare Adapter
  https://www.waveshare.com/cm4-io-base-b.htm
• BTT Manta M4P / M5P / M8P, Manta E3EZ

Für das CB1 / CM4 Modul mit eMMC Speicher müssen die Schalter RPIBOOT und USBOTG gesetzt sein zum Aufspielen des Systems.

Für den normalen Betrieb müssen diese Schalte ausgeschaltet sein!

• User : biqu
• Passwort : biqu

ACHTUNG
Das BTT CB1 (wie auch der BTT Pi 1.2) laufen nicht mit dem Raspberry Pi Image!
Es muss ein Image von BTT genutzt werden das an den SBC angepasst ist.

• Image Download
  https://github.com/bigtreetech/CB1/releases
  Hier kann der aktuelle Stand vom BTT Image geladen werden. Grundsätzlich reicht für den Betrieb von Klipper das Minimal Image ( Stand jetzt wäre das : CB1_Debian11_minimal_kernel5.16_20230712.img.xz ). In dem größeren Image ( CB1_Debian11_Klipper_kernel5.16_202300712.img.xz ) ist u.A. noch ein Grafiktreiber für den SBC integriert. Klipper läuft mit beiden Images problemlos.
  • Wichtig : Bei dem kleinen image muss Klipper & Co mittels kiauh nachinstalliert werden!
• Image mit dem Raspberry Pi Imager auf eine SD Karte schreiben
  https://www.raspberrypi.com/software/
  • OS Wählen
  • ganz unten auf “Eigenes Image”
  • Hier jetzt die geladene XZ Datei auswählen
  • SD Karte wählen
  • Schreiben (Einstellungen kann man nicht mit schreiben lassen. Die sind nicht kompatibel zu dem Image!)
• Wlan einrichten
  Um das WLan einzurichten muss auf der SD Karte eine Datei angepasst werden:
  • Auf dem Laufwerk “BOOT” die Datei system.cfg mit einem Texteditor öffnen
  • Wifi Settings anpassen:
    

    # wifi name
    WIFI_SSID="WLAN_SSID"
    # wifi password
    WIFI_PASSWD="WLAN_PASSWORT"

• Hostname ggf. anpassen
  Wird auch in der Datei system.cfg eingetragen:
  hostname="BTT-CB1"
• Karte in den BTT Pi einsetzen
• ggf. Kühlkörper und WLAN Antenne nicht vergessen anzubringen

• per SSH einloggen
• Updates und ein paar Tools installieren
  sudo apt update && sudo apt upgrade -y && sudo apt install -y git silversearcher-ag wavemon hexedit sudoku tcpdump iptraf mc htop dcfldd nano usbutils ranger tldr ncdu can-utils multitail fd-find && mkdir -p ~/.local/share && tldr -u
• überflüssige Dienste entfernen
  sudo apt autoremove alsa* modem* cups* pulse* avahi* -y
• IP ermitteln
  ip a
• Mainsail Weboberfläche öffnen über die IP
  • Unter Mashine einmal die Repos neu laden um die roten “Invalid” Meldungen zu entfernen
    
  • Jetzt alle Komponenten aktuslisieren lassen mit UPDATE ALL COMPONENTS

Wer das BTT CB1 mit einem ADXL345 Sensor für Input Shaper ausstatten möchte, sollte den Linux Prozess noch einrichten. Der Sorgt dafür, dass die GPIO Pins vom BTT CB1 aus Klipper Sicht genutzt werden können und ermöglicht eben den Betrieb von extra Sensoren wie dem ADXL345.

• auf dem BTT CB1 einloggen mittels SSH
• cd ~/klipper/
• sudo cp ./scripts/klipper-mcu.service /etc/systemd/system/
• sudo systemctl enable klipper-mcu.service
• make menuconfig
  • hier wählt man dann Microcontroller Architecture Linux process aus
    
  • mit Q beenden und mit Y speichern
• sudo service klipper stop
• make flash -j4
• sudo service klipper start

Um Klipper vorübergehend in Betrieb zu nehmen, kann man folgende Mini Konfiguration verwenden:

printer.cfg

[include mainsail.cfg]
[mcu]
serial : /tmp/klipper_host_mcu
 
#[mcu Board]
#serial : /dev/serial/by-id/usb-Klipper_stm32f407xx_2B0035001147393437303337-if00
 
[printer]
kinematics: none
max_velocity: 1000
max_accel: 1000

Mit dieser Konfig kann der Drucker natürlich rein gar nichts. Aber man wird erstmal alle Fehlermeldungen in MainSail los.

• CAN lässt sich am CB1 nur mit einem Buskoppler wie dem z.B. dem U2C oder einem Board im Bridge Mode nutzen.
• Das Aufsteckmodul ist hier nicht nutzbar, da der passernde Anschluss fehlt.
• Beim Manta Board ist der USB direkt verdrahtet! Wer hier CAN nutzen möchte muss den Bridge Mode verwenden.

Damit der Adapter im Betriebsystem auch erkannt wird muss eine Netzwerk Interface Konfiguration (/etc/network/interfaces.d/can0) angelegt werden. Es ist möglich das die Datei schon im BTT Image eingepflegt ist …

• sudo nano /etc/network/interfaces.d/can0
• folgenden Inhalt in der Datei einfügen :
  

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

• Editor mit STRG + x → dann Y → dann Enter verlasen
• System neu starten mittels
  sudo reboot
• Nach dem Reboot sollte der Befehl ip a ein CAN Interface listen :
  

  can0: <NOARP,UP,LOWER_UP,ECHO> mtu 16 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1024
      link/can

  • Wichtig dabei ist state UP. Wird hier ein DOWN angegeben, ist das Interface nicht betriebsbereit!

• sudo systemctl stop klipper.service
• ~/klippy-env/bin/python ~/klipper/scripts/canbus_query.py can0
• sudo systemctl start klipper.service

Die meisten Board bieten die Anschlüsse für CSI (Kamera) und DSI (Monitor). Wie hier z.B. beim Manta Board:

Diese Anschlüsse funktionieren aber NICHT mit dem CB1!

Am HDMI Anschluss sollte nach dem Start sofort eine Ausgabe erfolgen. Anpassungen kann man an zwei Stellen vornehmen:

• sudo nano /boot/BoardEnv.txt
  

  ## Specify HDMI output resolution (eg. extraargs=video=HDMI-A-1:800x480-24@60)
  #extraargs=video=HDMI-A-1:1024x600-24@60

  • Hier in der zweiten Zeile die # entfernen und die Auflösung anpassen
• sudo nano /boot/system.cfg
  

  ###########################################
  # HDMI klipperScreen rotation
  # ks_angle: Rotation angle
  #       normal: 0;          inverted: 180;
  #       left: 90 to left;   right: 90 to right;
  #ks_angle="normal"

  • Hiermit kann die grafische Ausgabe auf dem HDMI Port gedreht werden.
    Die Textkonsole bleibt davon leider unberührt:!:

Auf einem M8P Manta Board lässt sich der HDMI Ausgang nur betreiben, wenn das Board extra mit USB-C versorgt wird. Zusätzlich muss der 5V USB Jumper gesetzt sein!

Nachtrag 09.02.2024
Einige User berichten das der HDMI Ausgang auch mit dem CB1 und 24V Versorgung funktioniert.
Hier muss sich BTT mal zu Wort melden, warum es u.A. bei mir nicht klappt.

Hinweis 1
Die Default CS Pins können nicht in Klipper genutzt werden. Da kommt ein Fehler “Unable to open out GPIO chip line”
Hinweis 2
Für Klipper einen freien GPIO verwenden und den als CS Pin nutzen (Beispiel gpio74)

• Aktivieren über sudo nano /boot/BoardEnv.txt
  • bei den Overlays spidev1_1 hinzufügen → Bsp: overlays=spidev1_1 ir
  • ACHTUNG
    Es darf in der BoardEnv.txt Datei nur eine (!!) Zeile mit overlays geben. Also alle Overlays in einer Zeile zusammenfassen. Bei mehreren Overlays Zeilen zählt nur der letzte Eintrag in der Datei !!
• Die Linux MCU muss laufen!
• Klipper Konfig erweitern
  

  [adxl345]
  cs_pin: BTTPI:gpio74
  spi_bus: spidev1.1
  
  [resonance_tester]
  accel_chip: adxl345
  probe_points:
      60, 60, 20  # an example

  • Evtl. den Namen BTTPI anpassen an den Namen der eigenen Linux MCU!!

• Wenn ein SPI Bus über das Overlay aktiviert wurde sollte der im Device Verzeichnis /dev auftauchen ´nach einem Reboot
  • 
  • Hier wurde folgendes in der /boot/BoardEnv.txt eingetragen : overlays=spidev1_1 ir
• Wenn der Bus in /dev vorhanden ist kann man in der MainSail Konsole den Input Shaper Sensor abfragen mit ACCELEROMETER_QUERY
  • Bei einer erfolgreichen Abfrage liefert der Sensor Werte
    
  • Wenn der Sensor nicht antwortet kommt eine Fehlermeldung
    
    In dem Fall Konfig und Verkabelung prüfen!

Die GPIO Pins vom BTT Pi können von Klipper angesteuert werden. Man muss nur mit der Pin Bezeichnung aufpassen …

Um die GPIO Pins in Klipper nutzen zu können muss ggf. umgerechnet werden. Die Pins sind im Normalfall nach dem Schema PxNN benannt. x kann dabei von A..G gehen und NN ist eine Zahl. Das nutzt aber in Klipper nichts, weil dort die richtigen GPIO Nummern angegeben werden müssen. Dafür gibt es folgende Rechnung:

• Der Buchstabe wird in eine Zahl gewandelt. A = 0, B = 1 … G = 6
• Die Zahl * 32
• Anschließend noch die NN Nummer addieren
• Beispiel PC15
  • C = 2, NN = 15
  • 2*32 + 15 = 79
  • PC15 → gpio79

In der Klipper Konfig trägt man an der Stelle für den Pin dann gpio79 und nicht PC15 ein.

Einen einfachen Ausgang zum Schalten von was auch immer kann man so realisieren:

[output_pin OutPin]
pin   : gpio79
pwm   : false
value : 0

ACHTUNG
Hier darf nicht einfach irgendeine Last angeschlossen werden. Die GPIO Pins können nämlich kaum Strom abgeben. Als im Zweifel mit einem Mosfet arbeiten oder jemanden fragen der sich damit auskennt

Ergebnis in MainSail

• https://github.com/bigtreetech/CB1#40-pin-gpio
• https://github.com/So6Rallye/BTT-Pi/blob/master/BIGTREETECH%20Pi%20V1.2%20-%20Board%20Fan%20Pin%20Configuration

[temperature_sensor CB1]
sensor_type: temperature_host

Dieses Beispiel steuert einen Lüfter über den CB1 eingebauten Temperatursensor:

[temperature_fan Case_fans]
pin: PD4
sensor_type: temperature_host
off_below: 0.4
min_temp: 10
max_temp: 90
target_temp: 55
control: pid
pid_Kp: 2
pid_Ki: 4
pid_Kd: 0.1

• lm-sonsors Paket installieren um die Temperaturen der Kerne in der Konsole auslesen zu können:
  sudo apt install lm-sensors
• Abfrage über
  sensors

Hinweis
Diese Anleitung klappt nur wenn eine grafische Umgebung auf dem CB1 installiert ist. Bei dem “großen” Image von BTT ist das der Fall.
Weiterhin braucht man MobaXTerm um die Ausgaben über den X Server zu bekommen.

• sudo apt install python3-virtualenv python3-tk lm-sensors -y
• virtualenv grapher
• cd grapher/
• source bin/activate
• pip3 install matplotlib
• nano grapher.py
  

  import tkinter
  import matplotlib
  import matplotlib.pyplot as plt
  from collections import deque
  from datetime import datetime
  import subprocess
  import time
   
  def run_linux_program():
      command = 'sensors |grep crit |cut -d "+" -f2|cut -d "C" -f1'
      result = subprocess.run(command, capture_output=True, text=True, shell=True)
      print(result.stdout.strip()[:4])
      return float(result.stdout.strip()[:4])
   
  # Initialisierung des Diagramms
  matplotlib.use('TkAgg')
  print(f"Interactive mode: {matplotlib.is_interactive()}")
  print(f"matplotlib backend: {matplotlib.rcParams['backend']}")
  plt.ion()
  fig, ax = plt.subplots()
  values = deque(maxlen=100)
   
  try:
      while True:
          values.append(run_linux_program())
   
          ax.clear()
          ax.plot(values)
          ax.set_title('CB1 Temp Monitor')
          ax.set_xlabel('Zeit')
          ax.set_ylabel('Temp')
   
          # Festlegen von 5 Ticks auf der Y-Achse
          y_ticks = [20, 40, 60, 80, 100, 120]
          ax.set_yticks(y_ticks)
   
          for y_tick in y_ticks:
              ax.axhline(y=y_tick, linestyle='dashed', color='gray', linewidth=1)
   
          plt.draw()
          plt.pause(1.0)
  except KeyboardInterrupt:
      pass
  finally:
      plt.ioff()
      plt.show()

• Starten kann man den Code mittels python3 grapher.py
  
  Abbrechen mit STRG + C

• sudo apt install stress
• stress -c 4 -m 4

• Lief am Adapter Board und Manta (nur mit USB-C) sofort mit dem “großen” Image

Gefühlt ist das Image etwas “zäh”.

• https://www.armbian.com/bigtreetech-cb1/
• https://docs.armbian.com/User-Guide_Getting-Started/

• CB1 Github Repo
  https://github.com/bigtreetech/CB1
• Vergleich CM4 / CB1
  https://www.learningtopi.com/sbc/cb1/bigtreetech-cb1/
• Armbian Image
  https://www.armbian.com/bigtreetech-cb1/