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An der Schule einen 3D-Drucker zu betreiben, kann eine nervenaufreibende Sache sein. Ein Druck kann schnell mehrere Stunden in Anspruch nehmen und es stellt sich die Frage: Soll man warten, bis der Druck zu Ende ist? Was soll man tun, wenn der Druck erst am anderen Tag fertig wird? Was passiert, wenn der Drucker einen Fehler macht? Abhilfe in dieser Situation schafft OctoPi von  OctoPrint. Die Open-Source-Software bietet die Möglichkeit, einen Raspberry Pi als Printserver zu nutzen, der von überall aus dem Internet verfügbar ist. Somit lässt sich der 3D-Drucker nicht nur von zu Hause aus überwachen, sondern auch steuern. Und das Beste: Schliesst man am Raspberry Pi eine Kamera an, kann man dem Drucker von zu Hause aus zuschauen, wie er druckt.

Den Hinweis, dass man den 3D-Drucker auf einfache Weise mit einem Printserver ausrüsten kann, habe ich von einem Kollegen erhalten. Es war mir sofort klar, wenn das wirklich funktioniert, beginnt für mich eine neue Ära im 3D-Druck. Denn der Printserver von OctoPrint hat sehr viel zu bieten:

 

Fernsteuerung

Der 3D-Drucker ist komplett fernsteuerbar über eine Webschnittstelle. Die Temperaturen, die Position der Druckköpfe, die Lüfter – alles lässt sich aus der Ferne steuern.

Und das Beste: Man kann sogar von zu Hause aus einen Druckjob starten. Dazu zieht man eine gcode-Datei, die man mit irgend einer Slicer-Software erzeugt hat, in das Browserfenster. Dadurch wird die Datei auf den Drucker übertragen und man kann den Druck starten.

Überwachung

Während des Drucks lassen sich sämtliche relevanten Parameter des Druckers wie Temperatur des Druckbetts und der Druckköpfe beobachten und überwachen. Zudem wird auch der aktuelle Stand des Drucks und die verbleibende Zeit angezeigt (siehe Bild unten).

Live Video

Hat man am RaspberryPi auch noch eine Kamera angeschlossen, so lässt sich der ganze Druck über den eingebauten Video-Stream live beobachten. Wenn man von zu Hause aus feststellt, dass irgend etwas nicht geklappt hat, kann man den Druck bequem von zu Hause aus abbrechen.

Installation

 

Für die Installation eines OctoPrint-Servers wird neben dem 3D-Drucker folgende Komponenten benötigt: 

  • ein Raspberry Pi, den es bei Digitec für derzeit 67.20 Fr. zu kaufen gibt
  • ein geeignetes Netzteil (der Raspberry Pi 4 benötigt ein 3A-Netzteil)
  • eine SD-Karte (für 29.00 Fr. bei Digitec)
  • eine Raspberry Pi-Kamera (zum Beispiel von Pi-Shop.ch)
Raspberry Pi mit Kamera, Netzteil und Gehäuse (Die SD-Karte ist bereits eingesetzt.)

Download Image

auf der Seite https://octoprint.org/download/ lässt sich das ca. 700 MB grosse Image für den Raspberry Pi herunterladen.

Image entzippen

Nach dem Entpacken ist die .img-Datei ca. 2.8 GB gross.

Image auf SD-Karte laden

Mit dem Programm  Balena Etcher lädt man nun das Image auf die SD-Karte.

 

Dabei sollte darauf geachtet werden, dass die SD-Karte nicht formatiert werden soll. (Sogar, wenn der Explorer oder ein anders Programm dazu auffordert.)

WLAN konfigurieren

Nachdem das Image auf die SD-Karte geladen worden ist, lässt sich die Karte wie ein normales Laufwerk öffnen.

Dort findet man die Datei  octopi-wpa-supplicant.txt . Diese kann mit jedem Text-Editor geöffnet werden. 

Dort muss der folgende Eintrag stehen:

 

##WPA/WPA secured
network={
ssid="IHRE_SSID"
psk="IHR_WLAN_PASSWORT"
wpa-ap-scan 1
wpa-scan-ssid 1
}

Sollten in der Datei noch # am Anfang der Zeile stehen, müssen diese gelöscht werden.  Nach dem Editieren kann die Datei gespeichert werden. Sie sollte dann etwa so aussehen:

 

Bei Problemen mit der Konfiguration kann der WiFi Setup Guide weiterhelfen.

RaspberryPi starten

Die SD-Karte wird nun in den Raspberry Pi eingesetzt und dieser an die Stromquelle angeschlossen. Damit wird er gestartet und wenn alles klappt, verbindet er sich mit dem WLAN. 

Mit RaspberryPi verbinden

Wenn sich der Raspberry Pi mit dem WLAN verbunden hat,  ist er unter der Adresse octopi.local erreichbar.

Als erstes sollte man das Passwort des OctoPi ändern. Dazu öffnet man am eigenen Computer die Eingabeaufforderung und gibt den folgenden Befehl ein:

ssh pi@octopi.local

Wenn alles klappt, fragt nun der Raspberry Pi nach dem Passwort. Dieses ist
raspberry

Danach gibt man den Befehl:
sudo raspi-config
ein.

Dies öffnet das Konfigurations-Menü des Rasperry Pi. Dort wechselt man das Passwort mit “Change Password”. 

 

VNC einschalten (optional)

Möchte man später per VNC auf den RaspberryPi zugreifen, lässt sich dies ebenfalls im obigen Konfigurations-Menü unter “Interfacing Options” -> “P3 VNC” einschalten

OctoPi-Oberfläche starten

Auf irgendeinem Rechner,  der sich im gleichen Netzwerk wie der OctoPi befindet, kann man nun mit einem Browser auf den OctoPi zugreifen. Die enstprechende Adresse ist: http://octopi.local

Zugriff über das Internet

Wenn man den 3D-Drucker zu Hause betreibt, kann man mit einem Dynamischen DNS-Dienst (zum Beispiel jener von Securepoint ) dafür sorgen, dass der heimische OctoPi über eine selbst gewählte Internet-Adresse zugänglich ist. 

Wenn der 3D-Drucker in der Schule steht, kann es schwierig oder unmöglich sein, ihn über das Internet zu erreichen. Denn meistens sind die Schul-Netzwerke so abgesichert, dass es einem nicht gelingt, von aussen über einen DynDNS auf bestimmte Geräte im Schulnetz zuzugreifen. Hier bietet RealVNC Abhilfe. Dieser Dienst macht es möglich, sich über einen Server von RealVNC mit dem OctoPi zu verbinden. Dabei greift man direkt auf den Desktop des OctoPi zu, und man arbeitet auf der Linux-Oberfläche des Raspberry Pi.

RealVNC auf OctoPi einschalten

Über das Konfigurations-Menü auf dem OcotoPi (siehe oben) lässt sich unter “Interfacing Options” -> “P3 VNC” der RealVNC-Dienst auf dem OctoPi aktivieren.

RealVNC auf anderem Computer installieren.

Unter https://www.realvnc.com/de/connect/download/viewer/ kann man sich den VNC Viewer für sein Betriebssystem herunterladen und installieren.

Konto bei RealVNC anlegen

Ist die Software installiert, kann man sich bei RealVNC ein Konto anlegen. Oben rechts auf “Anmelden…” klicken. Dann auf “Sie haben kein Konto?” klicken. Dies führt auf die Webseite von RealVNC, wo man sein Konto eröffnen kann.

 

OctoPi bei RealVNC anmelden

Nachdem bei RealVNC ein Konto eröffnet worden ist, kann man seinen OctoPi dort registrieren. Dadurch wird er von überall her erreichbar und steuerbar. 

Dazu verbindet man sich zuerst über den VNC Viewer von einem Rechner aus, der im gleichen WLAN wie der OctoPi ist, mit dem OctoPi. Dies erreicht man, indem man in der Adress-Zeile vom VNC Viewer die Adresse “octopi.local” eingibt. Nach Eingabe des Passworts für den OctoPi sieht man nun den Desktop des OctoPi.

Im Info-Bereich der Taskleiste findet sich das Symbol von RealVNC.

 

Symbol von RealVNC auf dem OctoPi.

Ein Rechtsklick darauf öffnet das Kontextmenü und dort findet sich der Eintrag “Lizenzierung”.

Dort gibt man die Mailadresse und das Passwort ein, das man bei der Registrierung bei RealVNC benützt hat.

Damit ist der OctoPi bei RealVNC registriert.

Von überall auf den OctoPi zugreifen

Nun kann der VNC Viewer von jedem Computer aus benützt werden, um auf den OctoPi zuzugreifen. 

Ist man im VNC Viewer angemeldet, werden nun alle Computer, die bei RealVNC im eigenen Konto angemeldet sind, aufgelistet.

 

Hier kann man sich nun mit dem OctoPi verbinden, als ob man im gleichen Netzwerk wäre.

Weboberfläche von OctoPi starten

Nachdem man mit dem Desktop des OctoPi verbunden ist, startet man auf dem OctoPi einen Webbrowser (zum Beispiel Chromium) und gibt dort die Adresse “localhost” ein. 

Dann ist man mit der Weboberfläche des OctoPi verbunden und kann den 3D-Drucker steuern.

Verbindung über SIM-Router

Ist die obige Variante nicht möglich im Schulnetz, weil zum Beispiel eine Verbindung zum WLAN nur über eine Landingpage mit entsprechendem Login möglich ist, kann ein SIM-Router Abhilfe schaffen.  Voraussetzung dafür ist, dass man zum einen über ein Mobile-Abo verfügt mit unbegrenzten Daten. Zum anderen benötigt man eine zusätzliche SIM-Karte.

Als Router kommen zum Beispiel dieses Geräte in Frage:

 

Die Verbindung über RealVNC funktioniert auch auf diesem Weg (mit einem Netgear Nighthawk M2) einwandfrei und zuverlässt.

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2 Kommentare zu „OctoPi: Printserver für den 3D-Drucker

  • Januar 19, 2020 um 10:42 am
    Permalink

    “Ist die obige Variante nicht möglich im Schulnetz, weil zum Beispiel eine Verbindung zum WLAN nur über eine Landingpage mit entsprechendem Login möglich ist, kann ein SIM-Router Abhilfe schaffen.”
    Oft wird das mit der Landingpage (auch Captive Portal genannt) über die MAC Adresse überprüft. Hier kann es helfen, die MAC Adresse des Raspberry Pi auszulesen, einen Laptop zu nehmen und mit der MAC Adresse vom Raspberry Pi zu konfigurieren (Google Suche nach z.B. change mac address), sich am Captive Portal anzumelden und danach die gefälschte MAC Adresse vom Laptop wieder entfernen.
    Je nachdem wie das Captive Portal konfiguriert ist, kann dieser Weg funktionieren oder halt doch nicht. Einen Versuch könnte sich aber lohnen.

    Antworten

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