Der Creailty CR-10 ist defintiv mein Lieblingsdrucker. Jetzt wo man Ihn um grade mal 340 Feuertaler bekommt sowieso. Ich hatte im Februar die Mechanik gesehen und noch 410 Euro in die Hand genommen. Das Ding ist ein „Bargain“. Und schaue ich ich die Leapfrog-Kästen an die bei uns in der Firma rumschwirren, ach ja…

Eines war aber gleich von Anfang an: Warum muss das Ding denn so ein „Gesurre“ produzieren? Ja eben.. Muss es nicht. Der Lüfter-Mod war sicher schon ein toller Schritt. Aber mit den TMC2100 Stepper-Treibern ist der Drucker einfach nur ein Traum. Deshalb nenne ich Ihn auch ganz modisch den „Zen-Mod“ nach dem Motto „Print & Chill“. Die Geräusch-Entwicklung ist quasi nicht mehr vorhanden. Die Druck-Qualität dank neuestem Marlin und aufsetzen from Scratch ein Traum. Ja, ich hab einfach Alles weggeworfen und auf dem RAMPS neu angefangen mit dem CR-10. Ich hatte für den CR-10 vernünftige Basis-Einstellungen die Euch bereits in diesem Artikel vorgestellt habe. Ziel war es wieder auf diese Einstellungen zu optimieren und gleichwertige Ergebnisse bei annähernd null Geräusch-Entwicklung zu erreichen. –Check, ist passiert. Was Ihr hier jetzt zu lesen bekommt war mehrere Tage Arbeit die mir letztlich natürlich auch Spaß gemacht hat. Also los geht’s mit dem Guide zum „Creality CR-10 Zen-Mod“ Bevor Ihr diesen Mod vornehmt, würde ich Euch raten, auch den Lüfter-Mod anzuschauen. Das Gesamt-Ergebnis von beiden Mods ist in jedem Fall besser als wenn nur einer umgesetzt wird. Theoretisch kann man das beides prima in einem Rutsch erledigen.

Features

Euren Creality CR-10 wie Ihr in kennt im Druck, nur eben deutlich leiser. Weiterhin bekommt Ihr die Möglichkeit diverse Anpassungen vorzunehmen nach euren Bedürfnissen. Natürlich könnt Ihr jetzt auch leicht ein Auto-Leveling verbauen wie zum Beispiel einen kapazitiven Sensor, Infrarot oder einen BL-Touch.

  • Creality CR-10 mit RAMPS 1.4, offen Schnittstelle für Firmware-Updates, genug Speicher für sämtliche Marlin-Features.
  • Aktuellste Marlin-Version 1.1.5 mit einstellbarem EEPROM. (Jerk-Settings, Steps anpassen, etc. einfach per Console ändern.)
  • TMC2100 Steppertreiber, Betrieb im Druck bei ca. 40 Dezibel. Das lauteste sind nun die Lüfter, keine Handyklingeltöne mehr.
  • Auto-Leveling leicht nachrüstbar
  • Dual-Extruder leicht nachrüstbar.

Der Guide lässt sich natürlich auch für den ANET A8 verwenden, da die elektro-mechanischen Komponenten identisch sind. allerdings muss dann hier entsprechend in der Firmware mit anderen Werten in der Configuration.h gearbeitet werden. Mal schauen, vielleicht werde ich hierzu noch einen Artikel schreiben.

Hier noch ein kleiner Teaser vom fertigen Mod beim Druck (Sorry ist kein Blockbuster, ich bin kein Videomacher..) :

Benötigte Komponenten

Halterung für Arduino. Ich hab eine andere genommen die ich noch rumliegen hatte, diese hier ist deutlich besser geeignet. Ich habe die Teile mit dem günstigen NuNus-PETG gedruckt. kleines Update: Ein findiger Leser hat eine Adapter-Platte für den Mod getüftelt. Diese findet Ihr auf seinem Thingiverse-Profil.

1x RAMPS-Kit mit Display. Ist Preis-Leistungstechnisch das Vernünftigste. Das Original-Board und Display habe ich einfach wieder verscherbelt auf Ebay. Ebenso die günstigen 4988-Stepper.

4-5x Steppertreiber TMC2100. Das Amazon-Angebot ist verglichen mit Ebay und Co tatsächlich mit das Beste, deshalb hab ich mich dafür entschieden. Bei mir waren genau diese nach 2 Tagen da und sie waren wirklich ordentlich.

1x Multimeter. Gemessen an dem Feedback meiner anderen Artikel und bei dem Preis der TMC-Stepper ist das gute Ding ein Must-Have. Seht es als Klein-Investition in den Haushalt, wenn Ihr keinen habt.

Litzen-Set. Ein paar Kabel müssen verlängert werden. Um Litzen kommt man nicht herum. Ich hab meine auf Conrad Electronics mit bestellt. Lohnt sich aber vermutlich nicht einzeln bei 6 Euro Versand. Gerne günstige Angebote in die Kommentare!

Zwillingslitze für 12 Volt Verkabelung. Einige 12-Volt-Leitungen müssen getauscht oder verlängert werden. Dafür muss dem Strom entsprechend ein ordentliches Kabel her.

Lötkolben und Lötzinn. -Okay jetzt wird’s schwer. Ich hab hier eine sehr teure Löt-Station von Weller. Ich gehe davon aus mit einem billigen Kolben sollten die paar Jobs auch alle gut machbar sein.

empfehlenswerte Dinge

Schritt 1: neues Board vorbereiten für den Creality CR-10

Bevor wir den bestehenden Drucker anfassen, sichern wir so gut es geht die neue Hardware ab. Packen also erstmal das neue Arduino-Mega Board und das RAMPS-Shield aus. Wenn Alles in Ordnung ist bringen wir das Arduino-Board auf der gedruckten Halterung um gut daran arbeiten zu können. Mit einem kurzen Check per USB schauen wir ob der ARDUINO läuft (LED am Arduino, akustisches Einsteck-Signal USB vom PC. Dann sollte Alles passen.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Funktionstest an PC USB, Arduino

Danach können wir das RAMPS-Shield aufstecken. Am Arduino selber müssen wir nicht mehr machen.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Aufstecken des RAMPS-Shields auf den Arduino Mega

Die Pins / Zähne des Ramps-Shields sollten nacher sauber auf dem Arduino sitzen. Es sollte kein Zahn des RAMPS-Shields im freien hängen oder so. Siehe folgendes Bild:

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Arduino Mega + RAMPS-Shield

Als nächstes machen wir uns wieder direkt an die Firmware um zu schauen ob die weitere Arbeit mit den vorhandenen Komponenten lohnt.

Schritt 2: Firmware aufspielen auf das Arduino + RAMPS 1.4

Ich spiele die Firmware immer als bald als möglich auf um später direkte Tests vornehmen zu können. Die beachtenswerten Parameter des RAMPS-Setups habe ich bereits in meinem anderen Artikel ausführlich vorgestellt. Für den CR-10 verwenden wir natürlich an der einen oder anderen Stelle andere Werte. Ich biete Euch deshalb die fertige Firmware zum Download an, welche Ihr nur noch auf das Board laden müsst. Natürlich könnt Ihr vor dem Upload noch Veränderungen vornehmen. Hier gibt’s es Marlin 1.1.5 für den Zen-Mod. Es sind 2 Versionen verfügbar, einmal ohne BL-Touch und einmal mit BL-Touch. Wie Ihr die Firmware aufspielt auf das RAMPS könnt Ihr nochmal im RAMPS-Artikel nachlesen.

Schritt 3: Vorbereiten der TCM 2100 Steppertreiber

Die TMC 2100 Steppertreiber vehalten sind etwas anders zu behandeln wie die anderen Polulu-Steppertreiber. Das sieht man auch schon wenn man sie in den Fingern hat. Der Chip ist nach unten verbaut. Ich hatte keine Vorerfahrung mit diesen Steppertreibern und bin über das Reprap-Wiki darauf aufmerksam geworden. Dort gibt es auch eine eigene Seite dazu die Ihr Euch am besten auch mal durchlest. Dort wird auch die Pin-Konfiguration erwähnt die wir jetzt umsetzen werden. Und zwar nehmen wir den empfohlenen Spreadcycle-Modus mit 16 Schritten und 256 Microsteps. In der Tabelle des Reprap-Wikis sehen wir auch, wie wir die Kabelbrücke auflöten müssen. Und zwar von GND nach CFG1.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

TMC 2100 Settings

Das sieht dann folgendermaßen aus:

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Kabelbrücke für TMC 2100 Spreadcycle Mode

Damit ist dem Steppertreiber später klar, dass er im Spreadcycle-Modus arbeiten soll. Achtet darauf das Ihr wirklich nur wenig Lötzinn verwendet und wirklich nur diese beiden Pins verbindet. Wenn die umliegenden Pins Kontakt dazu bekommen besteht die Gefahr das Ihr eure Elektronik zerstört. Am besten bereitet Ihr die Kabelbrücke im Vorfeld vor und verzinnt bereits die Enden. Danach mit dem bestehenden Lötzinn der Kabelbrücke an die Pins löten. Wenn Ihr noch keine Löterfahrung habt könnt Ihr das ja ein paar Mal vorher üben an einem Dummy aus Kabeln. Da ist nicht schwer und bekommt eigentlich jeder hin. Für den Zen-Mod müssen wir insgesamt 4 Steppertreiber so vorbereiten. Danach können diese auf das Ramps-Shield aufgesteckt werden. Dabei orientiert Ihr euch am besten an der Beschriftung direkt auf dem TMC2100 und dem RAMPS-Shield. Dort ist jeweils eine Beschriftung „DIR“ zu sehen. Platziert anhand der Beschrifitungen den Steppertreiber so auf dem Board das die DIR-Kontakte zusammenpassen. Das machen wir jetzt für unsere 4 benötigten Stepper. Auf dem folgenden Bild seht Ihr die aufgesteckten Steppertreiber. Ich habe versuchsweise einen DRV8825 für die Z-Achse verwendet da diese ja nicht sonderlich oft bewegt wird. Das habe ich später nach dem ersten Druck im Vasenmodus geändert und auch dort einen TMC2100 verwendet, da man sonst halt die Z-Achse hört. Im normalen Druck hat es nicht gestört aber so viel Sparen muss ja dann auch nicht sein, auch als Schwabe. Ihr könnt Euch jetzt allerdings die Erfahrung sparen und gleich 4 Stück TMC2100 nehmen… J Die Kabel könnt Ihr auch mal vergessen. Ich hatte leider keine Anleitung also ging es Etwas chaotischer zu als in diesem Guide… Nachdem wir die Steppertreiber aufgebracht haben sind wir an der Stelle erstmal soweit fertig.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Stepper auf RAMPS-Shield

Schritt 4: Be stehende Komponten aus Controlbox entfernen

Widmen wir uns nun unserem CR-10 und seiner Controlbox. Löst nun alle Kabel vom Drucker, so dass die Controlbox für sich alleine ist. Der Sicherheit halber erwähne ich an dieser Stelle auch nochmal die Stromverbindung, die nie angeschlossen sein wird wenn Ihr an der Elektronik gerade arbeitet! Wenn Ihr die Controlbox lose habt nehmt ihr einen 6-Kant-Schlüssel und löst zuerst die Schrauben auf der Unterseite der Controlbox.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Bodendeckel lösen con Creality CR-10 Controlbox

Wenn Ihr die Bodenplatte gelöst habt, seht Ihr den blanken Boden vom Netzteil. Das ist als nächstes dran. Dieses ist mit 4 Schrauben an der Seite der Controlbox befestigt. Diese lösen wir als nächstes.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

CR-10 Controlbox mit entferntem Bodendeckel

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Befestigungs-Schrauben des Netzteils CR-10 Controlbox

Danach solltet Ihr eine offene Controlbox vor Euch sehen. Ach ja, eine gute ist es immer sämtliche Schrauben in einer Schüssel zu sammeln. Wenn Ihr keine habt, dann druckt Euch einfach eine 🙂 Da muss man später nicht so viel auf dem Boden rumkrabbeln… Es schadet übrigens auch nicht nebenher ein Foto-Protokoll zu machen mit dem Handy, Tablet oder Digicam. Dann kann man hinterher immer wieder zurück.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Schrauben in Schüssel sammeln = clever

Als nächstes lösen wir die Kabel vom Netzteil und entfernen dieses vollständig von der Controlbox, danach können wir ungestört an den verbleibenden Komponenten arbeiten. Viel ist danach eigentlich nicht mehr drin. Das Melzi-Board, das Display und ein Mosfet. Da ich das Gehäuse bereits offen hatte sieht es bei mir etwas anders aus. Auf dem Bild schwirren noch das Innenliegende USB-Kabel, Downstepper und ein Raspberry Pi Zero W rum. Letztlich muss jetzt erstmal Alles raus. Also entfernt vorsichtig das Board, das Display und das Mosfet aus dem Gehäuse.

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Cr-10 Controlbox von innen.

Jetzt wäre auch ein günstiger Augenblick um die beiden Quälgeister aus dem Gehäuse zu entfernen. Den Lüfter an der Rückseite der Controlbox könnt Ihr dann wie im Lüfter-Mod beschrieben durch einen Noiseblocker oder vergleichbares ersetzen im Format 40x40mm. Der Innenliegende kann auch ersetzt werden oder eben weggelassen werden wenn Ihr auch gleich einen seitlichen Lüfter wie ich verbaut (oder ähnlich). Der Lüfter im Netzteil und ist per Temperatur geregelt. Da ich den großen 120mm Lüfter seitlich verbaut habe, ist diese in nicht hörbaren Drehzahlbereichen. Als es im Juni mal ordentlich heiß war konnte ich Ihn hören, aber das das einzige mal.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

CR-10 Original-Lüfter in der Controlbox

Mein verbauter Noiseblocker nach außen pustend:

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Installierter Noiseblocker der warme Luft abführt

Schritt 5: Einbau RAMPS und neues Display

Nachdem Ihr die Komponenten aus dem Gehäuse entfernt habt, können wir das neue Display montieren und das RAMPS-Board einbauen. Das Display hat im Vergleich zum Original-Display einen leichten Versatz. Das stört später allerdings nicht und kann mit einem kleinen Druck verschlossen werden sollte es doch stören. Wie auf folgendem Bild zu sehen:

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

kleiner Versatz miz eingebautem Reprap-Display in der CR-10 Controlbox

Das RAMPS-Board habe ich auf den gezeigten Halter montiert und diesen im Gehäuse-Deckel recht mittig montiert. Ihr könnt dafür die Schrauben-Fassungen nehmen oder Ihr nehmt doppelseitiges Klebeband. Hier eine Skizze wie ich den Einbau geplant und umgesetzt habe:

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Skizze zur Luftführung in CR-10 Controlbox mit Lüftermod

Ziel war es allen Komponenten eine gute Kühlung zukommen zu lassen und der Plan ist aufgegangen. Das Mosfet könnt Ihr also wenn Ihr einen seitlichen Lüfter habt ebenfalls so unterbringen oder eben am eigentlichen Platz montieren. Hier ein Bild vom fertigen Einbau der Komponenten:

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Anordnung Komponenten nach Umbau auf RAMPS in CR-10 Controlbox

Nachdem wir nun das RAMPS und das Display untergebracht haben, können wir uns an die Verkabelung machen. Als ersten kümmern wir uns um die Endstops. Ich habe neue Dupont-Stecker zuerst verwendet. Bin davon dann allerdings wieder weg, weil es in dem Gehäuse recht eng zu geht mit den Kabeln. Ich habe daher auf dem RAMPS feste Kabel aufgelötet und mit einer Lüsterklemme versehen zum Anschluss. Um die Originalkabel später anschließen zu können, habe ich die weißen Körper der Stecker auf gezwickt und den Dupont direkt in die Lüsterklemme geklemmt. An den Kabeln muss man sonst nicht zwingend machen. Man könnte Sie aber noch verlängern, wäre kein Fehler.

Schritt 6: Anschluss der Endstops auf dem RAMPS

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Endstop Kabel mit Dupont-Stecker

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Endstop-Kabel verlötet und Schrumpfschlauch gemantelt.

Die Kabel für die Endstops müssen so angebracht werden:

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RAMPS Endstop-Pins

Schritt 6: Anschluss von Hotend, Bauteil-Kühler und Mosfet am RAMPS

Als nächstes schließen wir das Hot-End, den Bauteil-Kühler und das Mosfet an. Dazu können wir die Original-Kabel verwenden.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

RAMPS Anschlüsse Hote-End, Headbed und Fan

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Schritt 7: Heizbett-Anschluss an das Mosfet anschließen

Für den Anschluss des Heizbetts nehmt Ihr folgende Skizze. Ebenfalls sind die Ein- und Ausgänge auf dem Mosfet nochmal beschriftet.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Anschluss-Skizze Mosfet CR-10

Schritt 8: Anschluss der Thermistoren

Das ist wirklich sehr schnell erledigt. Ihr könnt die Stecker nehmen fertig wie Sie sind. Es gibt keine Polarität (plus oder minus) da es sich einfach um einen Temperatur-sensiblen Widerstand handelt. Einfach Aufstecken wie in folgendem Bild:

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Thermistor-Anschlüsse RAMPS 1.4

Schritt 9: Anschluss der Motoren des CR-10:

Für den Anschluss der Motoren könnt Ihr ebenfalls die vorhanden Stecker nehmen wie sind. Die Anordnung der beiden Kabelpaare stimmt bereits. Jetzt gibt es allerdings zwei Möglichkeiten wie Ihr dafür sorgen könnt, dass die Motoren später in die richtige Richtung fahren.

Möglichkeit 1: Später per Software die Richtung festlegen und die Stecker einfach aufstecken in einer Richtung für alle Motoren. Die Stecker passen auf dem RAMPS in beiden Richtungen drauf, kann man also so machen.

Möglichkeit 2: Stecker so aufstecken das man später per Software nicht anpassen muss. Ich entscheide mich beim Aufbau immer für diese Variante, dann muss man beim Update der Firmware nicht wieder daran denken sondern kann die Standard-Werte von Marlin nehmen.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Steppermotor-Anschlüsse RAMPS 1.4

Das Ramps kann 2 Z-Achsen Motoren am Stepper für die Z-Achse betreiben. Ihr braucht für den Creality-CR10 im Standard nur einen der Anschlüsse. Ich habe den äußeren aufgrund der Größe des vorhandenen Steckers genommen.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Schritt 10: Strom-Anschluss erstellen

Danach kümmern wir uns um ordentliche 12 Volt-Leitungen. Diese sollten so 25 Zentimeter lang sein. Für das Ramps benötigt Ihr 2 Adern-Paare um 2 Phasen des Netzteils anschließen zu können. Da wir ein Mosfet für das Heizbett haben (gut gemacht Creality), können wir aber auch beide Leitungen an eine Phase am Netzteil anschließen. Bei Mir sah das dann so aus und war leider ein bisschen zu kurz J Macht also gleich 25cm lange Zuleitungen… Wenn Ihr Schrumpfschlauch da habt, ist nie ein Fehler…

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

12V-Kabel für RAMPS 1.4 Zuleitung

Wenn Ihr wie ich keinen passenden Aderngabeln da habt: Was immer geht und besser ist wie eine falsch gecrimpte Aderendhülse oder Adergabel: Ein sauber gelötetes Endstück. Dafür das Ende der Ader glänzend einlöten und am Ende sauber abzwicken. Sieht dann so aus:

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Die Rohlinge für meine 12-Zuleitungen sahen im Mantel dann so aus, siehe folgendes Bild. Das ist wirklich mit Kanonen auf Spatzen geschossen das war ein Rest Zuleitungskabel für einen Küchenherd bei dem ich die Erde entfernt habe. Nehmt die Kabel oben aus der Empfehlung die sind deutlich leichter zu verarbeiten und genauso geeignet für den Job.

CR-10 Zen-Mod + fertiges Marlin 1.1.5 – TMC2100 mit RAMPS 1.4 = flüsterleise

Wenn wir die Zuleitung fertig haben verbinden wir die Adern-Paare mit dem Stecker für das RAMPS-Shield wie bei meinem ursprünglichen Kabel-Paar (2 Bilder hochscrollen). Danach könnten wir diese beiden Adern-Paare mit dem später auch wieder mit dem Netzteil verbinden.

Schritt 11: Einstellen der Steppertreiber

Die TMC2100 verhalten sich etwas anders als die anderen beiden bekannten Polulu-Stepper. Ich rate dazu mal diese Seite durchzulesen. Ich habe bei mir eine Spannung von 0.82 Volt eingestellt. Wenn Ihr den Strom ohne Ein- und Ausschalten einstellen wollt, empfiehlt sich ein Keramik-Schraubendreher. Mit einem Schraubendreher der leitet im Betrieb zu arbeiten, hat die Chance den Stepper zu zerstören! Also entweder Einstellen à Einschalten à Messen à Ausschalten oder einen Keramik-Schraubendreher.

Schritt 12: Erster Test und überprüfen der Fahr-Richtungen der Schritt-Motoren

Nun solltet Ihr alles angeschlossen haben und die Controlbox sollte geschlossen und fertig sein. Ihr seid bereit für einen ersten Test. Schaltet den Drucker ein und Marlin sollte starten. Verbindet Euch zum Drucker und fahrt in 1cm-Schritten mit jedem Stepper in eine Richtung. Wenn sich der Drucker in die falsche Richtung bewegt könnt Ihr die Stecker einfach auf dem RAMPS umdrehen oder die per Software invertieren in der Configuration.h von Marlin. Ich rate zum Umstecken, aber Jedem das Seine. Sollte sich alles richtig bewegen, seid Ihr soweit fertig und bereit für einen leisen J ersten Druck!

Ich hoffe der Guide hat Euch geholfen und Happy Printing!

Wie geht’s weiter?

Wenn Ihr ebenfalls einen BL-Touch installieren wollt, kann Ich Euch diesen Artikel empfehlen.