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# 🔥 Laser CANbus Toolhead PCB
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Ein kompaktes, robustes Toolhead-Board für Klipper-basierte Lasergravierer und -schneider (CoreXY). Dieses Board integriert Stromversorgung, Lasertreiber-Logik, CAN-Bus Kommunikation und Input Shaping (ADXL345) auf kleinstem Raum.
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## ✨ Features
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### 🧠 Mikrocontroller
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- **MCU:** STM32F072CBU6 (Cortex-M0, 48MHz, CAN-fähig)
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- **Stabilität:** 12MHz Quarz für maximale CAN-Bus Stabilität
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- **Firmware:** Klipper-kompatibel
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### 🔗 CAN-Bus Kommunikation
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- **Transceiver:** SN65HVD230 mit ESD-Schutz
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- **Terminierung:** Split-Terminierung via Solder-Jumper
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- **Slope-Control:** Schaltbar für EMI-Optimierung
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### 📊 Input Shaping
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- **Sensor:** On-board ADXL345 Beschleunigungssensor (SPI)
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- **Zweck:** Klipper Resonanzmessung für perfekte Druckqualität
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### ⚡ Laser-Leistungssteuerung
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- **Schaltung:** 24V / 4A High-Side Switch (AO4407A P-MOSFET)
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- **Soft-Start:** Begrenzt Einschaltstrom (Rise-Time ca. 1.2ms)
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- **Sicherheit:** Hardware-Pull-Down verhindert ungewollte Aktivierung
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### 🎛️ Laser-Signalsteuerung
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- **PWM:** 5V Level-Shifted via 74AHCT1G125 Buffer
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- **Qualität:** Saubere Flanken, echtes Hardware-PWM via STM32 Timer
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- **Kompatibilität:** Gängige Diodenlaser
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### 🔌 Stromversorgung
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- **Eingang:** 24V mit 250mA PTC-Sicherung und SMF24A TVS-Diode
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- **5V Rail:** MP2459 Buck Converter (bis 60V Input tolerant)
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- **3.3V Rail:** XC6206 LDO für MCU und Peripherie
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### 🚨 Diagnose & Monitoring
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- **Power-LEDs:** 24V In, 24V Sys, 5V, 3.3V
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- **Status-LEDs:** Laser-Enable, Laser-PWM, Heartbeat
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## 📋 Klipper Konfiguration
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### Basis MCU Setup
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```ini
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[mcu toolhead]
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canbus_uuid: <deine-uuid> # Mit "ls /dev/serial/by-id/*" oder "~/klippy-env/bin/python ~/klipper/scripts/canbus_query.py can0" ermitteln
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[temperature_sensor toolhead_mcu]
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sensor_type: temperature_mcu
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sensor_mcu: toolhead
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```
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### Input Shaping (ADXL345)
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```ini
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[adxl345]
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cs_pin: toolhead:PA4
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spi_bus: spi1
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axes_map: x,y,z
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[resonance_tester]
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accel_chip: adxl345
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probe_points:
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150, 150, 20 # An deine Druckbettgröße anpassen
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```
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### Laser Steuerung
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```ini
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# Laser PWM Signal
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[output_pin laser_pwm]
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pin: toolhead:PB14
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pwm: True
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cycle_time: 0.001 # 1kHz PWM Frequenz
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shutdown_value: 0 # Sicherheit: Laser aus bei Notfall
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# Laser Enable (optional)
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[output_pin laser_enable]
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pin: toolhead:PB15
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value: 0
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shutdown_value: 0
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# Heartbeat LED (optional)
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[output_pin heartbeat]
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pin: toolhead:PA9
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pwm: True
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cycle_time: 1.0
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```
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## 🔌 Pinout & Steckerbelegung
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### J101 - Power & CAN Input (Micro-Fit 3.0, 2x2)
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| Pin | Signal | Beschreibung |
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|-----|---------|--------------|
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| 1 | **+24V** | Hauptstromversorgung (High Current) |
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| 2 | **GND** | Masse |
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| 3 | **CAN_H** | CAN-Bus High Signal |
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| 4 | **CAN_L** | CAN-Bus Low Signal |
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### J102 - Laser Output (Micro-Fit 3.0, 1x3)
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| Pin | Signal | Beschreibung |
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|-----|---------|--------------|
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| 1 | **GND** | Laser-Masse |
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| 2 | **PWM** | 5V PWM-Signal (Level-Shifted) |
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| 3 | **+24V** | Geschaltete Laser-Stromversorgung (Soft-Start) |
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### Debug/Programming Header (Rückseite)
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| Pad | Pin | Signal | Funktion |
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|-----|-----|---------|----------|
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| 1 | - | **5V** | 5V Einspeisung (vom Programmer) |
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| 2 | - | **3.3V** | VTref (Referenzspannung) |
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| 3 | PA13 | **SWDIO** | Serial Wire Debug I/O |
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| 4 | PA14 | **SWCLK** | Serial Wire Debug Clock |
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| 5 | - | **NRST** | Reset-Signal |
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| 6 | - | **GND** | Masse |
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> **💡 Bootloader-Modus:** Um den STM32 in den DFU/Bootloader-Modus zu versetzen (z.B. für Erst-Flash mit Katapult), brücke das **BOOT0** Pad mit **3.3V** während des Einschaltens.
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## 🔧 Installation & Setup
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### 1. CAN-Bus Konfiguration
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- CAN-Bus Terminierung je nach Position im Netzwerk setzen
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- Baudrate: 1 Mbit/s (Standard für Klipper)
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### 2. Firmware Flash
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1. Board in DFU-Modus versetzen (BOOT0 brücken)
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2. Klipper für STM32F072 mit CAN-Support kompilieren
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3. Firmware flashen: `make flash FLASH_DEVICE=<dfu-device>`
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### 3. UUID ermitteln
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```bash
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~/klippy-env/bin/python ~/klipper/scripts/canbus_query.py can0
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```
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## ⚠️ Sicherheitshinweise
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- **Laser-Sicherheit:** Immer Schutzbrille tragen
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- **Stromversorgung:** Nur mit 24V DC betreiben
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- **Erste Inbetriebnahme:** Laser-Leistung langsam hochfahren
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- **Notfall:** Hardware-Pull-Down sorgt für sicheren Zustand
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## 🛠️ BOM (Bill of Materials) - Highlights
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| Komponente | Wert/Typ | Funktion | Package |
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|------------|----------|----------|---------|
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| **U101** | STM32F072CBU6 | Hauptmikrocontroller | UFQFPN-48 |
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| **U102** | MP2459GJ-Z | Buck Converter 24V→5V | TSOT-23-8 |
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| **U105** | SN65HVD230DR | CAN-Bus Transceiver | SOIC-8 |
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| **U106** | ADXL343/ADXL345 | 3-Achsen Beschleunigungssensor | LGA-14 |
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| **Q101** | AO4407A | P-MOSFET (Laser-Schalter) | SOIC-8 |
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| **D101** | SMF24A | TVS-Diode (Überspannungsschutz) | DO-214AC |
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| **F101** | 1812L025 | PTC-Sicherung 250mA | 1812 |
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| **Y101** | 12MHz | Quarz für CAN-Stabilität | HC-49/S |
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## 🛠️ Technische Spezifikationen
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| Parameter | Wert | Einheit |
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|-----------|------|---------|
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| **Eingangsspannung** | 24 ± 2 | V |
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| **Laser-Strom (max)** | 4 | A |
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| **CAN-Baudrate** | 1 | Mbit/s |
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| **PWM-Frequenz** | 1 | kHz |
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| **Soft-Start Zeit** | ~1.2 | ms |
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| **Betriebstemperatur** | -10 bis +70 | °C |
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| **Abmessungen** | TBD | mm |
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## 📚 Weitere Ressourcen
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- [Klipper Dokumentation](https://www.klipper3d.org/Config_Reference.html)
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- [CAN-Bus Setup Guide](https://www.klipper3d.org/CANBUS.html)
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|
- [Input Shaping](https://www.klipper3d.org/Resonance_Compensation.html)
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|
- [Katapult Firmware Flasher](https://github.com/Arksine/katapult)
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*🇬🇧 English version: [README.md](README.md)* |