3D tisk je dneska už stará vesta. Vytvoříte model, necháte z něj udělat kód pro tiskárnu, který nahrajete na paměťovou kartu a na tiskárně zmáčknete tlačítko tisknout. Tak to dělá většina lidí a je to snazší, než se může zdát. Platí to ale, jen když používáte 3D tiskárnu podomácku, pro radost a tisknete jen pár kousků. Co když ovšem máte tiskáren celou farmu a nechcete u nich stále sedět?

Novější tiskárny a zařízení pro průmyslové využití už obvykle mají možnost ovládání po síti, ethernetový port nebo wi-fi a nějaký řídící software. Pro ty starší můžete použít řešení v podobě počítače (obvykle Raspberry Pi) s nainstalovaným programem OctoPrint. Ten umožňuje ovládat tiskárnu na dálku po síti, s připojenou kamerou lze živě sledovat, co dělá, a podobně. Ale není to úplné řešení. Rozumnější způsob se rozhodla vyvinout česká firma Fragaria pomocí svého systému jménem Karmen.

Karmen Pill umí na dálku ovládat 3D tiskárnu a sledovat kvalitu tisku
Karmen Pill umí na dálku ovládat 3D tiskárnu a sledovat kvalitu tisku.
Foto: Michal Altair Valášek

Populární OctoPrint sám o sobě neumožňuje centrální správu většího počtu tiskáren, a zároveň počítá s tím, že dohled nad tiskárnou probíhá v rámci lokální sítě, tedy ve stejné budově, kde je tiskárna. Pokud chcete mít možnost bezpečného dohledu i mimo stejnou budovu, musíte řešit věci jako pevnou veřejnou IP adresu, VPN a další zábavnosti, které jsou komplikované na nastavení a údržbu.

A to jsou přesně záležitosti, které mají vyřešit tři prvky systému Karmen. Prvním prvkem je hardware – malá krabička Karmen Pill, která v sobě obsahuje OctoPrint s několika pluginy a také kamerku, která má přenášet obraz tiskárny. Druhou součástí systému je služba Karmen Cloud, veřejné webové rozhraní provozovatele, pomocí nějž lze tiskárny úkolovat a spravovat třeba z druhé strany zeměkoule. Třetí částí je pak vlastní software, který posílá pomocí web sockets data z krabičky Pill do Cloudu a zajišťuje komunikaci v obou směrech.

Malá krabička, samozřejmě vytištěná

Karmen Pill je zařízení na první pohled malé a nezajímavé. V 3D tištěné krabičce se nachází minipočítač Raspberry Pi Zero W s kamerovým modulem a jednou LED, odkrytý je pouze jeden MicroUSB port. Od kamery si nic velkého neslibujte, nabízí rozlišení 640x480 a má dost hroznou optiku, takže vyžaduje dobře osvětlené prostředí, aby vůbec něco bylo vidět – samotná přisvětlovací dioda nestačí. Krabička je pevně zalepená, nepočítá se s jejím rozebíráním a připojováním dalších zařízení.

Spolu s Karmen Pill jsem na test dostal jeden běžný USB kabel pro připojení k PC a potom jeden komplikovaný kabel s rozbočovačem a napájecím adaptérem, který slouží současně k připojení Pill k tiskárně a současně k napájení (vzhledem k vysokému odběru energie totiž nelze Pill spolehlivě napájet přímo z USB portu tiskárny.

Proces prvotního nastavení je poněkud zvláštní. Karmen Pill se musí přes USB připojit k počítači, kde se tváří jako další síťová karta, a nastavení se provádí přes webové rozhraní na vnitřní IP adrese. Nastavením se rozumí zejména výběr wi-fi sítě, do které se Pill připojí, a vygenerování identifikátoru zařízení, přes který se připojí do Karmen Cloudu.

Karmen Pill umí na dálku ovládat 3D tiskárnu a sledovat kvalitu tisku
Karmen Pill umí na dálku ovládat 3D tiskárnu a sledovat kvalitu tisku.
Foto: Michal Altair Valášek

Toto řešení prvotního nastavení hodnotím jako mimořádně nešikovné a nespolehlivé, protože může a nemusí fungovat v závislosti na míře paranoie toho, kdo počítač a síť na něm nastavoval. Jako mnohem lepší by mi přišlo tradičnější řešení, kdy se zařízení, pokud se mu nepodaří připojit k síti, přepne do režimu přístupového bodu (AP) s vlastní sítí, připojíte se na něj třeba z mobilu a provedete základní nastavení. Podle výrobce tomu brání blíže nespecifikované technické obtíže, ale v horizontu měsíců plánuje představit novou verzi, která by měla mít tento proces vyřešený lépe.

Po úvodním nastavení máte dvě možnosti, jak Karmen Pill využívat. V první řadě je možné s ní komunikovat přímo po lokální síti. Běží tam standardní webové rozhraní OctoPrintu, které lze používat obvyklým způsobem, tedy ovládat tiskárnu, sledovat stream z vestavěné kamery, pořizovat časosběrné záběry a podobné radosti.

Druhou možností je vzdálené ovládání pomocí služby Karmen Cloud. Její server si můžete provozovat sami (je open source), ale pravděpodobně využijete hostovanou cloudovou verzi. Uživatelské rozhraní je vizuálně i funkcemi poněkud spartánské, ale postačující. Pomocí něj lze tiskárnu ovládat a zadávat tiskové úlohy. G-Code lze nahrát na server a vzdáleně zaslat na tiskárnu. Pomocí kamery lze sledovat průběh tisku vizuálně a třeba jej v případě problémů zastavit. Pohodlně umožňuje spravovat více tiskáren a webová aplikace dobře funguje i na mobilním telefonu.

Pro využití služby Karmen Cloud nemusíte mít zařízení Karmen Pill. Stačí použít jakékoliv zařízení s OctoPrintem, kam doinstalujete software pro komunikaci s cloudem. Nicméně použití Karmen Pill vám zařídí zcela bezproblémové a blbuvzdorné nastavení. Nechá si za to ovšem dobře zaplatit. Karmen Pill stojí 4325 Kč včetně DPH, hardware potřebný k sestrojení funkčně identického zařízení seženete v ČR s rezervou za 1500 korun včetně DPH. Ale za pohodlí si lidé i firmy připlácejí dobrovolně a celkem ochotně.

Bezpečnost s výtkou

Nepříliš slavné je to z hlediska bezpečnosti. Karmen Pill je linuxový počítač, který si zapojíte do sítě a který komunikuje s mateřským systémem. Z pohledu uživatele se jedná o černou skříňku, nad kterou nemá žádnou kontrolu a kde je vydán výrobci na milost a nemilost. Tedy alespoň co se týče procesu aktualizací a podobně. Kdy, zda vůbec a po jak dlouhou dobu budou k dispozici aktualizace použitého operačního systému, na něm běžícího softwaru a podobně, záleží čistě na výrobci a vám to nikdo neřekne, o zárukách nemluvě.

Na bezpečnostní informace je výrobce obecně velmi skoupý. Vlastně jediná informace, kterou se dočtete, je, že komunikace mezi cloudem a Karmen Pill probíhá přes HTTPS, což je informace zcela nedostačující. K dostupnosti aktualizací se výrobce nijak nevyjadřuje, což je u zařízení určeného pro firemní použití výrazný nedostatek. Neexistuje ani žádný proces hlášení bezpečnostních chyb a publikovaná bezpečnostní politika. Vše je černá skříňka, jejíž používání je aktem víry ve schopnosti a dobré úmysly výrobce.

Karmen Pill umí na dálku ovládat 3D tiskárnu a sledovat kvalitu tisku
Karmen Pill umí na dálku ovládat 3D tiskárnu a sledovat kvalitu tisku.
Foto: Michal Altair Valášek

Pozitivní je, že si je výrobce tohoto problému vědom. Na přímý dotaz odpověděl, že zatím se aktualizace dělají ad hoc a že příští verze, která se má objevit za několik měsíců, bude podstatně transparentnější a bude tyto problémy řešit lépe. No a také to, že technicky vám nic nebrání plastovou krabičku rozlomit a v případě nutnosti aktualizaci provést sami ručně, čímž ale přijdete o výhody, pro které se vyplatí si celou věc koupit, a ne postavit vlastními silami.

Hodnocení

Na celém řešení je vidět, že jde o ranou verzi. Nabízí jenom ty nejzákladnější funkce a žádný luxus. Marně byste hledali funkce jako sofistikovanější správu více tiskáren a G-Codů nebo tisku více kopií (sledování, kolik a čeho už tiskárna vytiskla), nějaký reporting a podobně. Nicméně má solidní základ, který řeší základní problémy, tedy komunikaci s centrálním serverem na jedné a tiskárnou na druhé straně. Zmiňované pokročilejší funkce je poměrně jednoduché do něj doprogramovat.

Další vadou na kráse je, že cloudové služby sice nyní nabízí zdarma (a to i pro uživatele, kteří si nekoupí Pill a zapojí do systému vlastnoručně vyrobené řešení), ale to firma prezentuje jako omezenou akci a není jasné, jak to bude dál, jaký chce firma nasadit obchodní model. Dá se předpokládat, že nějaké penzum služeb bude vždy zdarma a další budou placené, ale o tom jaké a za kolik nejspíš nemají jasno ani sami autoři. Stávající model ovšem není dlouhodobě udržitelný.

Nabízí se zde srovnání se službou The Spaghetti Detective. To je další na cloud napojený plugin do OctoPrintu. Nenabídne sice vlastní hardware, ale jeho instalace je extrémně jednoduchá a asi ji zvládne kdokoliv z cílové skupiny. Hlavní funkcí služby není vzdálené řízení tiskáren, ale detekce selhavších tisků.

Občas se stane, že z nějakého důvodu tisk selže, výtisk se utrhne z podložky a tiskárna vytlačuje filament do vzduchu. O tom se ironicky mluví jako o špagetách a špagetový detektiv je především služba, která na základě obrázku z kamery dokáže takové stavy detekovat a informovat uživatele (který pak může tisk zastavit). Takovou službu Karmen nenabízí a asi v dohledné době ani nabízet nebude.

Jako přidruženou výrobu pak The Spaghetti Detective u placeného tarifu nabízí právě vzdálené ovládání tiskárny, vzdálený upload G-Code a vlastně všechno, co Karmen. To vše v ceně přibližně stokoruny měsíčně ($ 4) za první tiskárnu a padesátikoruny ($ 2) za každou další. V tomto okamžiku je Karmen výhodnější v tom, že vzdálené řízení tiskárny, ale bez kontroly selhání tisku, nabízí i bez vlastního hardwaru zdarma. Zásadní však bude, jaké podmínky nastaví do budoucna. Do té doby se minimálně vyplatí projekt sledovat.