Cлучайные товары. A4988 драйвер


Драйвер шагового двигателя A4988 - ProGDron.com

 

 

Характеристики:

модель: A4988;напряжения питания: от 8 до 35 В;возможность установки шага: от 1 до 1/16 от максимального шага;напряжение логики: 3-5.5 В;защита от перегрева;максимальный ток на фазу: 1 А без радиатора, 2 А с радиатором;расстояние между рядами ножек: 12 мм;размер платы: 20 х 15 мм;габариты драйвера: 20 х 15 х 10 мм;габариты радиатора: 9 х 5 х 9 мм;вес с радиатором: 3 г;вес без радиатора: 2 г.

 Описание и Схемы подключения здесь.

Плата создана на базе микросхемы A4988 компании Allegro - драйвера биполярного шагового двигателя. Особенностями A4988 являются регулируемый ток, защита от перегрузки и перегрева, драйвер также имеет пять вариантов микрошага (вплоть до 1/16-шага). Он работает от напряжения 8 - 35 В и может обеспечить ток до 1 А на фазу без радиатора и дополнительного охлаждения (дополнительное охлаждение необходимо при подаче тока в 2 A на каждую обмотку).

Описание:

Драйвер создан на базе микросхемы управления шаговым двигателем компании Allegro A4988, изготовленной по ДМОП-технологии с регулятором и защитой по току, поэтому мы настоятельно рекомендуем, перед использованием этого продукта,   ознакомиться со спецификацией A4988 (1MB pdf). Этот драйвер позволит управлять биполярным шаговым двигателем с выходным током до 2 А на обмотку (для получения дополнительной информации смотрите раздел о рассеивании мощности). Ниже приведены ключевые особенности драйвера:

  • Простой интерфейс управления шагом и направлением вращения электродвигателя
  • Пять различных разрешений перемещения: полный шаг, 1/2-шага, 1/4-шага, 1/8-шага, 1/16-шага
  • Регулируемый контроль тока с помощью потенциометра, позволит установить максимальный выходной ток. Это даст вам возможность использовать напряжение выше допустимого диапазона для достижения более высокой угловой скорости шага двигателя
  • Интеллектуальное управление автоматически выбирает режим регулировки затухания тока (медленный и быстрый режимы)
  • Защитное отключение при перегреве и перегрузке по току, а также блокировка питания при пониженном напряжении
  • Защита от короткого замыкания на землю, защита от замыкания в нагрузке

Обратите внимание, что Pololu производит несколько драйверов шаговых двигателей, которые могут быть использованы в качестве альтернативы этого модуля. У драйвера шагового двигателя Pololu A4988 Black Edition производительность на 20% выше, и за исключением тепловых характеристик, Black Edition, и данная (зеленая) плата являются взаимозаменяемыми. Есть также большая версия драйвера Pololu на A4988, которая имеет защиту от обратной мощности на главном входе питания, а также встроенной 5 В и 3,3 В стабилизаторы напряжения, которые устраняют необходимость в покупке отдельного питания для логики и двигателей. Платы Pololu на DRV8825 предлагают на около 50% более высокую производительность в более широком диапазоне напряжений и с несколькими дополнительными функциями, в то время как платы на DRV8834 работают с двигателями с напряжением питания от 2,5 В; любую из этих плат можно использовать в качестве альтернативы этого драйвера во многих приложениях.

Использование:

Соединение с источником питания:

Для работы с драйвером необходимо питание логического уровня (3 - 5,5 В), подаваемое на выводы VDD и GND, а также питание двигателя (8 - 35 В) на выводы VMOT и GND. Чтобы обеспечить необходимый потребляемый ток (при пиковых до 4 А), необходимо поставить конденсаторы для гальванической развязки как можно ближе к плате.

Внимание: В плате используются керамические конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением, что делает её уязвимой для индуктивно-ёмкостных скачков напряжения, особенно если питающие провода длиннее нескольких сантиметров. В некоторых случаях, эти скачки могут превысить максимально допустимое значение (35 В для A4988) и повредить плату. Одним из способов защиты платы от подобных скачков является установка большого (не меньше 47 мкФ) электролитического конденсатора между выводом питания (VMOT) и землёй близко к плате.

Соединение двигателя:

При правильном подключении, через Pololu A4988 можно управлять четырёх-, шести- и восьми- проводными шаговыми двигателями

Внимание: Соединение или разъединение шагового двигателя при включённом драйвере может привести к поломке двигателя.

Размер шага (и микрошага):

У шаговых двигателей обычно установлена конкретная величина (например 1,8° или 200 шагов на оборот), при которой достигается полный оборот в 360°. Микрошаговый драйвер, такой как A4988 позволяет увеличить разрешение за счёт возможности управления промежуточными шагами. Это достигается путём возбуждения обмоток средней величины тока. Например, управление мотором в режиме четверти шага даст двигателю с величиной 200-шагов-за-оборот уже 800 микрошагов при использовании разных уровней тока.

Разрешение (размер шага) задаётся комбинациями переключателей на входах (MS1, MS2, и MS3). С их помощью можно выбрать пять различных шагов, в соответствии с таблицей ниже. На входы MS1 и MS3 переключателя установлены 100 кОм подтягивающие на землю резисторы, а на MS2 - 50 кОм, и если оставить их не подключёнными, двигатель будет работать в полношаговом режиме. Для правильной работы в режиме микрошага необходим слабый ток (см. ниже), который обеспечивается ограничителями по току. В противном случае, промежуточные уровни будут некорректно восприниматься, и двигатель будет пропускать микрошаги.

MS1

MS2

MS3

Разрешение микрошага

Низкий

Низкий

Низкий

Полный шаг

Высокий

Низкий

Низкий

1/2 шага

Низкий

Высокий

Низкий

1/4 шага

Высокий

Высокий

Низкий

1/8 шага

Высокий

Высокий

Высокий

1/16 шага

Входы управления:

Каждый импульс на входе STEP соответствует одному микрошагу двигателя, направление вращения которого зависит от сигнала на выводе DIR. Обратите внимание, что выводы STEP и DIR не подтянуты к какому-либо конкретному внутреннему напряжению, поэтому вы не должны оставлять эти выводы плавающими при создании приложений. Если вы просто хотите вращать двигатель в одном направлении, вы можете соединить DIR непосредственно с VCC или GND. Чип имеет три различных входа для управления состоянием питания: RST, SLP и EN. Дополнительные сведения об этих состояниях см. в техническом описании. Обратите внимание, что вывод RST плавает; если вы его не используете, вы можете подключить его к соседнему контакту SLP на печатной плате, чтобы подать на него высокий уровень и включить плату.

CashBack 1   ePN Cashback - сервис, который возвращает часть денег с покупок, сделанных в интернет магазинах, представленных в ePN Cashback

Ограничение тока:

Для достижения высокой скорости шага, питания двигателя, как правило, гораздо выше, чем это было бы допустимо без активного ограничения тока. Например, типичный шаговый двигатель может иметь максимальный ток 1 А с 5 Ом; сопротивлением обмотки, отсюда максимально допустимое питание двигателя равно 5 В (U=I*R). Использование же такого двигателя с питанием 12 В позволит повысить скорость шага. Однако чтобы предотвратить повреждение двигателя, необходимо ограничить ток до уровня ниже 1 А.

Pololu A4988 поддерживает активное ограничение тока, которое можно установить подстроечным потенциометром на плате. Один из способов установить предельный ток - подключить драйвер в полношаговый режим и измерять ток, протекающий через одну обмотку двигателя без синхронизации по входу STEP. Измеренный ток будет равен 0,7 части предельного тока (так как обе обмотки всегда ограничиваются примерно на 70% от текущей настройки предельного тока в полношаговом режиме). Учтите, что при изменении логического напряжения Vdd, на другое значение, изменит предельный ток, поскольку напряжение на выводе "ref" является функцией Vdd.

Еще один способ установить предельный ток – измерить напряжение на выводе "ref" и вычислить полученное ограничение тока (резисторы SENSE равны 0,05 Ом). Напряжение вывода доступно через металлизированное сквозное отверстие (в кружке на шёлкографии печатной платы). Ограничение тока относится к опорному напряжению следующим образом:

Current Limit = VREF × 2,5

Например: опорное напряжение равно 0,3 В, предельный ток 0,75 А. Как упоминалось выше, в режиме полного шага, ток через катушки ограничен 70% от текущего предела, поэтому, чтобы получить полный шаг тока катушки в 1 А, текущий предел должен быть 1 A / 0,7 = 1,4 А, что соответствует VREF 1,4 A / 2,5 = 0,56 В. Смотрите спецификацию A4988 для получения дополнительных сведений.

Примечание: Ток обмотки может сильно отличаться от тока источника питания, поэтому не следует измерять ток на источнике питания, чтобы установить ограничение тока. Подходящим местом для измерения тока является одна из обмоток вашего шагового двигателя.

Рекомендации по рассеиванию мощности:

Максимально допустимый ток подаваемый на обмотку, у микросхемы A4988 равен 2 A. Фактический ток, который можно подать на плату, зависит от качества охлаждения микросхемы. Плата разработана с учётом отвода тепла от микросхемы, но при токе выше 1 A на обмотку необходим теплоотвод или другое дополнительное охлаждение.

Эта плата может нагреться так, что можно получить ожог, задолго до того как перегреется сама микросхема. Будьте осторожны при обращении с платой и со всеми подключёнными к ней устройствами.

Обратите внимание, что ток, измеренный на источнике питания, как правило, не соответствует величине тока на обмотке. Так как напряжение, подаваемое на драйвер, может быть значительно выше напряжения на обмотке, то, соответственно, измеряемый ток на источнике питания может быть немного ниже, чем ток на обмотке (драйвер и обмотка в основном работают в качестве переключаемого источника с пошаговым понижением питания). Кроме того, если напряжение питания намного выше необходимого двигателю уровня для достижения требуемого тока, то скважность будет очень низкой, что также приводит к существенным различиям между средним и RMS током (среднеквадратичное значение переменного тока).

www.progdron.com

Драйвер шагового двигателя A4988 - ProGDron.com

 

 

Характеристики:

модель: A4988;напряжения питания: от 8 до 35 В;возможность установки шага: от 1 до 1/16 от максимального шага;напряжение логики: 3-5.5 В;защита от перегрева;максимальный ток на фазу: 1 А без радиатора, 2 А с радиатором;расстояние между рядами ножек: 12 мм;размер платы: 20 х 15 мм;габариты драйвера: 20 х 15 х 10 мм;габариты радиатора: 9 х 5 х 9 мм;вес с радиатором: 3 г;вес без радиатора: 2 г.

 Описание и Схемы подключения здесь.

Плата создана на базе микросхемы A4988 компании Allegro - драйвера биполярного шагового двигателя. Особенностями A4988 являются регулируемый ток, защита от перегрузки и перегрева, драйвер также имеет пять вариантов микрошага (вплоть до 1/16-шага). Он работает от напряжения 8 - 35 В и может обеспечить ток до 1 А на фазу без радиатора и дополнительного охлаждения (дополнительное охлаждение необходимо при подаче тока в 2 A на каждую обмотку).

Описание:

Драйвер создан на базе микросхемы управления шаговым двигателем компании Allegro A4988, изготовленной по ДМОП-технологии с регулятором и защитой по току, поэтому мы настоятельно рекомендуем, перед использованием этого продукта,   ознакомиться со спецификацией A4988 (1MB pdf). Этот драйвер позволит управлять биполярным шаговым двигателем с выходным током до 2 А на обмотку (для получения дополнительной информации смотрите раздел о рассеивании мощности). Ниже приведены ключевые особенности драйвера:

  • Простой интерфейс управления шагом и направлением вращения электродвигателя
  • Пять различных разрешений перемещения: полный шаг, 1/2-шага, 1/4-шага, 1/8-шага, 1/16-шага
  • Регулируемый контроль тока с помощью потенциометра, позволит установить максимальный выходной ток. Это даст вам возможность использовать напряжение выше допустимого диапазона для достижения более высокой угловой скорости шага двигателя
  • Интеллектуальное управление автоматически выбирает режим регулировки затухания тока (медленный и быстрый режимы)
  • Защитное отключение при перегреве и перегрузке по току, а также блокировка питания при пониженном напряжении
  • Защита от короткого замыкания на землю, защита от замыкания в нагрузке

Обратите внимание, что Pololu производит несколько драйверов шаговых двигателей, которые могут быть использованы в качестве альтернативы этого модуля. У драйвера шагового двигателя Pololu A4988 Black Edition производительность на 20% выше, и за исключением тепловых характеристик, Black Edition, и данная (зеленая) плата являются взаимозаменяемыми. Есть также большая версия драйвера Pololu на A4988, которая имеет защиту от обратной мощности на главном входе питания, а также встроенной 5 В и 3,3 В стабилизаторы напряжения, которые устраняют необходимость в покупке отдельного питания для логики и двигателей. Платы Pololu на DRV8825 предлагают на около 50% более высокую производительность в более широком диапазоне напряжений и с несколькими дополнительными функциями, в то время как платы на DRV8834 работают с двигателями с напряжением питания от 2,5 В; любую из этих плат можно использовать в качестве альтернативы этого драйвера во многих приложениях.

Использование:

Соединение с источником питания:

Для работы с драйвером необходимо питание логического уровня (3 - 5,5 В), подаваемое на выводы VDD и GND, а также питание двигателя (8 - 35 В) на выводы VMOT и GND. Чтобы обеспечить необходимый потребляемый ток (при пиковых до 4 А), необходимо поставить конденсаторы для гальванической развязки как можно ближе к плате.

Внимание: В плате используются керамические конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением, что делает её уязвимой для индуктивно-ёмкостных скачков напряжения, особенно если питающие провода длиннее нескольких сантиметров. В некоторых случаях, эти скачки могут превысить максимально допустимое значение (35 В для A4988) и повредить плату. Одним из способов защиты платы от подобных скачков является установка большого (не меньше 47 мкФ) электролитического конденсатора между выводом питания (VMOT) и землёй близко к плате.

Соединение двигателя:

При правильном подключении, через Pololu A4988 можно управлять четырёх-, шести- и восьми- проводными шаговыми двигателями

Внимание: Соединение или разъединение шагового двигателя при включённом драйвере может привести к поломке двигателя.

Размер шага (и микрошага):

У шаговых двигателей обычно установлена конкретная величина (например 1,8° или 200 шагов на оборот), при которой достигается полный оборот в 360°. Микрошаговый драйвер, такой как A4988 позволяет увеличить разрешение за счёт возможности управления промежуточными шагами. Это достигается путём возбуждения обмоток средней величины тока. Например, управление мотором в режиме четверти шага даст двигателю с величиной 200-шагов-за-оборот уже 800 микрошагов при использовании разных уровней тока.

Разрешение (размер шага) задаётся комбинациями переключателей на входах (MS1, MS2, и MS3). С их помощью можно выбрать пять различных шагов, в соответствии с таблицей ниже. На входы MS1 и MS3 переключателя установлены 100 кОм подтягивающие на землю резисторы, а на MS2 - 50 кОм, и если оставить их не подключёнными, двигатель будет работать в полношаговом режиме. Для правильной работы в режиме микрошага необходим слабый ток (см. ниже), который обеспечивается ограничителями по току. В противном случае, промежуточные уровни будут некорректно восприниматься, и двигатель будет пропускать микрошаги.

MS1

MS2

MS3

Разрешение микрошага

Низкий

Низкий

Низкий

Полный шаг

Высокий

Низкий

Низкий

1/2 шага

Низкий

Высокий

Низкий

1/4 шага

Высокий

Высокий

Низкий

1/8 шага

Высокий

Высокий

Высокий

1/16 шага

Входы управления:

Каждый импульс на входе STEP соответствует одному микрошагу двигателя, направление вращения которого зависит от сигнала на выводе DIR. Обратите внимание, что выводы STEP и DIR не подтянуты к какому-либо конкретному внутреннему напряжению, поэтому вы не должны оставлять эти выводы плавающими при создании приложений. Если вы просто хотите вращать двигатель в одном направлении, вы можете соединить DIR непосредственно с VCC или GND. Чип имеет три различных входа для управления состоянием питания: RST, SLP и EN. Дополнительные сведения об этих состояниях см. в техническом описании. Обратите внимание, что вывод RST плавает; если вы его не используете, вы можете подключить его к соседнему контакту SLP на печатной плате, чтобы подать на него высокий уровень и включить плату.

CashBack 1   ePN Cashback - сервис, который возвращает часть денег с покупок, сделанных в интернет магазинах, представленных в ePN Cashback

Ограничение тока:

Для достижения высокой скорости шага, питания двигателя, как правило, гораздо выше, чем это было бы допустимо без активного ограничения тока. Например, типичный шаговый двигатель может иметь максимальный ток 1 А с 5 Ом; сопротивлением обмотки, отсюда максимально допустимое питание двигателя равно 5 В (U=I*R). Использование же такого двигателя с питанием 12 В позволит повысить скорость шага. Однако чтобы предотвратить повреждение двигателя, необходимо ограничить ток до уровня ниже 1 А.

Pololu A4988 поддерживает активное ограничение тока, которое можно установить подстроечным потенциометром на плате. Один из способов установить предельный ток - подключить драйвер в полношаговый режим и измерять ток, протекающий через одну обмотку двигателя без синхронизации по входу STEP. Измеренный ток будет равен 0,7 части предельного тока (так как обе обмотки всегда ограничиваются примерно на 70% от текущей настройки предельного тока в полношаговом режиме). Учтите, что при изменении логического напряжения Vdd, на другое значение, изменит предельный ток, поскольку напряжение на выводе "ref" является функцией Vdd.

Еще один способ установить предельный ток – измерить напряжение на выводе "ref" и вычислить полученное ограничение тока (резисторы SENSE равны 0,05 Ом). Напряжение вывода доступно через металлизированное сквозное отверстие (в кружке на шёлкографии печатной платы). Ограничение тока относится к опорному напряжению следующим образом:

Current Limit = VREF × 2,5

Например: опорное напряжение равно 0,3 В, предельный ток 0,75 А. Как упоминалось выше, в режиме полного шага, ток через катушки ограничен 70% от текущего предела, поэтому, чтобы получить полный шаг тока катушки в 1 А, текущий предел должен быть 1 A / 0,7 = 1,4 А, что соответствует VREF 1,4 A / 2,5 = 0,56 В. Смотрите спецификацию A4988 для получения дополнительных сведений.

Примечание: Ток обмотки может сильно отличаться от тока источника питания, поэтому не следует измерять ток на источнике питания, чтобы установить ограничение тока. Подходящим местом для измерения тока является одна из обмоток вашего шагового двигателя.

Рекомендации по рассеиванию мощности:

Максимально допустимый ток подаваемый на обмотку, у микросхемы A4988 равен 2 A. Фактический ток, который можно подать на плату, зависит от качества охлаждения микросхемы. Плата разработана с учётом отвода тепла от микросхемы, но при токе выше 1 A на обмотку необходим теплоотвод или другое дополнительное охлаждение.

Эта плата может нагреться так, что можно получить ожог, задолго до того как перегреется сама микросхема. Будьте осторожны при обращении с платой и со всеми подключёнными к ней устройствами.

Обратите внимание, что ток, измеренный на источнике питания, как правило, не соответствует величине тока на обмотке. Так как напряжение, подаваемое на драйвер, может быть значительно выше напряжения на обмотке, то, соответственно, измеряемый ток на источнике питания может быть немного ниже, чем ток на обмотке (драйвер и обмотка в основном работают в качестве переключаемого источника с пошаговым понижением питания). Кроме того, если напряжение питания намного выше необходимого двигателю уровня для достижения требуемого тока, то скважность будет очень низкой, что также приводит к существенным различиям между средним и RMS током (среднеквадратичное значение переменного тока).

www.progdron.com

Настройка драйвера A4988. Первый запуск шаговых двигателей

.Настройка драйвера A4988. Первый запуск шаговых двигателей

Продолжаю сборку станка ЧПУ. Шаговые двигателя я уже подобрал. Для проверки электроники, собрал тестовое подключение на столе.

Сперва я подключил к CNC shield v3 шаговые двигателя:

  1. 17HS4401 - ток 1,7A
  2. EM-181 - ток 1,2A
  3. EM-142- значение максимального тока не нашел.

Двигателя выбраны сейчас нам нужно настроить рабочий ток драйверов A4988 для каждого шагового двигателя. Это можно сделать двумя способами:

1. Подключить двигатель в полношаговом режиме и замерить ток на одной обмотки. Он должен быть 70% от номинального тока двигателя. Т.е. для 17HS4401 1,7*0,7= 1,19 А

2. Рассчитать значение Vref — напряжение на переменном резисторе расположенном на драйвере А4988.

A4988 изменяется от номинала токочувствительных резисторов

Формула Vref для A4988 изменяется от номинала токочувствительных резисторов. Это два черных прямоугольника на плате драйвера. Обычно подписаны R050 или R100.

Vref = Imax * 8 * (RS)

Imax — ток двигателя;

RS — сопротивление резистора. В моем случае RS = 0,100. Для 17HS4401 Vref = 1,7 * 8 * 0,100 = 1,36 В.

В связи с тем что рабочий ток двигателя равен 70% от тока удержания. Полученное значение нам нужно умножить на 0,7. В противном случае двигателя в режиме удержания будут сильно греться.

Для 17HS4401 Vref ист. = 1,36*0,7 = 0,952 В.

Аналогично рассчитываю значения для EM-181

Vref = 1,2 * 8 * 0,100 = 0,96 В

Vrefист. = 0,96*0,7 = 0 ,672 В.

Так как я не смог найти datasheets для ЕМ-142. Для расчетов предложил, что ток на обмотку данного двигателя составляет 0,6 А. Если двигатель будит издавать гул сильнее обычного значит ток превышает максимальное значение. Его нужно понижать. Так как я взял ток обмотки. При расчете Vref ист. Не нужно умножать на 0,7, как я говорил выше ток одной обмотки составляет 70% от номинального. Расчет будет вот таким:

Vrefист. = 0,6 * 8 * 0,100 = 0,48 В.

По моим ощущениям я угадал с током двигателя ЕМ-142. Останется рассчитать сколько шагов он делает для совершения одного оборота. Об этом расскажу в следующей статье.

В видео подключил кнопки «Пауза», «Продолжить», «Аварийная остановка» . Подключил на пины шпинделя светодиод. И протестировал работу. Так же установил один конечный выключатель. Все работает. Если у вас возникли вопросу что куда подключается к CNC shield v3, читайте статью: Плата расширения для Arduino UNO, CNC shield v3 и драйверов A4988

Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Спасибо за внимание!

Вернуться в раздел: Проекты на Arduino Дата публикации 29 июня , 2017

portal-pk.ru

Правильная настройка тока для шаговых двигателей

Добавлено в закладки: 9

Я сам очень долго не уделял этому вопросу должного внимания. Во первых не хотел разбираться. Во вторых считал, что настройка в рабочих условиях (во время тестовой печати на завышенных режимах) самая правильная. Это конечно верно, но настал момент, когда в моей коллекции появился третий вид драйверов TMC2100 и чтобы их адекватно сравнить с драйверами A4988 нужно их одинаково и правильно настроить по току используемого шагового двигателя.

 

Что нам даёт правильная настройка тока для шаговых двигателей?

  1. Снижение шума от работы принтера при завышенном токе
  2. Избавление от сдвига слоёв (пропуска шагов) при низком токе
  3. Снижение нагрева шагового двигателя или его драйвера

 

Какие обычно используют шаговые двигатели?

17HS4401

 

17HS4401 ток 1,7A – обычные

17HS8401 ток 1,8А – более мощные

17HS4402 ток 1,3A – по некоторым сведениям менее шумные, чем 17HS4401

 

Драйверы шаговых двигателей

A4988 на ток до 2А – очень широко распространён и недорогой

A4988_2

DRV8825 на ток до 2,2А – интересен большей мощностью и микрошагом 1/32

DRV8825_2

TMC2100 на ток RMS 1,2А  (с пиками до 2,5А) – интересен самостоятельным дроблением микрошага 1/16 до 1/255, что в итоге снижает шум работы шагового двигателя не загружая при этом дополнительными расчётами Ардуину.

Видимо для этого драйвера больше подходят двигатели с низким током, например 17HS4402. С этим двигателем драйвер будет меньше нагреваться, а значит его достаточно обдувать низкооборотистым бесшумным вентилятором.

TMC2100

 

Настройка тока на драйверах ШД

2016-01-11_220519

Минусовой щуп мультиметра подсоединяем к контакту GND (минус, он общий), плюсовым прикасаемся к корпусу подстроечного резистора на драйвере. Крутим подстроечный резистор отвёрткой и замеряем расчётное напряжение Vref. Таким образом мы выставляем правильный ток для драйвера шагового двигателя. Для каждого вида драйвера своя формула расчета Vref.

 

Vref – пин замера напряжения для установки тока по формуле.

Current Limit – ток шагового двигателя.

 

A4988

Формула Vref для A4988 изменяется от номинала токочувствительных резисторов. Это два чёрных прямоугольника на плате драйвера. Обычно подписаны R050 или R100.

Vref = Current Limit * 8 * (RS)

RS = 0,100Vref = Current Limit * 8 * 0,100 = Current Limit / 1,25

RS = 0,050Vref = Current Limit * 8 * 0,050 = Current Limit / 2,5

Например для 17HS4401: Vref = 1,7 / 2,5 = 0,68В

 

DRV8825

Current Limit = Vref * 2

Vref = Current Limit / 2

Например для 17HS4401: Vref = 1,7 / 2 = 0,85В

 

TMC2100

Irms = (Vref * 1,77A) / 2,5V

Vref = (Irms * 2,5V) / 1,77A

Current Limit = 1.41 * Irms

Например для 17HS4401: Vref = (Current Limit * 0,707 * 2,5В) / 1,77А = (1,7 * 0,707 * 2,5) / 1,77 = 1,697В

При таком Vref шаговый двигатель возможно будет нагреваться, поэтому Vref придётся подстроить во время работы.

 

2016-01-11_211849

 

В некоторых случаях для снижения нагрева драйвера приходится снижать Vref, а значит для защиты от пропуска шагов нужно уменьшать ускорения в прошивке. Соответственно при снижении ускорений общая скорость печать 3D принтера снижается. Разумный минимум для ускорений 500 мм/с^2. Отсюда вывод: уровень шума можно снизить почти на любом 3D принтере, снижая ускорения и Vref, но при этом Vref придётся подбирать опытным путём.

 

Сравнение громкости работы двигателя на разных Vref

  • Шаговый двигатель Wantai 42BYGHW609 ток 1,7А
  • Драйвер A4988
  • 3D принтер Mendel90

 

Тестовый G-код примерно такой (правил в процессе и после)

G21G90M107G28 X0M117 Run Test…G1 F12000 X100G1 F6000 X5G1 F12000 X100G1 F6000 X200G1 F3000 X100G1 F1500 X5G1 F3000 X100G1 F1500 X200M117 Test Done!G91G28 X0M84G90

 

Используем аудиоредактор Audacity. Примитивный микрофон подключен к встроенной аудиокарте ПК. Микрофон прижат к корпусу ШД и сверху обмотан поролоном. Надеюсь этого хватит для регистрации уровня шума.

Vref устанавливаю на 0,58В, запускаю программу из Pronterface и записываю звук с микрофона. Затем повторяю запись на Vref  = 0,78В. Картинки уровней громкости складываю в Фотошопе для наглядности сравнения. Вот что получилось:

Красным Vref = 0,58В

Синим Vref = 0,78В

A4988_0,58+0,78

 

На некоторых скоростях разность в громкости вполне существенная. Такие напряжения взяты для наглядности, хотя и не сильно отличаются. На не настроенном драйвере может стоять любое напряжение Vref!

 

Пожалуйста не путайте ток с напряжением Vref, когда пишете об этом

 

Подробнее про эти драйверы можно почитать на сайтах производителей:

https://www.pololu.com/category/120/stepper-motor-drivers

https://github.com/watterott/SilentStepStick/blob/master/docu/FAQ.md

 

Для более глубокого понимания формул смотрите отдельную тему на форуме по этому вопросу.

Ссылка на обсуждение на форуме методов борьбы с шумом 3D принтера.

Метки: A4988, DRV8825, TMC2100, драйверы&nbsp&nbsp 2016-01-12&nbsp&nbsp &nbsp&nbsp Раздел: Настройка, Электроника&nbsp&nbsp Автор: AKDZG Просмотров: 142 133&nbsp&nbsp 45 комментариев

3deshnik.ru

Управление шаговым биполярным двигателем A4988ET [Рабочий код ino] - Автоматизация и проектирование

Управление шаговым биполярным двигателем A88ET

Многие схемотехники начинают городить большие платы с кучей транзисторов и интегральных схем для управления шаговыми биполярными (4 провода) двигателями. Очень часто это сложно, долго, громоздко, проблематично, дорого. Для решения данных проблемы существует плата драйвера биполярных двигателей основанная на микросхеме A4988ET. В оригинале эта плата предназначена для 3D принтеров. Далее о самой плате, распиновка и проверенный код для Arduino. Сразу заглянем внутрь самой микросхемы A4988ET, что бы понять в чем её преимущество. На рисунке ниже.

Управление шаговым биполярным двигателем A88ET

Биполярный двигатель имеет 4 проводаВ отличии от драйвера шагового биполярного двигателя на ULN2803APG данная схема имеет ряд преимуществ.Самое главное это то что развязка организованна на Mosfet транзисторах с затвором, с обратной защитой. Остальные преимущества узнаем после разбора просмотра распиновки платы A4988ET и характеристик.

Я долго мучался когда "городил" драйвер на микросхеме ULN2803 с резисторами (для создания разно полярного напряжения на обмотках, по ссылке выше). Резисторы часто перегревались, а парочка и вовсе взорвалась.

Поэтому данная микросхема - счастье и находка. В оригинале плата A4988ET предназначена для управления двигателями от 3D принтера и прекрасно сочетается с платой RAMPS.

RAMPS

Как видно на рисунке на плате A4988ET находятся радиаторы. При условии что рабочая температура всего лишь 60 градусов, основная микросхема имеет защиту от перегрева.

О характеристиках: Напряжения питания для двигателей: от 8 до 35 ВВозможно установить шаг двигателя: от 1 до 1/16 от целого шага (микрошаги)Сама микросхема имеет питание: 3-5.5ВМаксимальный ток: 1А без радиатора, 2А с радиаторомРазмер платы: 20 х 15 мм - как копейка

Ниже на рисунке изображена схема подключения платы.

A88ET

ENABLE - Включение или выключение микросхемыRESET - Сброс работы логикиSTEP - Генерация ШИМ - скорости биполярного двигателя. Каждый импульс это шагDIR - Установка высокого или низкого уровня на входе регулирует направление вращения.VMOT -Питание для двигателя от 8 до 35 вольтGND - Минус питания для двигателя2B, 2A, 1A, 1B - Обмотки двигателя. Для определения обмоток двигателя замерьте сопротивление. Между разными обмотками бесконечное сопротивление, иначе вы увидите сопротивление 4-8 Ом значит что вы определили или 1ю или 2ю обмотку двигателя.VDD - Питание 5В для микросхемыGNG - Минус питания для микросхемыMS1, MS2, MS3 - Устанавливая на данных входах уровни 000, 100, 010, 110, 111 достигается режим полношагового, половинного шага, четверти шага, одна восьмая шага, и даже 1\16 от целого шага.Таким образом плата имеет широкие возможности.

A88ET

Так выглядят на скорую руку подпаянные провода. Так же важно установить поддерживающий конденсатор в 1000 мкф (не 100, а 1000мкф 16Вольт !)

Основными моментами является:Не дай вам Боже случайно выдернуть подключенный двигатель от микросхемы при поданном питании - сгорит. В мануале к микросхеме написано что есть защита от кз. Но защиты от резкой смены нагрузки нет.

Код программы ниже опробован на Arduino Mega с довольно большим биполярным двигателем.

  1. /*

  2. * 1injener.ru

  3. * Управление шаговым биполярным двигателем A4988ET [Рабочий код ino]

  4. *

  5. */

  6. int dirPin = 2; //Название переменной указывает DIR

  7. int stepperPin = 3; //STERR Pin

  8. void setup() {

  9. pinMode(dirPin, OUTPUT);

  10. digitalWrite(4,LOW); // Установка высокого уровня на Enable

  11. pinMode(stepperPin, OUTPUT);

  12. }

  13. //Функция ШАГ. Принимает направление движения и количество шагов.

  14. void step(boolean dir,int steps){

  15. digitalWrite(dirPin,dir);

  16. delay(50);

  17. for(int i=0;isteps;i++){

  18. digitalWrite(stepperPin, HIGH);

  19. delayMicroseconds(800);

  20. digitalWrite(stepperPin, LOW);

  21. delayMicroseconds(800);

  22. }

  23. }

  24. void loop(){

  25. step(true,1000); //Движемся в одну сторону 1000 шагов

  26. delay(3000);

  27. step(false,3000); //Движемся в обратную сторону 3000 шагов

  28. delay(3000); //Пауза

  29. }

  30. //http://www.geeetech.com/wiki/index.php/A4988_Stepper_Motor_Driver_Carrier_Board

Скачать скетч для Arduino: 1injener_ok_A4988.ino Официальные документы на A4988: Скачать a4988.pdf

Всё просто!

Другие статьи по разделу:

anchore ЖКИ дисплей WH0802 подключение к Ардуино [Много проводов]

anchore Управление шаговым биполярным двигателем A4988ET [Рабочий код ino]

1injener.ru


Смотрите также