Корзина (0)
Ваша корзина пуста!
Выбор и настройка драйвера шагового двигателя

Выбор и настройка драйвера шагового двигателя

750
0
24 Февраля, 2020

Данный цикл статей относится к настройке шаговых двигателей - с данной задаче сталкивается любой ЧПУ-шник. Для базы мы будем брать настройку драйверов для 3D-принтера, но по факту правила подойдут к любому станку. Итак, поехали.

ОГЛАВЛЕНИЕ

  • Часть 1 - Вводная статья, выбор драйвера шагового двигателя
  • Часть 2 - Подключения драйверов к различным платам:
  • Часть 3 - Настройка VRef (в процессе написания)
  • Часть 4 - UART (в процессе написания)
  • Часть 5 - обзор самых популярных драйверов (в процессе написания)

1. ВЫБОР ДРАЙВЕРА ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

На что необходимо обратить внимание при выборе шагового двигателя:

  1. Режим его работы. Например, для осей X и Y степень вовлеченности шаговика будет максимальной (т.к. это основные координаты перемещений), а для оси Z - минимальной (в 3D принтерах единица движения по этой оси происходит только при смене слоя)
  2. Место использования. Тут всё просто - каковы ваши требования в части тишины. Если вы находитесь в производственном помещении, то требования к шуму будут небольшие. Если дома в отдельной комнате, то средние. Если в спальной - максимальные.
  3. Используемые двигатели. Данный пункт предполагает прямую зависимость по потреблению тока в ШД. Для мощных двигателей не подойдут слабые драйвера. И, конечно, слабым движкам нет никакой необходимости ставить "взрослые" драйвера.
  4. Точность позиционирования (или микрошаг). С одной стороны этот параметр показывает сколько необходимо сделать микрошагов на один полный шаг (1.8 градусов поворота вала или, иногда, 0.9) и по сути определяет точность. Кроме того, это понижает шум, снижает резонансы и увеличивает плавность движения. Но тут палка о двух концах - чем больше микрошагов, тем слабее момент удержания. Чтобы представить себе этот процесс, попробуйте зажать пальцами движок с режимом 1/16 и 1/256. В первом случае это сделать невозможно. Во втором достаточно легко (момент приблизительно = 1% от номинала). Кроме того, повышение микрошагов дает существенное повышение температуры, а значит мы постепенно приходим к необходимости усиления охлаждения драйверов. Ещё один интересный момент - увеличение количества микрошагов иногда является бессмысленным занятием. Для вала М6 при дроблении 1/16 мы получаем теоретическую точность позиционирования 300нм, что и так является некоторым маразмом для FDM принтеров. Т.е. на точность при выборе микрошага смотреть смысла нет.  

Итак, наши варианты:

Ось Z: это самая редко используемая ось в части количества перемещений. А значит шума от неё в любом случае будет мало. Для этой оси всегда подойдет самый простой A4988. Более того, этот драйвер имеет достаточно большой запас по току - стабильные 2А, а значит подойдет не только для стандартного движка 17HS4401 (1.7А), но и для более мощного 17HS8401. Не переплачивайте за драйвера на эту ось! В крайнем случае возьмите DRV8825 в режиме 1/32.

Ось X и Y: Если вам не принципиальны шумы, то берите A4988 (1/16) или DRV8825 в режиме 1/32. Для остальных случаев наша рекомендация TMC2208 или TCM2209 (1/32). Оба движка с запасом по току, но  отличаются удивительной тишиной. 

Экструдер: самая сложная часть. С одной стороны двигатель по экструдеру используется очень часто, а с другой стороны в основном эти движения крайне плавные. Исключение - ретракты. Если у вас боуден, то ретракты происходят не только часто, но и на большие расстояния (4-7мм). Если директ - на меньшие расстояния. Наш выбор - либо A4988, либо TMC2208/TMC2209 в зависимости от доступного вам бюджета.

2. ПОДКЛЮЧЕНИЕ И НАСТРОЙКА

В вводной статье мы просто опишем основные этапы того, что необходимо сделать. В рамках одной статьи физически не собрать всю информацию. В дальнейшем мы будем описывать правила установки для каждой платы (или серии плат) отдельно.

ВАЖНО: соблюдайте правила подключения, т.к. в противном случае вы спалите управляющую плату!

Перед подключением для начала правильно установите джамперы для установки микрошага. Обратите внимание, что для каждого вида драйвера свой порядок установки джамперов. Например, для драйвера DRV8825 и платы BIGTREETECH SKR 1.3 необходимо использовать следующую таблицу:

Следующим пунктом после установки джамперов является собственно установка самих драйверов. Правило очень простое - необходимо совместить пины драйвера с пинами платы. Как узнать какие пины где находятся? Элементарно - наберите в гугле "НАЗВАНИЕ_ПЛАТЫ PINOUT", выпишите на листке распиновку (достаточно будет выписать пины DIR и EN). Потом наберите "НАЗВАНИЕ_ДРАЙВЕРА PINOUT" и совместите на плате эти пины. Кроме того, можно ориентироваться по направлению подстроечного резистора (расположен на драйвере, похож на головку винта), с помощью которого мы дальше будем регулировать VRef.

ВАЖНО: Не забудьте поставить на драйвер радиатор, т.к. драйвер - один из самых горячих модулей, а перегрев чреват пропусками шагов.

После установки драйвера необходимо правильно отрегулировать VRef. Это число зависит как от самого драйвера, так и от используемого мотора. Опять же - это отдельная статья. Мы также  сделаем таблицу для различных драйверов и моторов. Ну, и последнее, что осталось сделать - при необходимости прописать выбранный драйвер в прошивке.

На сегодня всё, следите за обновлениями нашего блога. 

С Уважением, Мастерская робототехники Human & Gears

750
0
24 Февраля, 2020
Ваш комментарий будет первым
Защита от роботов