Насколько дорогими могут быть эти платы шаговых драйверов? Так, сейчас набор из пяти плат пятиступенчатых драйверов A4988 «Made in China» стоит около $6,80, а аналогичный набор из пяти плат пятиступенчатых драйверов DRV8825 «Made in China» можно приобрести примерно за $10. Некоторые DRV8825 можно приобрести за $150,62 за штуку.
A4988 vs DRV8825 Chinese Stepper Driver Boards/ru
Комбинация Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 (выпущенная в декабре 2014 года) широко используется для управления 3D-принтерами, как в виде оригинальных компонентов, так и, чаще всего, в виде дешевых клонов «Made in China». Дешевые платы драйверов каскадов типа «Pololu» также напрямую подключаются к плате RAMPS (обычно используются четыре или пять плат драйверов каскадов), которые поставляются из Китая с двумя различными микросхемами драйверов каскадов, а именно Allegro A4988 и Texas Instruments DRV8825.
Если плата пошагового драйвера DRV8825 «Made in China» является наиболее близким или идентичным клоном оригинальной платы пошагового драйвера Pololu DRV8825, то плата пошагового драйвера A4988 является наиболее близким или идентичным клоном платы пошагового драйвера StepStick. Плата шагового драйвера StepStick совместима с платой Pololu A4988 Stepper Motor Driver Carrier, но имеет отличия в разводке платы, которая находится в свободном доступе под лицензией GPLv2.
Насколько дорогими могут быть эти платы драйверов шаговых двигателей? Так, сейчас набор из пяти плат шаговых драйверов A4988 «Made in China» стоит около $6,80, а аналогичный набор из пяти плат шаговых драйверов DRV8825 «Made in China» можно приобрести примерно за $10. Некоторые DRV8825 можно найти по цене 400,62 за штуку.
В этой ситуации возникает несколько интересных вопросов: стоит ли использовать платы шагового драйвера DRV8825 вместо более популярных плат A4988 или нет? Что лучше для моего 3D-принтера? Что является более надежным/ненадежным? Можно ли комбинировать платы A4988 с платами DRV8825? Есть ли какие-либо предупреждения относительно использования этих досок, о которых я должен знать?
Эта страница — попытка предоставить исчерпывающую информацию, которая поможет мне принять рациональное решение и ответить на эти и подобные вопросы, если это возможно.
Contents
Я уверен, что Allegro A4988 является полностью протестированным и проверенным решением для управления шаговыми двигателями 3D-принтеров RepRap, и этот факт не следует упускать из виду. При соблюдении следующих трех условий, эти карты драйверов шаговых двигателей Allegro A4988 Made in China кажутся пуленепробиваемыми рабочими лошадками:
- The stepper driver boards should not be inserted backwards in their respective slots on the controller board (Doh!).
- The stepper cables should not be disconnected from the boards while powered on.
- Proper airflow (i.e. active cooling or in other words, a fan) should be provided.
Удивительно, но последнее требование часто не выполняется, поскольку во многих комплектах для 3D-принтеров не предусмотрен вентилятор для подачи холодного воздуха на плату контроллера и драйвера каскада, вместо этого они полагаются исключительно на конвекцию/излучение. Пользователи/производители могут сами добавить вентилятор позже. В противном случае вы будете страдать от последствий!
Не самое лучшее качество печатной платы и паяных соединений, которые я когда-либо видел в своей жизни, но … это работает!
Токочувствительный резистор (Rs)
В оригинальной плате драйвера кардиостимулятора StepStick используется токочувствительный резистор 0,2 Ом (Rs), а в оригинальной плате драйвера кардиостимулятора Pololu A4988 — токочувствительный резистор 0,05 Ом. Однако в платах драйверов кардиостимуляторов A4988 «Made in China» в зависимости от производителя могут использоваться различные токоизмерительные резисторы (обычно 0,05 Ω, 0,1 Ω или 0,2 Ω). Токочувствительный резистор состоит из двух маленьких черных компонентов рядом с основной микросхемой. Сравните фото выше и посмотрите детали ниже: Зеленая плата A4988 «Made in China» поставляется с токоизмерительным резистором 0,1 Ом (маркировка «R100»), красный клон StepStick «Made in China» поставляется с токоизмерительным резистором 0,2 Ом (маркировка «R200»), другие платы A4988 «Made in China» могут поставляться с токоизмерительным резистором 0,05 Ом (маркировка «R050»). Поэтому очень важно немедленно проверить плату драйвера кардиостимулятора и использовать точные значения резистора датчика тока при расчете Vref по формуле (см. ниже).
Ориентация A4988
ВАЖНО: Как упоминалось ранее, неправильное позиционирование приведет к разрушению шагового драйвера A4988 и возможному повреждению платы RAMPS сразу после подачи питания, поэтому убедитесь в правильной ориентации платы шагового драйвера, когда вставляете ее в гнездо на плате контроллера. При установке платы RAMPS 1.4 переходной резистор платы драйвера A4988 должен быть обращен в сторону, где расположены контакты ЖК-дисплея.
Плата шагового драйвера DRV8825
А вот и новый кандидат — плата драйвера кардиостимулятора на базе Texas Instruments DRV8825:
Ориентация DRV8825
ВАЖНО: Как видно на рисунках выше, плата драйвера кардиостимулятора DRV8825 имеет концевой резистор на противоположной стороне платы, чем плата A4988, поэтому убедитесь, что плата драйвера кардиостимулятора правильно выровнена, когда вставляете ее в разъем на плате контроллера. При монтаже платы RAMPS 1.4 переходной резистор платы драйвера DRV8825 должен быть обращен в сторону, где расположен USB-разъем Arduino или разъем питания RAMPS.
Подстроечное сопротивление
По умолчанию эти платы драйверов DRV8825 «Made in China» поставляются с настройкой Vref. ~1,6 В, что, если приведенная ниже формула верна, является слишком высоким и может даже разрушить шаговый двигатель. Перед использованием драйвера DRV8825 сначала поверните триммер по часовой стрелке, чтобы уменьшить Vref примерно до 0,5 В (ток 1 А), а затем отрегулируйте его.
Еще одним важным моментом является то, что копии китайского производства не идентичны оригинальной плате Pololu DRV8825. Открытый переход, соединяющий Vref на оригинальной плате, на самом деле подключен к B-контактному мосту питания (11) на плате DRV8825 «Made in China». Чтобы отрегулировать Vref, вам нужно измерить его на контактах 12 и/или 13 микросхемы или на среднем контакте потенциометра — через него подается только 12 В или около того. Штырьки 12 и 13 находятся рядом с via. Если посмотреть на дорожки на плате, то виа идет к выводу 11, затем следуют выводы 12 и 13, и последний вывод — 14.
Обзор драйвера шагового двигателя DRV8825
В предыдущей статье я рассказывал о биполярном драйвере шагового двигателя A4988, который часто используется в станкостроении с ЧПУ. В этой статье я описываю другой драйвер DRV8825, который полностью взаимозаменяем с драйвером A4988 и может работать с микрошагами до 1/32, напряжениями до 45 В и токами до 2,5 А.
Технические параметры
► Напряжение питания: от 8,2 В до 45 В ► Установка шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 ► Напряжение логики: 3,3 В ► Защита от перегрева: да ► Максимальный ток на фазу: 1,5 А без теплоотвода, 2,5 А с теплоотводом ► Размеры блока: 20 мм x 15 мм x 10 мм ► Размеры теплоотвода: 9 мм x 5 мм x 9 мм.
Основной микросхемой устройства является драйвер DRV8825 от TI (Texas Instruments Inc.), который способен управлять одним биполярным шаговым двигателем. Как упоминалось ранее, этот драйвер полностью взаимозаменяем с драйвером A4988. Микросхема DRV8825 может работать с выходным напряжением до 45 В и током до 1,5 А на катушку без теплоотвода и до 2,5 А с теплоотводом (дополнительное охлаждение). Модуль также имеет внутренний регулятор напряжения, который подает на логическую часть модуля напряжение 3,3 В от источника питания шагового двигателя. Драйвер предлагает шесть вариантов шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32
Назначение выводов драйвера DRV8825: Драйвер DRV8825 имеет 16 выводов, функции которых показаны ниже:
► EN — включение и выключение устройства (0 — включить, 5 В — выключить). ► M0, M1 и M2 — выбор режима микрошага (см. таблицу ниже) ► RST — сброс драйвера. ► SLP — клемма активации спящего режима; при подтягивании к низкому уровню драйвер переходит в спящий режим. ► STEP — управляющий выход, с каждым положительным импульсом двигатель делает один шаг (в зависимости от настройки микрошага), чем быстрее импульсы, тем быстрее вращается двигатель. ► DIR — управляющий выход, при подаче +5 В двигатель вращается по часовой стрелке, при подаче 0 В — против часовой стрелки. ► VMOT & GND MOT — Подайте на шаговый двигатель напряжение от 8,2 до 45 В (конденсатор 100 мкФ обязателен). Также нет ► B2, B1, A1 и A2 — подключение обмотки двигателя. ► FAULT — выход защиты; в состоянии «0» полевые транзисторы Н-моста отключены из-за защиты от перегрузки по току или перегрева. ► GND LOGIC — заземление микроконтроллера.
Драйвер DRV8825 может работать в микрошаговом режиме, что означает, что он может подавать промежуточные уровни на катушки. Например, если взять двигатель NEMA17 с шагом 1,8 или 200, то он обеспечит 800 шагов на оборот в режиме 1/4 для микрошага в драйвере DRV, который обеспечивает три выхода, M0, M1 и M2. Установив соответствующие логические уровни для этих выходов, вы можете выбрать режим микрошага.
Клеммы M0, M1 и M2 на микросхеме DRV8825 подтянуты к земле через резистор, поэтому если они не подключены, двигатель будет работать в режиме полного шага.
Подключение драйвера шагового двигателя DRV8825 к Arduino UNO
Необходимые запасные части. Шаговый двигатель 17HS4401 x 1 шт. ► DuPont 2,54 мм, 20 см x 1 шт.
Проводка: Теперь вы можете приступить к сборке схемы. Сначала подключите GND LOGIC к GND Arduino. Подключите контакты DIR и STEP к цифровым контактам 2 и 3 Arduino. Подключите шаговый двигатель к контактам B2, B1, A2 и A1.
Внимание: Если вы подключите или отключите шаговый двигатель при включенном устройстве, двигатель может быть поврежден.
Затем вывод RST должен быть подключен к соседнему выводу SLP при напряжении 5 В на Arduino, чтобы активировать драйвер. Кроме того, контакты выбора микротока должны оставаться отключенными, чтобы функция микротока работала в полном объеме. Теперь необходимо подключить источник питания двигателя к контактам MOT VMOT и GND. Не забудьте использовать электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ, иначе модуль может выйти из строя.
Программное обеспечение: Теперь вы можете начать работу с программным обеспечением и протестировать шаговый двигатель с драйвером DRV8825 и загрузить этот скетч в Arduino.
