Drv8825 драйвер шагового двигателя: Купить Драйвер шагового двигателя, DRV8825 Arduino/ESP/Raspberry Pi (Доставка РФ,СНГ)

Содержание

Драйвер шагового двигателя DRV8825 | Gistroy

Размер и вид данного приспособления такой же, как у популярного конкурента A4988. Основой модуля является микрочип, по его названию называют весь модуль. Для чего в принципе используют такие запчасти. Микроконтроллер подает команду двигателю сделать шаг, однако мотор такого не понимает. Надо преобразовать ее в ток, который будет подаваться на обмотку. Такое преобразование команды происходит в драйвере шагового двигателя.

Основной смысл в комплектации электромодуля и степпера – дробление на микрошаг. Разные микрочипы поддерживают разное дробление. Так, преимуществом DRV8825 является возможность раздробить его на 32. То есть заставить степпер совершать не полный оборот, а часть от него. Это повышает плавность движения. Однако при этом контроллеру для поддержания скорости приходится выдавать огромное количество команд в секунду. Если плата, например, 8-битная, то такой модуль хоть и будет совместим. Но корректно работать вряд ли. Вот уже с 32-битной дело пойдет лучше.

Такое устройство 8825 может выдерживать напряжение до 45 Вольт, но стоит заметить, что минимальное 8,2 В. Поэтому следует быть внимательным при выборе мотора, с 5 вольтовым надо быть осторожным. Еще преимущество – сила тока, которую он может выдавать. Если в А4988 всего два Ампера, то здесь можно разогнать до 2,5. Это максимальная сила, поэтому необходимо использовать дополнительное охлаждение. Даже маленького радиатора, который идет обычно в комплекте не хватает. Обязательно устанавливать дополнительный кулер! Также сам микрочип имеет большую площади и больше «ножек», что позволяет ему тщательнее распределять нагрев и от этого меньше нагреваться.

Распиновка драйвера DRV8825 разнесена на две стороны, как в любом другом электронном модуле. Обозначения не отличаются, в крайнем случае, можно посмотреть руководство.

Первая сторона включает в себя:
1. Step
2. Dir
3. Sleep
4. Reset
5. M2
6. M1
7. M0
8. Enable

Разберем основные входы. Управление происходит через две «ноги», которые присоединяем к разъемам один и два. Step – дает команду на движение, DIR (direction) – задает направление движения. Третий пин – спящий режим, четвертый – сброс. Три М – это для настройки микрошага. Все манипуляции производятся в соответствии с таблицей, которая идет в комплекте с устройством. Последний – это включение и выключение самого прибора.

Вторая часть:
1. GND
2. Fault
3. A2
4. A1
5. B1
6. B2
7. GND
8. VMOT

1 пин заземления относится к микроконтроллеру. Fault – включение защитных элементов. 3 — 6 входы/выходы – относятся к подключению обмоток, а 7 — 8 – к его питанию. То есть соединение простое: одна сторона – к степперу, вторая – к плате Arduino.

На плате также есть резистор, которым регулируются амперы, потенциометр. Это необходимо сделать, чтобы не нарушить работу мотора. Если в А4988 формула была пусть и не супер сложной, но все же была. Для драйвера DRV8825 нужно просто взять номинальный значение для движка и разделить его пополам.

Vref = Current Limit/2

С помощью отвертки и вольтметра легко отрегулировать потенциометр. Плюс – на сам резистор, минус на «землю» и крутим до нужных нам значений. Питать на 100% заявленным током не стоит, лучше работать он от этого не будет. Достаточно использовать 70% рабочего напряжения, настраивать потенциометр следует, учитывая такой факт.

Питание драйвера DRV8825 подается только на источник для степпера, отсюда он берет и для цифровой части. В микрочипе есть встроенные защиты: от превышения тока, перегрева и понижения напряжения. Однако, при соединении рекомендуется использовать конденсаторы емкостью около 100 микрофарад (16 Вольт).

Подключение происходит соединением разъемов при помощи джамперов. У биполярного степпера – две обмотки, соответственно, четыре провода: А1, А2 (А+ и А-) и В1, В2 (В+ и В-). Блок питания подключается через конденсатор и питает двигатель, логические пины питаются от Arduino. К плате подключаем выводы step и direction и обязательно запоминаем куда подключили, чтобы потом прописать их в скетче. Если не подключать выводы М0 — М2, то при программировании мотор будет двигаться в разных направлениях, но только на полный шаг. Подключив их к цифровым выходам на плате, можно регулировать микрошаг мотора.

Работать с ним можно через программное обеспечение Arduino IDE/ существует немало библиотек, но самая доступная для новичков – AccelStepperMaster. Как известно, все ПО для данных платформ находится в открытом доступе и не требует никаких оплат. Написание скетчей ничем не отличается от других датчиков.

Итак, преимущества использования драйвера DRV8825 перед практически аналогом А4988:

Увеличенный ток до 2. 5 А.
Деление на 32 микрошага.
Плавность хода.
Меньше перегрев.
Подавленный шум.
Выше скорость вращения.

Многие отмечают некоторые минусы в работе с устройством. В частности касательно основного преимущества 1/32 шага. При установке микрошагов происходят скачки и сбои. На большой скорости не видно, однако отражается этот сбой в работе прибора, управляемым степпером. В первую очередь, проблемы могут возникать при использовании некачественных приборов, не оригинальных. Многие поставщики не производят хорошую продукцию. Поэтому стоит читать отзывы.

Но такому поведению есть еще объяснение. В характеристиках можно заметить пункт Decay mode, он расположен на ножке самой микросхемы. Отвечает за спад тока, то есть за сброс магнитного напряжения с катушки. Бывает три режима: быстрый, медленный, смешанный. В оригинале эта девятнадцатая ножка свободная и режим по умолчанию смешанный. Если спаять эту ножку перемычкой с пятью вольтами (соседними), то режим перейдет в быстрый, точность увеличится.

Конечно, можно приобрести дорогой, фирменный с хорошими характеристиками, отзывами. Однако, собирая дома свой станок ЧПУ, лазерный гравер, 3D-принтер, стоимость является основополагающим фактором при выборе запчастей. Поэтому вариант драйвера DRV8825 неплох, даже если он китайский. А совершив небольшие улучшения можно добиться хороших результатов работы. Обязательно помните о дополнительном охлаждении электроники и то, что все манипуляции производятся только при выключенном механизме.

Выбор драйвера для шагового двигателя MT-1703HD200AW. Сравнение между DRV8825 и А4988

Авторы:

Аверченко Артем Павлович,

Молдагулова Анель Артуровна,

Нурмаганов Роман Сагадатович

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано
в

Молодой учёный

№50 (288) декабрь 2019 г.

Дата публикации: 14.12.2019
2019-12-14

Статья просмотрена:

845 раз

Скачать электронную версию

Скачать Часть 1 (pdf)

Библиографическое описание:

Аверченко, А. П. Выбор драйвера для шагового двигателя MT-1703HD200AW. Сравнение между DRV8825 и А4988 / А. П. Аверченко, А. А. Молдагулова, Р. С. Нурмаганов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 50 (288). — С. 4-6. — URL: https://moluch.ru/archive/288/65222/ (дата обращения: 17.10.2022).

Драйвер — это посредник между шаговым двигателем (ШД) и источником управляющих воздействий. С его помощью производится управление ЩД с возможностью точного позиционирования вала ШД. Основная задача драйвера в том, чтобы в зависимости от входного сигнала подавать соответствующее напряжение на обмотки шагового двигателя. [1]

Задача состоит в экспериментальном определении наиболее оптимального драйвера для ШД MT-1703HD200AW. Необходимо, определить граничные частоты, при которых происходит плавный, стабильный запуск и вращение ШД, а также частоты срыва, на которых двигатель перестает, вращаться стабильно. Граничные частоты являются рекомендованными для создания устройств на базе данных ШД и драйвера.

Управление ШД осуществляется через входы драйвера «ENABLE», «MS1», «MS2», «MS3», «STEP» и «DIR».

– ENABLE — отвечает за включение драйвера;

– «MS1», «MS2», «MS3» — отвечают за переключения микрошаговых режимов.

– DIR — отвечает за направление вращения ШД;

– STEP — отвечает за прием импульсов вращения.

Тип шагового двигателя является самым важным фактором при выборе драйвера шагового двигателя. В нашем исследовании будем использовать биполярный шаговый двигатель MT-1703HD200AW.

Стоит обратить внимание на силу тока, которую может обеспечить драйвер. Нужно выбирать драйвер, который будет обеспечивать ток, не меньше тока фазы выбранного шагового двигателя. [2]

Напряжение питания влияет на динамику, вибрации, нагрев двигателя и драйвера.

Наличие микрошаговых режимов обеспечивает плавность работы ШД на малых оборотах и высокую разрешающую способность угла позиционирования. Использование режима микрошага уменьшает резонансный эффект ШД. При возникновении, которого ШД начинает вибрировать и терять крутящий момент, вплоть до полной остановки вала.

Для данной работы были выбраны два драйвера DRV8825 и А4988. Драйвер А4988 создан компанией Allegro, а драйвер DRV8825 создан компанией TI (Texas Instruments Inc.). Расположение выводов и интерфейс этих модулей практически совпадают. Что позволяет производить замену драйверов в устройствах без изменения разводки платы, но с возможным редактированием программного кода управления.

Рис. 1. Драйвер шагового двигателя А4988 и DRV8825

Основные отличия между драйверами DRV8825 и A4988:

У драйвера DRV8825 есть выход FAULT, а у драйвера А4988 он отсутствует. FAULT — выход сигнализации срабатывания защиты. На данном выходе сигнал логического «0» обозначает что, полевые транзисторы Н-моста были отключены в результате защиты от перегрузки по току или из-за перегрева.

Вывод SLEEP на DRV8825 не подтянут к питанию по умолчанию, как на A4988, но он соединён на плате с выводом FAULT через 10k резистор.

Различное расположение потенциометра, регулирующего предельный ток. Разное отношение предельного тока к опорному напряжению.

Драйвер на DRV8825 поддерживает 1/32-шаг в микрошаговом режиме. У A4988 максимум 1/16-шага. Вход 1/16-шагового режима на А4988 соответствует 1/32-шаговому на DRV8825. Остальные режимы переключения драйверов совпадаю.

DRV8825 поддерживает более высокое напряжение питания 8,2..45В, а A4988 8…35В. Это означает, что драйвер DRV8825 безопаснее при работе с высоким напряжением и менее восприимчив к индуктивно-ёмкостным скачкам напряжения.

Драйвер DRV8825 обеспечивает ток до 1,5А на фазу без радиатора, а А4988 1А.

Драйвер А4988 дешевле драйвера DRV8825.

В таблице — 1 и 2, при напряжении питания драйвера 4,5В, разгоняем ШД плавно от стабильного запуска и до частоты срыва, для различных микрошагов. Определили предельное значение частоты, при которой ШД стабильно запускается.

Таблица 1

Частоты запуска исрыва ШД сдрайвером А4988

Назначение микрошага	Оптимальная частота плавного перехода при 4.5 В		Предельное значение запуска ШД
Назначение микрошага	запуск	предел	Предельное значение запуска ШД
Полный шаг	850 Гц / 255 об/мин	9000 Гц / 2700 об/мин	1000 Гц
Половина шага	1500 Гц / 450 об/мин	2560 Гц / 768 об/мин	2500 Гц
Четверть шага	3050 Гц / 915 об/мин	31500 Гц / 9450 об/мин	4500 Гц
Одна восьмая шага	6200 Гц / 1 860 об/мин	91100 Гц / 27330 об/мин	7900 Гц
Одна шестнадцатая шага	12500 Гц / 3750 об/мин	192300 Гц / 57690 об/мин	15300 Гц

Таблица 2

Частоты запуска исрыва ШД сдрайвером DRV8825

Назначение микрошага	Оптимальная частота плавного перехода при 4. 5 В		Предельное значение запуска ШД
Назначение микрошага	запуск	предел	Предельное значение запуска ШД
Полный шаг	700 Гц / 210 об/мин	1780 Гц / 534 об/мин	1300 Гц
Половина шага	1200 Гц / 180 об/мин	10400 Гц / 1560 об/мин	2800 Гц
Четверть шага	2600 Гц / 195 об/мин	67000 Гц / 5025 об/мин	5700 Гц
Одна восьмая шага	5100 Гц / 191,25 об/мин	93000 Гц / 3100 об/мин	13400 Гц
Одна шестнадцатая шага	10500 Гц / 196,875 об/мин	389000 Гц / 7293,75 об/мин	26700 Гц
Одна тридцать вторая шага	19000 Гц / 178,125 об/мин	463000 Гц / 4340,625 об/мин	55000 Гц

Из таблицы 1 и 2 видно, что драйвер А4988 начинает работать стабильно при меньших значениях частот, чем драйвер DRV8825, но частота срыва у драйвера DRV8825 значительно больше при шаге 1/8 и 1/16, что делает драйвер DRV8825 более привлекательным при работе ШД MT-1703HD200AW на малых оборотах.

Литература:

Пушкарев, О. «Первый шаг» шагового двигателя / О. Пушкарев //Современная электроника. — 2004. — № 1. — С. 46–47.
Вычужанин, В. Управление шаговым электродвигателем с помощью ПЛИС / В. Вычужанин // Компоненты и технологии. — 2004. –№ 3. — С. 96–98.

Основные термины (генерируются автоматически): драйвер, мина, FAULT, шаговый двигатель, частота срыва, оптимальная частота, плавной переход, полный шаг, предельное значение запуска, стабильный запуск.

Драйвер шагового двигателя ‘под микроскопом’ на примере DRV8825 (PWM, Overshoot, Slow Decay, Fast Decay, Mixed Decay, SS34, пропуск шагов, ложные выводы, панацея и всё такое)

Заранее прошу прощения, если рассуждения местами сумбурны, писал за один заход, но слишком много материала для одного раза. Также там есть опечатки.

Описанное в статье даёт представление о работе не только DRV8825, но и драйверов двигателей вообще.

Что из себя представляет DRV8825, который «cдвоенный драйвер шагового двигателя с мостовым включением с PWM управлением с возможностью деления шага на 32», как он работает и почему он работает именно так?

Во-первых, он сдвоенный, состоит из двух идентичных половинок (раз у шагового двигателя две обмотки), работу одной из которых мы и рассмотрим.

Во-вторых, он с мостовым включением:

Есть 4 ключа (полевых транзистора, MOSFET или как угодно), включенных ‘мостом’, этаким квадратом, в одну диагональ которого включена обмотка шагового двигателя (в центре картинки), к другой через токоизмерительный шунт (о нем дальше) подключено питающее напряжение. Драйвер может открывать ключи в нужных комбинациях, подключая обмотку к питающему напряжению VM в прямой или обратной полярности, либо замыкая её саму на себя. Если нумеровать ключи слева направо сверху вниз (подписал красным), то прямое включение – открыты 1 и 4 (путо тока «1»), обратное – 2 и 3 (путь «2»), замкнуто – 3 и 4 («3»). При подаче на обмотку питания через обмотку начинает протекать ток (либо ток спадает) по вполне определённым законам. Обмотка – индуктивность, которая также обладает неким активным сопротивлением, которое вместе с сопротивлением остальных компонент определяет предельный ток I_LIM, который может протекать через всю цепь. Если исходный ток в обмотке равен 0 и на неё подано напряжение, ток в обмотке нарастает (дальше я пишу про обмотку «заряжается», но это неверно, хотя так понятнее – индуктивность как бы «заряжается», накапливает энергию), и этот процесс описывается формулой:

Для конкретного реального примера: напряжение 12В, сопротивление обмотки 2 Ома, сопротивление пары ключей DRV8825, согласно документации, считаем 0.5 Ома, сопротивление токоизмерительного шунта 0.1 Ома, для ровного счёта считаем сопротивление всего остального (провода, PCB, контакты) 0.4 Ома, что суммарно даёт R=3 Ома и I_LIM= 4А.

Но если просто подключать обмотку к питанию и так оставлять, в ней установится ток I_LIM (либо его отрицательное значение), и при смене полярности двигатель в результате сделает всего один полный шаг (на самом деле он сгорит, поскольку допустимый ток, определяемый производителем, для двигателей «в обиходе» не более 1.5-1.7А).

Хорошо бы как-то научиться устанавливать ток в обмотке меньше предельного, причём не просто какой-то, а по определённому закону: чтобы двигатель вращался плавно, ток в его обмотках (которых две) должен меняться синусоидально со сдвигом на 90 градусов.

Детали сейчас не важны, главная мысль – драйвер должен не просто подключать обмотку, но и уметь ограничивать ток в ней, управлять им. Нужен некий регулятор тока, но такой, чтобы на нём не выделялось изрядное количество тепла. Например, если бы драйвер регулировал ток включенным последовательно с обмоткой линейным регулятором, при установке тока в обмотке 1А в нашем примере на обмотке рассеивалось бы 3 Вт, а на регуляторе 9 Вт, т.е. КПД такой схемы = 25%, что, мягко говоря, плохо. И 9 Вт тепла на обмотку – это 9*2*4=72 Вт в тепло в классическом принтере с 4 двигателями.

Так нельзя, и потому в подобных случаях используются импульсные схемы управления. Суть проста – поскольку в нагрузке есть инерционные компоненты (конденсаторы, индуктивности), если подавать на эту нагрузку питание импульсно (быстро-быстро открывать-закрывать ключ, через который подаётся питание), токи и напряжения в нагрузке будут изменяться, но не успеют установиться на максимальное значение, и будут некими промежуточными, причем их значения будут зависеть от скважности (соотношения времени «включено-выключено») сигнала, управляющего ключем. Это как бассейн, в который ведёт огромная наливная труба, а выходит мелкая сливная. Если просто открыть первую – бассейн переполнится, но если первую трубу открывать ненадолго, можно сделать так, что поступившая порция воды выльется через сливную трубу до следующего открывания наливной. Или выльется не вся — например, когда осталось 50% воды, открыли наливную трубу, наполнили до 55%, закрыли, ждем, как сольётся опять до половины. Это и будет «PWM управление».

Потому драйвер, в-третьих, «с PWM управлением». PWM – Pulse Width Modulation, модуляция управляющего сигнала шириной импульса, т.е. драйвер, меняя ширину испульса (время открытого состояния ключей по отношению ко времени «включено-выключено»), управляет токами-напряжениями. Когда, к примеру, открыты ключи 1 и 3, ток в обмотке начинает нарастать (индуктивность же), и, при достижении какого-то значения тока, драйвер переключает ключи. Чтобы «понять», когда пора переключать, драйвер получает сигнал обратной связи – напряжение с токоизмерительного шунта, которое пропорционально току в обмотке (ведь шунт включен последовательно в цепь протекания тока). Затем это напряжение усиливается (у DRV8825 – в 5 раз) и сравнивается (компаратором) с неким эталонным. Как только усиленный сигнал обратной связи совпал с эталоном – наступает переключение. Сколько тепла такая схема рассеивает? Сопротивление открытого ключа DRV8825 порядка 0.25 Ома, при токе 1А два ключа рассеивают 0.5Вт тепла, 1 Вт на двигатель (моста же два). Когда ключ закрыт, ток не протекает и ключ ничего не рассеивает.

Эталонное напряжение устанавливается самим DRV8825 согласно таблице состояний. Для каждого шага эталонное напряжение равно значению синуса для угла, соответствующего текущему шагу, помноженному на то напряжение, которое Вы устанавливаете «крутистором» на плате драйвера.

Угол определяется так – 90 градусов делим на кол-во микрошагов в полном шаге, умножаем на номер текущего шага

Для примера, при режиме деления 32 микрошага, считаем (микро)шаг номер 16: синус (90/32*16)=0.707. «Крутистором» установлено 0.5В, шунт 0.1 Ома, значит, эталонное напряжение = 0. 707*0.5В=0.353В, и, чтобы компаратор переключился, на его другом входе должно быть равное напряжение, и оно будет таким при токе через обмотку =0.353/5/0.1=0.707А (5 — коэфф. усиления сигнала обратной связи DRV8825, 0.1 – сопротивление шунта).

Именно потому в документации и написано, что верхний предел протекающего через обмотку тока:

В общем, если уметь вовремя включать-выключать ключи, можно поддерживать ток в обмотке близко к требуемому значения. «Близко» — потому, что бассейн был наполнен от 50% до 55%. В теории, можно открывать-закрывать трубы быстро быстро сразу, как только потребовалось, но в схемах всегда есть переходные процессы – ключи не могут открываться-закрываться моментально, а, как помните, мало или нисколько тепла они выделяют только, когда совсем открыты или закрыты. В промежуточных состояних всё намного хуже, и потому чем выше частота, на которой работает схема, тем больше тепла она выделяет. Это в общих чертах. В случае с бассейном работник, который управляет трубами, будет уставать тем больше, чем жёстче будут к нему требования по соответствию уровня воды нужному значению (а, уставая, он будет кушать всё больше, пока не случится что-нибудь нехорошее). Так и со схемами. Потому можно сильно облегчить режим работы схемы, допуская некие отклонения от строгого соответствия (иначе схема превращается из импульсной в линейную, а это плохо).

И, вкратце, в-четвёртых, про «с возможностью деления шага на 32». В идеале нужен двигатель, который можно было бы «повернуть» на произвольный угол, обеспечив таким образом перемещение связанной с ним оси на произвольное, расчётное расстояние. Но ротор (то, что вращается) в шаговом двигателе может занимать одно из нескольких стабильных состояний, их количество определяется количеством магнитных полюсов, и в распространенных двигателях таких состояний (полных шагов) 200. Это, конечно, много, но поворот такого двигателя на 1 полный шаг даст, скажем, сдвиг каретки в классическом принтере на (1/200)*16*2=0.16мм (16 – кол-во зубцов у шестерни на валу двигателя, 2 – шаг зубца, мм) – это не особо прецизионно. Чтобы уменьшить дискретность поворота вала, используется техника деления полного шага на микрошаги, когда драйвер, подавая ток в обмотки по нужным правилам, удерживает ротор в промежуточном состоянии между соседними стабильными, и, меняя ток, может вращать ротор между промежуточными состояниями. Драйвер A4988 умеет делать 16 таких промежуточных состояний (делить полный шаг на 16 или «у него есть режим 16 микрошагов») – точность подачи каретки становится 0.01мм. У DRV8825 есть режим 32 микрошага, и точность подачи каретки становится 5 мкм. В теории.

Вернёмся к словам «если уметь вовремя включать-выключать ключи» и «допуская некие отклонения от строгого соответствия, можно сильно облегчить режим работы схемы». Вот здесь-то и начинается отличие реальности от всей вышеописанной теории про красоту PWM управления. Вся суть и все «грабли» – в конкретной его реализации.

Согласно документации, DRV8825 обладает следующими ограничениями:

1) Время прямого включения обмотки не бывает меньше некоего минимального, оно называется t_BLANK и составляет 3.75 мкс. Более того, прямое включение бывает каждый цикл, обязательно, всегда. Т.е. каждый PWM цикл в обмотку «закачивается» энергия. Даже, если уже не нужно. Существование t_BLANK объясняется банально – сразу после переключения нужно какое-то время, за которое в схеме угаснут переходные процессы, и в это время драйвер не проверяет, «как там у нас дела с током», дабы избежать случайных хаотичных срабатываний сигналов управления. Т.е. всё так – подключил обмотку и 3.75 мкс вообще не заботится, что с ней происходит. Потом, конечно, спохватывается…

2) Полный PWM цикл у DRV8825 составляет 1000/30=33.3мкс (по документации частота PWM=30кГц). Плюс-минус. Всегда. Вообще ни от чего не зависит (в смысле – нельзя менять по своему желанию).

Еще немного наглядно (помогут формулы выше и ниже по тексту): при установочном («крутистором») токе 1.0А эталонный ток первого шага DRV8825 = 1000*sin (90/32*1)=49.1мА. Драйвер включает обмотку в прямом включении, исходный ток I0=0 (самое начало работы), и за первые «безнадзорные» 3.75мкс ток в обмотке (I1 в формулах) достигнет 15.0мА – это меньше эталонного, так что включение остается прямым, и к 12.3 мкс от начала цикла ток в обмотке сравняется с эталонным, и драйвер переключает обмотку. Казалось бы, всё хорошо.

Пришло время кратенько поговорить о путях «2» и «3» с первой картинки. Путь «3», когда обмотка замкнута сама на себя, и ток в ней в перспективе падает до 0, называется Slow Decay.

В нашем примере именно в 12.3 мкс драйвер закорачивает обмотку саму на себя, наступает Slow Decay, и до конца цикла ток в обмотке падает до… 48.1 мА. Теперь подать бы ток на очень недолго, но – наступает тот самый t_BLANK, прямое подключение продлится не менее 3.75мкс, за которые ток вырастет до 62.8 мА, что уже сразу по окончании t_BLANK больше эталонного, драйвер переключает мост в Slow Decay до конца цикла, и ток упадёт до… 61 мА. В общем, дайвер не в состоянии удерживать ток «близко» к требуемым 49.1 мА, вместо этого с каждым циклом ток будет нарастать до того момента, когда заливаемое за 3.75 мкс не сравняется со ‘сливаемым’ за остаток цикла (описано и иллюстрировано дальше, пока вкратце – установится ток почти в 10 раз больше эталонного).

Далее идёт демонстрация всего описанного, после чего ненадолго перейдём к пропущенному пока пути «2» на картинке в самом начале статьи.

Для примера я считал индуктивность обмотки L=3 мГн, сопротивление всей цепи «заряда-разряда» R=3 Ома, время «заряда» t_BLANK=3. 75 мкс, время «разряда» = 33.3-3.75 мкс.

Поскольку первый «заряд» останавливается при достижении тока в обмотке, соответствующего выбранному шагу, для разных шагов графики процесса отличаются, и начальные этапы для шагов 1…5 выглядят так (ось X – мкс, ось Y – мА):

Все эти графики асимптотически стремятся к одному и тому же значению (вернее, паре значений из-за разделения процесса на два этапа):

Выводы просты: каким бы ни был шаг (до определённого значения), ток в обмотке со временем устанавливается один и тот же, предельное значение этого тока будет установлено сразу же при переходе с микрошага 0 на 1, и оно будет неизменным до тех пор, пока эталонный ток очередного шага (назовём его StepA) не превысит этот предел (в этот момент предельный ток начнёт соответствовать установочному благодаря «растягиванию» процесса «заряда» — «заряд» не будет прекращаться по окончании времени t_BLANK). Фактически это выглядит, как переход от шага 0 сразу к шагу StepA (или чуть до него) – тот самый «пропуск шагов».

Также из графика понятно, почему при увеличении скорости печати проблема пропуска шагов становится не так заметна — ток не успевает вырасти до I_skip, и при печати на скоростях «ближе к началу графика» всё неплохо (но там есть свои проблемы).

Номер шага StepA можно рассчитать, исходя из таких соображений: при достижении тока I_skip график состоит из идентичных участков, каждый из которых состоит из периода «заряда» и периода «разряда», и ток в момент окончания участка равен току в момент начала следующего, и, поскольку все участки становятся одинаковы, он равен току в начале самого этого участка. Проще говоря, если ток в начале участка = I0, за период «заряда» он вырастет до некоего I1, но затем за период «разряда» опять снизится до I0. Ток I1 можно рассчитать:

Для указанных выше L, R и т.д., и U=12 В, ток получается равен 457 мА, и для драйвера DRV8825 с установленным предельным током в обмотке 1000 мА он практически соответствует шагу 8, т. е. работа этой системы на малых скоростях печати будет выглядеть так – шаг 0, шаг 8, шаг 8, … шаг 8, шаг 9 и дальше по расписанию – пропущено 7 микрошагов, 1…7.

В реальности этот кошмар выглядит примерно так (установочный ток 1000мА, масштаб Y =1/2 мА/мВ):

Частота управления 300Гц, микрошаг 32, на стандартном Prusa с двигателями 200 шаг/об, 16-зубчатой шестерней на X это 90мм/мин («F90»).

Вот эти ‘горбы’ и представляют собой пропуски шагов.

На F450 это будет так:

Почти хорошо (но всё равно ерунда какая-то, скачки больше микрошага).

(продолжение про путь «2»)

Проще говоря, при жёстко заданной скважности 3.75/33.3 в режиме Slow Decay обмотка не всегда успевает отдать энергию – ток не успевает снизиться до нужного значения, энергия сбрасывается долго. Потому этот режим и называется Slow Decay. И тут приходит время поговорить про путь «2» – ведь можно подключить катушку к источнику в обратном включении. Теперь в той самой экспоненциальной перспективе ток должен упасть с текущего не до 0, а до I_LIM со знаком минус, в нашем случае до -4000мА, и через значение «0» ток пролетает очень быстро, и потому режим называется Fast Decay. Чтобы вслед за пересечением «0» ток на самом деле не улетел в минус, в момент пересечения драйвер снимает с катушки питающее напряжение до начала следующего цикла.

DRV8825 допускает выбор режима, потому посчитаем, что будет с нашим первым шагом в режиме Fast Decay.

Итак, со слов «… и к 12.3 мкс от начала цикла ток достигнет эталонного 49.1 мА, и драйвер переключает обмотку.» — теперь в Fast Decay. Начинается быстрый спад тока, и ток обнуляется за 12.2мкс (почти время накопления энергии, что логично, ведь ток в обмотке в обоих случаях начинался с 0 или почти с 0, и предельным был оди и тот же 4А). Остальные 33.3-12.3-12.2=8.8мкс ток будет нулевым. Средний ток через катушку за этот цикл составит около 18мА, что как-то сильно меньше требуемых 49. 1. На втором шаге: эталонный ток 98 мА, «заряд» занимает весь первый цикл 33.3мкс, затем еще через 3.75мкс второго цикла неконтролируемого «заряда» ток вырастет уже до 111.8 мкс, начинается «разряд» до 0 («в момент пересечения драйвер снимает с катушки питающее напряжение») длительностью 27.6 мкс, еще 33.3-3.75-27.6=2мкс ток=0. Средний ток за 2 цикла (и обратите внимание, что эти 2 цикла фактически представляют из себя единый цикл «заряда»-«разряда» двойной длительности, т.е. визуально частота PWM сигнала как будто упала в 2 раза, до 15 кГц) 54.2, что тоже меньше требуемых 98. В общем, Fast Decay хорош, но это никак не решение проблемы. Кроме того, этот режим не особо гуманен к питающим цепям. Судите сами — весь ток обмотки, все эти сотни-тысячи миллиампер, в этом режиме направлен через внешние, по отношению к драйверу, цепи, причём этот ток направлен к плюсу источника питания — ток вливается в источник, что для него не очень привычно, и приводит к высокому уровню пульсаций по питанию. Да, фильтрующие конденсаторы помогают. Нет, не особо.

Про 15 кГц – есть отличная статья с иллюстрациями http://cabristor.blogspot.com/2015/02/drv8825-missing-steps.html (которая и подтолкнула меня ко всем этим измерениям и расчётам). Уважаемый автор задаётся очень резонными вопросами, хотя и остаётся ощущение, что не все рассуждения корректны, например «some microsteps that are done continuously at 15kHz instead of 30kHz» — очевидно, что не микрошаги совершаются на частоте 15 или 30 кГц, а PWM сигнал выглядит так, как будто его частота 15 кГц – выше я описал, почему. Также в статье есть неочевидная путаница между напряжениями и токами («the minimum voltage it can do is 12% of the supply voltage (1.4V in my case) my motors are rated for 3.1V, so 1.4V is half of the nominal voltage, that is a very big minimum step» — драйвер не регулирует напряжение, его задача – ток, и именно ток, не напряжение, номинируется для двигателя). Еще пример: «We will be subtracting 1.4V from each side of the sine wave, and the driver would be able to drive low currents» — диоды-то да, снизят напряжение на 1. 4 (1.6В), но вычитать надо не из некоей синусоиды (посколько синусоидой аппроксимируется ток, а не напряжение), а из питающего напряжения. Но вообще очень стоит почитать и посмотреть.

Помимо путей «2» и «3» есть смешанный режим Mixed Decay, в DRV8825 он включен по умолчанию и реализован так – сразу по окончании t_BLANK драйвер включает обмотку в режим Fast Decay (с обратным подключением к источнику), но через 75% от начала цикла переключает в Slow Decay (обмотка замкнута на себя). Это призвано улучшить ситуацию с «переразрядом» обмотки до 0 (который приводит к снижению эффективного тока за время цикла), но…. этот режим есть только на на тех микрошагах, когда эталонный ток в обмотке должен падать от шага к шагу. Когда же он должен нарастать (как при переходе от микрошага 0 к 1, от 1 к 2,… от 30 к 31), используется или Soft Decay (по умолчанию), или Fast Decay (если так включить).

Итак, Вы всё это, наверное, прочитали, но не нашли ответа на самый главный вопрос: что же делать? Или (в рамках статьи) что можно сделать, чтобы снизить I1 в режиме Slow Decay, как не дать току так быстро нарастать?

Ответы — в кучке формул в середине статьи. Вернее, в последней из них.

Можно было бы пытаться снизить значение дроби в последней формуле, но из 4 переменных, от которых оно зависит, менять можно только 2, L и R, и уменьшать их нельзя. Увеличение же L ведёт к росту значения дроби, а увеличение R – к снижению, но увеличение с 3 до 10 Ом меняет значение всего на 3.4%. Можно сказать, что фиксированные (у DRV8825 именно так) t_BLANK и t_DIS фиксируют это значение.

Можно понижать I_LIM снижением U и увеличением R.

В любом случае, I_LIM должен быть не ниже установленного предельного тока, иначе драйвер не сможет обеспечить нужный ток на шагах, соответствующих максимальному току.

В данном случае R не может быть суммарно больше, чем 12В/1000мА=12 Ом. Но надо не забывать, что любые дополнительные компоненты, увеличивающие сопротивление либо снижающие напряжение, будут рассеивать тепло. Например, если последовательно с обмоткой включить сопротивление 12-3=9 Ом, при указанных токах на нём будет рассеиваться 9*(1.0*1. 0)/2 = 4.5 Вт, для двух обмоток – 9 Вт, и это только для одного шагового двигателя. При таком R I1 будет = 119.3 мА – ток между установочными токами 2 и 3-го шагов. Шаги будут выглядеть так: 0, 2.5, 2.5, 3, 4 и т.д. – фактически будет пропущен 1 микрошаг.

И нельзя снижать напряжение питания ниже минимального предела для данного драйвера (для DRV8825 — 8.2В).

Если снизить напряжение питания драйвера до 8.2 В, но не увеличивать R, I1 будет 312.1 мА.

Но это уже даёт вот, что (сравните с картинками выше, сравниваем ‘горбы’ при переходе через 0).

F90:

F450:

Если снизить напряжение питания до 8.2В и увеличить суммарно сопротивление до 8.2 Ома, I1 будет 117.1 мА, и на резисторах будет рассеиваться (в расчёте на 1 двигатель) 5.2 Вт против 9 Вт без снижения напряжения.

Как бы ещё «хитро» снизить напряжение на обмотке, не снижая ещё больше напряжение питания самого драйвера? Как описано в вышеприведённой статье, очень просто – снижать напряжение на выходе драйвера, например, включив последовательно с обмоткой два-три диода, причем делать это надо парно, не забывая, что ток в обмотке биполярный. Установка 2+2 диодов SS34 (то, что массово продаётся на aliexpress под названием «Stepstick Smoother») снизит эффективное напряжение с 12 до 11.3В. Что это даст? I1=430 мА, что соответствует микрошагу 7.5 — в общем-то, ничего не должно давать. Плацебо. Если снижать не диодами Шоттки, а, как в статье, 1N5404 (0.8В при 1-2А), устанавливая их, как в статье, по 2 подряд, I1 будет 395.8мА. Тоже так себе. Да, в статье есть иллюстрации, как это всё эффективно, однако попытка проверить результат расчётно ни к чему не приводит (похоже, помимо диодов были и другие изменения).

Так что, похоже, лучшее, что можно сделать для такой системы – включить дополнительные резисторы и снизить напряжение (чтобы уменьшить рассеиваемое на дополнительных резисторах тепло).

Графиков со снижением напряжения и доп. резисторами пока нет (пока только заказал резисторы).

Фелер 404

изображение/svg+xml

Auswahl von Land und Sprache beeinflusst Deine Geschäftsbedingungen, Produktpreise und Sonderangebote

Sprache

Верунг

Preise

нетто

брутто

нетто

брутто

Nutze diesuchmaschine, um Themen zu finden, die Dich interessieren:

Каталог

Ви кауфт человек

Хильфе

или zurück zu:

Дом

Abonnieren Sie jetzt

В том же информационном бюллетене вы найдете самые интересные и интересные сведения о новых продуктах, товарах и услугах на веб-сайте TME.
Hier können Sie sich auch von der Liste abmelden.

* Pflichtfeld

AnmeldenAuf Mitteilungsblatt verzichten

Ich habe mich mit der Ordnung des TME-Bulletins bekannt gemacht und erteile meine Zustimmung, damit das elektronische Informationsbulletin des TME-Dienstes meine E-Mail-Adresse geschickt wird. Ordnung des TME-Bulletins

1. Transfer Multisort Elektronik sp. о.о. mit Sitz в Лодзи, Адрес: ул. Устронная 41, 93-350 Łódź teilt hiermit mit, dass sie der Administrator Ihrer personenbezogenen Daten sein wird.
2. Ein Datenschutzbeauftragter wird beim Administrator der personenbezogenen Daten ernannt und kann per E-Mail unter [email protected] kontaktiert werden.
3. Ihre Daten werden verarbeitet auf Grundlage von Art. 6 Абс. 1 лит. a) der Verordnung des Europäischen Parlaments und des Rates (EU) 2016/679 vom 27. April 2016 zum Schutz natürlicher Personen bei der Verarbeitung personenbezogener Daten und zum freien Datenverkehr und zur Aufhebung der Richtlinie 95/46/EG (nachstehend «DSGVO» genannt), um an die angegebene E-Mail-Adresse den elektronischen Newsletter von TME zu senden.
4. Die Angabe der Daten ist freiwillig, jedoch für den Versand des Newsletters erforderlich.
5. Ihre personenbezogenen Daten werden gespeichert, bis Ihre Einwilligung für die Verarbeitung Ihre personenbezogenen Daten widerufen.
6. Sie haben das Recht auf Zugang, Berichtigung, Löschung oder Einschränkung der Verarbeitung Ihrer Daten;
Soweit Ihre personenbezogenen Daten aufgrund einer Einwilligung verarbeitet werden, haben Sie das Recht, die Einwilligung zu widerufen. Der Widerruf der Einwilligung berührt nicht die Rechtmäßigkeit der Verarbeitung auf der Grundlage der Einwilligung vor dem Widerruf.
7. Soweit Ihre Daten zum Zwecke des Vertragsabschlusses und der Vertragsabwicklung oder aufgrund Ihrer Einwilligung verarbeitet werden, haben Sie auch das Recht, Ihre personenbezogenen Daten zu übertragen, d. час von der verantwortlichen Stelle in structurierter, allgemein üblicher und maschinenlesbarer Form zu erhalten. Sie können diese Daten einen anderen Datenadministrator übersenden.
8. Sie haben auch das Recht, eine Beschwerde bei der für Datenschutz zuständigen Aufsichtsbehörde einzureichen.

больше
Венигер

TME-Newsletter abonnieren

Ангбот — Рабат — Нойхайтен. Sei auf dem Laufenden mit dem Angebot von TME

AGB zum Информационный бюллетень
Auf Mitteilungsblatt verzichten

Daten werden verarbeitet

Die Operation wurde erfolgreich durchgeführt.

Ein unerwarteter Fehler ist aufgetreten. Bitte versuche noch einmal.

Логин

Пароль

Логин и пароль заранее.

Die Angabe im Feld ist zu kurz. Мин. Отметьте значение %minLength%.

Пароль недействителен?

Dein Browser wird nicht mehr unterstützt, bitte lade eine neue Version herunter

Хром

Скачать фон Датей

Fire Fox

Скачать фон Датей

Опера

Скачать фон Датей

Интернет-проводник

Скачать фон Датей

Выбрать почтовый ящик

Diese Webseite nutzt Cookie-Dateien. Нажмите Sie Hier, um mehr über Cookie-Dateien und deren Verwaltung mithilfe von Einstellungen zu erfahren.

DRV8825 Держатель драйвера шагового двигателя, сильноточный

Эта коммутационная плата для микрошагового биполярного драйвера шагового двигателя TI DRV8825 имеет регулируемое ограничение тока, защиту от перегрузки по току и перегреву, а также шесть микрошагов (до 1/32 шага). Он работает от 8,2 В до 45 В и может подавать примерно до 1,5 А на фазу без радиатора или принудительного воздушного потока (рассчитан до 2,2 А на катушку при достаточном дополнительном охлаждении). Драйвер имеет распиновку и интерфейс, практически идентичные нашему A49.88 драйверов шаговых двигателей, поэтому его можно использовать в качестве более производительной замены этих плат во многих приложениях. Эта плата поставляется с 0,1-дюймовыми штыревыми штыревыми контактами, включенными в комплект, но не впаянными. поэтому мы рекомендуем внимательно прочитать техническое описание DRV8825 (1 МБ в формате pdf) перед использованием этого продукта. Этот драйвер шагового двигателя позволяет управлять одним биполярным шаговым двигателем с выходным током до 2,2 А на катушку (см.0096 Рекомендации по рассеиванию мощности (см. раздел ниже для получения дополнительной информации). Вот некоторые из основных особенностей драйвера:

Простой интерфейс управления шагом и направлением
Шесть различных шагов разрешения: полный шаг, полушаг, 1/4 шага, 1/8 шага, 1/16 шага и 1/32 шага
Регулируемое управление током позволяет установить максимальный выходной ток с помощью потенциометра, что позволяет использовать напряжения выше номинального напряжения шагового двигателя для достижения более высокой частоты шагов
Интеллектуальное управление прерыванием, которое автоматически выбирает правильный текущий режим затухания (быстрое затухание или медленное затухание)
Максимальное напряжение питания 45 В
Встроенный регулятор (не требуется внешний источник питания логики)
Может напрямую взаимодействовать с системами 3,3 В и 5 В
Отключение при перегреве, отключение при перегрузке по току и блокировка при пониженном напряжении
Защита от короткого замыкания на землю и нагрузки
4-слойная медная печатная плата весом 2 унции для улучшенного рассеивания тепла
Открытая контактная площадка для пайки под микросхемой драйвера на нижней стороне печатной платы
Размер модуля, схема расположения выводов и интерфейс в большинстве случаев соответствуют нашим корпусам драйверов шаговых двигателей A4988 (дополнительную информацию см. внизу этой страницы)

Мы также предлагаем шасси драйвера шагового двигателя DRV8824, которое может служить прямой заменой шасси DRV8825 при использовании шаговых двигателей с меньшим током. DRV8824 может выдавать только до 0,75 А на катушку без радиатора (макс. 1,2 А при надлежащем охлаждении), но он имеет более крупные токоизмерительные резисторы, которые обеспечивают лучшую производительность микрошага, чем носитель DRV8825 при малых токах. Единственный способ отличить наш носитель DRV8824 от носителя DRV8825 — это маркировка на микросхеме драйвера; если у вас есть сочетание двух, вы можете подумать о том, чтобы пометить их (на нижней шелкографии есть пустой квадрат, который вы можете использовать для этого).

Обратите внимание, что у нас есть несколько других драйверов шаговых двигателей, которые можно использовать в качестве альтернативы этому модулю (и в качестве замены во многих приложениях): подходит для низковольтных приложений.

Базовая станция DRV8880 предлагает динамически масштабируемое ограничение тока и «Автонастройку», которая автоматически выбирает режим затухания в каждом цикле ШИМ для оптимального регулирования тока на основе таких факторов, как сопротивление и индуктивность обмотки двигателя, а также динамическая скорость двигателя и нагрузка.

Носитель драйвера шагового двигателя Black Edition A4988 — это более производительная версия нашего оригинального держателя A4988.

Этот продукт поставляется со всеми компонентами для поверхностного монтажа, включая микросхему драйвера DRV8825, установленными, как показано на изображении продукта.

Этот продукт поставляется в индивидуальной упаковке с 0,1-дюймовыми штыревыми контактами, которые входят в комплект, но не припаяны.

Некоторые униполярные шаговые двигатели (например, с шестью или восемью выводами) могут управляться этим драйвером как биполярные шаговые двигатели. Униполярные двигатели с пятью выводами не могут использоваться с этим драйвером.

Аппаратное обеспечение в комплекте

Драйвер шагового двигателя DRV8825 поставляется с одним 1×16-контактным отрывным разъемом 0,1 дюйма. Разъемы можно припаивать для использования с непаянными макетными платами или разъемами 0,1 дюйма. Вы также можете припаять выводы двигателя и другие соединения непосредственно к плате. (Также доступна версия этой платы с уже установленными разъемами). текущий лимит. Если вы планируете установить контакты разъема в этой ориентации, установите ограничение по току перед пайкой контактов.

Использование драйвера

Силовые соединения

Драйверу требуется напряжение питания двигателя 8,2–45 В для подключения к VMOT и GND. Этот источник питания должен иметь соответствующие развязывающие конденсаторы рядом с платой и должен обеспечивать ожидаемый ток шагового двигателя.

Предупреждение: В этой несущей плате используются керамические конденсаторы с низким ESR, что делает ее восприимчивой к разрушительным скачкам напряжения LC, особенно при использовании проводов питания длиннее нескольких дюймов. При определенных условиях эти всплески могут превысить максимальное номинальное напряжение 45 В для DRV8825 и привести к необратимому повреждению платы, даже если напряжение питания двигателя составляет всего 12 В. Один из способов защитить драйвер от таких всплесков — поставить большой (не менее 47 мкФ) электролитический конденсатор по мощности двигателя (VMOT) и земле где-то рядом с платой.

Соединения двигателей

Четырех-, шести- и восьмипроводные шаговые двигатели могут управляться DRV8825, если они правильно подключены.

Предупреждение: Подключение или отключение шагового двигателя при включенном драйвере может вывести его из строя. (В более общем случае переподключение чего-либо, когда оно находится под напряжением, вызывает проблемы.)

Размер шага (и микрошага)

Шаговые двигатели обычно имеют спецификацию размера шага (например, 1,8° или 200 шагов на оборот), которая относится к полным шагам. . Микрошаговый драйвер, такой как DRV8825, обеспечивает более высокое разрешение за счет размещения промежуточных ступеней, что достигается за счет питания катушек промежуточными уровнями тока. Например, управление двигателем в четвертьшаговом режиме даст двигателю с 200 шагами на оборот 800 микрошагов на оборот при использовании четырех различных уровней тока.

Входы селектора разрешения (размера шага) (MODE0, MODE1 и MODE2) позволяют выбрать одно из шести ступенчатых разрешений в соответствии с таблицей ниже. Все три входа селектора имеют внутренние подтягивающие резисторы на 100 кОм, поэтому отключение этих трех контактов выбора микрошага приводит к полношаговому режиму. Чтобы микрошаговые режимы работали правильно, ограничение тока должно быть установлено достаточно низким (см. ниже), чтобы сработало ограничение тока. В противном случае промежуточные уровни тока не будут правильно поддерживаться, и двигатель будет пропускать микрошаги.

РЕЖИМ0	РЕЖИМ1	РЕЖИМ2	Разрешение микрошага
Низкий	Низкий	Низкий	Полный шаг
Высокий	Низкий	Низкий	Полушаг
Низкий	Высокий	Низкий	1/4 ступень
Высокий	Высокий	Низкий	Шаг 1/8
Низкий	Низкий	Высокий	Шаг 1/16
Высокий	Низкий	Высокий	Шаг 1/32
Низкий	Высокий	Высокий	Шаг 1/32
Высокий	Высокий	Высокий	Шаг 1/32

Входы управления

Каждый импульс на вход STEP соответствует одному микрошагу шагового двигателя в направлении, выбранном выводом DIR. Эти входы по умолчанию имеют низкий уровень через внутренние резисторы 100 кОм. Если вы просто хотите вращение в одном направлении, вы можете оставить DIR отключенным.

Микросхема имеет три различных входа для управления состоянием питания: RESET, SLEEP и ENBL. Дополнительные сведения об этих состояниях питания см. в техническом описании. Обратите внимание, что драйвер подает низкий уровень на вывод SLEEP через внутренний понижающий резистор на 1 МОм, а на выводы RESET и ENBL — через внутренние понижающие резисторы на 100 кОм. Эти состояния RESET и SLEEP по умолчанию не позволяют драйверу работать; оба этих контакта должны иметь высокий уровень, чтобы активировать драйвер (они могут быть подключены непосредственно к логическому «высокому» напряжению от 2,2 до 5,25 В, или ими можно динамически управлять через подключения к цифровым выходам MCU). По умолчанию вывод ENBL включен, поэтому этот вывод можно оставить отключенным.

DRV8825 также имеет выход FAULT, который устанавливает низкий уровень всякий раз, когда полевые транзисторы H-моста отключаются в результате защиты от перегрузки по току или теплового отключения. Несущая плата соединяет этот вывод с выводом SLEEP через резистор 10 кОм, который действует как подтягивающий сигнал FAULT всякий раз, когда SLEEP внешне удерживается высоким, поэтому на выводе FAULT нет необходимости во внешнем подтягивании. Обратите внимание, что носитель включает в себя защитный резистор 1,5 кОм последовательно с выводом FAULT, что делает безопасным подключение этого вывода непосредственно к источнику логического напряжения, что может произойти, если вы используете эту плату в системе, предназначенной для совместимого по выводам A49.88 перевозчик. В такой системе резистор 10 кОм между SLEEP и FAULT затем будет действовать как подтягивающий для SLEEP, делая носитель DRV8825 более прямой заменой A4988 в таких системах (A4988 имеет внутреннюю подтяжку на SLEEP). штырь). Чтобы сбои не отключали контакт SLEEP, любой внешний подтягивающий резистор, который вы добавляете к входу контакта SLEEP, не должен превышать 4,7 кОм.

Ограничение тока

Для достижения высокой скорости шага питание двигателя обычно намного выше, чем это было бы допустимо без активного ограничения тока. Например, типичный шаговый двигатель может иметь максимальный номинальный ток 1 А при сопротивлении катушки 5 Ом, что указывает на максимальное напряжение питания двигателя 5 В. Использование такого двигателя с напряжением 12 В позволит увеличить скорость шага, но ток должен активно ограничивать до 1 А, чтобы предотвратить повреждение двигателя.

DRV8825 поддерживает такое активное ограничение тока, а подстроечный потенциометр на плате можно использовать для установки ограничения тока. Обычно вам нужно установить ограничение тока драйвера на уровне или ниже номинального тока вашего шагового двигателя. Один из способов установить ограничение тока — перевести драйвер в полношаговый режим и измерить ток, протекающий через одну катушку двигателя, без тактирования входа STEP. Измеренный ток будет в 0,7 раза превышать предельный ток (поскольку обе катушки всегда включены и ограничены примерно 70% от установленного предельного тока в полношаговом режиме).

Другим способом установки ограничения тока является измерение напряжения на контакте «ref» и вычисление результирующего ограничения тока (резисторы измерения тока: 0,100 Ом ). Напряжение опорного вывода доступно через переходное отверстие, обведенное кружком на нижней части печатной платы. Ограничение тока относится к эталонному напряжению следующим образом:

Предел тока = VREF × 2

Так, например, если у вас есть шаговый двигатель, рассчитанный на 1 А, вы можете установить ограничение тока на 1 А, установив опорное напряжение до 0,5 В.

Примечание: Ток катушки может сильно отличаться от тока источника питания, поэтому не следует использовать ток, измеренный на источнике питания, для установки ограничения тока. Подходящим местом для установки вашего амперметра является последовательное соединение с одной из катушек вашего шагового двигателя.

Соображения по рассеиваемой мощности

ИС драйвера DRV8825 имеет максимальный номинальный ток 2,5 А на катушку, но резисторы измерения тока дополнительно ограничивают максимальный ток до 2,2 А, и фактический ток, который вы можете обеспечить, зависит от того, насколько хорошо вы можете поддерживать ИС классная. Печатная плата носителя предназначена для отвода тепла от ИС, но для подачи более примерно 1,5 А на катушку требуется радиатор или другой метод охлаждения.

Этот продукт может нагреть до такой степени, что обожжется задолго до того, как чип перегреется. Будьте осторожны при обращении с этим продуктом и другими компонентами, связанными с ним.

Обратите внимание, что измерение потребляемого тока в источнике питания, как правило, не обеспечивает точного измерения тока катушки. Поскольку входное напряжение драйвера может быть значительно выше, чем напряжение катушки, измеренный ток источника питания может быть немного ниже, чем ток катушки (драйвер и катушка в основном действуют как импульсный понижающий источник питания). Кроме того, если напряжение питания очень велико по сравнению с тем, что необходимо двигателю для достижения установленного тока, рабочий цикл будет очень низким, что также приводит к значительным различиям между средним и среднеквадратичным токами. Кроме того, обратите внимание, что ток катушки зависит от установленного предела тока, но не обязательно.0096 равно настройке ограничения тока. Фактический ток через каждую катушку изменяется с каждым микрошагом. См. техническое описание DRV8825 для получения дополнительной информации.

Ключевые различия между DRV8825 и A4988

Платформа DRV8825 была разработана таким образом, чтобы быть максимально похожей на наши опоры драйвера шагового двигателя A4988, и ее можно использовать в качестве замены для держателя A4988 во многих приложениях, поскольку он имеет общие тот же размер, распиновка и общий интерфейс управления. Однако следует отметить несколько различий между двумя модулями:

Вывод, используемый для подачи логического напряжения на A4988, используется в качестве выхода FAULT DRV8825, поскольку DRV8825 не требует питания логики (а A4988 не имеет выхода неисправности). Обратите внимание, что безопасно подключать вывод FAULT непосредственно к источнику питания логики (для его защиты имеется резистор 1,5 кОм между выходом IC и выводом), поэтому модуль DRV8825 можно использовать в системах, предназначенных для A4988, которые маршрутизируют логику. питание на этот контакт.
Контакт SLEEP на DRV8825 по умолчанию не поднят вверх, как на A49.88, но несущая плата подключает его к выводу FAULT через резистор 10 кОм. Следовательно, системы, предназначенные для A4988, которые направляют питание логики на вывод FAULT, фактически будут иметь подтяжку 10 кОм на выводе SLEEP. (Этот резистор 10 кОм отсутствует в начальной (md20a) версии шасси DRV8825.)
Потенциометр ограничения тока находится в другом месте.
Зависимость между настройкой ограничения тока и напряжением опорного контакта отличается.
DRV8825 предлагает микрошаговый шаг 1/32; A4988 опускается только до 1/16 шага.
Входы на контакт выбора режима, соответствующие шагу 1/16 на A4988, приводят к микрошагу 1/32 на DRV8825. Для всех других разрешений микрошагов таблица выбора шага одинакова как для DRV8825, так и для A4988.
Требования к синхронизации для минимальной длительности импульса на выводе STEP различаются для двух драйверов. Для DRV8825 высокий и низкий импульсы STEP должны быть не менее 1,9 каждый.нас; они могут быть всего 1 мкс при использовании A4988.
DRV8825 имеет более высокое максимальное напряжение питания, чем A4988 (45 В против 35 В), что означает, что DRV8825 можно более безопасно использовать при более высоких напряжениях и он менее подвержен повреждениям от скачков напряжения LC.
DRV8825 может отдавать больший ток, чем A4988, без дополнительного охлаждения (на основе наших полношаговых тестов: 1,5 А на катушку для DRV8825 против 1,2 А на катушку для A4988 Black Edition и 1 А на катушку для оригинального A49).88 перевозчик).
DRV8825 использует другое соглашение об именах для выходов шагового двигателя, но функционально они такие же, как и соответствующие контакты на плате A4988, поэтому одинаковые подключения к обоим драйверам приводят к одинаковому поведению шагового двигателя. На обеих платах первая часть этикетки идентифицирует катушку (таким образом, у вас есть катушки «A» и «B» на DRV8825 и катушки «1» и «2» на A4988).
Для тех, кто работает с приложениями, чувствительными к цвету, обратите внимание, что носитель DRV8825 имеет фиолетовый цвет.

Размеры

Размер:	0,6″ × 0,8″
Вес:	1,6 г

Общие характеристики

Минимальное рабочее напряжение:	8,2 В
Максимальное рабочее напряжение:	45 В
Непрерывный ток на фазу:	1,5 А
Максимальный ток на фазу:	2,2 А
Минимальное напряжение логики:	2,5 В
Максимальное логическое напряжение:	5,25 В
Разрешение микрошага:	полный, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32
Защита от обратного напряжения?:	Н
Расфасовка:	Н
Припаянные штыри разъема:	Н

Примечания:

1. Без включенных дополнительных заголовков.
2. Без радиатора или принудительного обдува.
3. При достаточном дополнительном охлаждении.
4. Этот драйвер работает с логикой от 2,5 В до 5,25 В. Он не требует внешнего источника питания логики.
5. Штыревые штифты прилагаются к 16 отверстиям платы, но они не установлены.

DRV8825 Держатель драйвера шагового двигателя, сильноточный (POLOLU 2133)

Плата драйвера шагового двигателя DRV8825 представляет собой коммутационную плату для микрошагового биполярного драйвера шагового двигателя TI DRV8825. Модуль имеет распиновку и интерфейс, которые почти идентичны нашим корпусам драйверов шаговых двигателей A4988, поэтому его можно использовать в качестве более производительной замены этих плат во многих приложениях. DRV8825 имеет регулируемое ограничение тока, защиту от перегрузки по току и перегреву, а также шесть микрошагов разрешения (до 1/32 шага). Он работает при напряжении 8,2–45 В и может выдавать примерно до 1,5 А на фазу без радиатора или принудительного воздушного потока (рассчитан до 2,2 А на катушку при достаточном дополнительном охлаждении).

Сравните все продукты в разделе Драйверы шаговых двигателей.

Обзор

Этот продукт представляет собой плату-носитель или коммутационную плату для драйвера шагового двигателя TI DRV8825; поэтому мы рекомендуем внимательно прочитать техническое описание DRV8825 (1 МБ в формате pdf) перед использованием этого продукта. Этот драйвер шагового двигателя позволяет управлять одним биполярным шаговым двигателем с выходным током до 2,2 А на катушку (дополнительную информацию см. в разделе «Соображения рассеиваемой мощности» ниже). Вот некоторые из ключевых особенностей драйвера:

Простой интерфейс управления шагом и направлением
Шесть различных шагов разрешения: полный шаг, полушаг, 1/4 шага, 1/8 шага, 1/16 шага и 1/32 шага
Регулируемое управление током позволяет установить максимальный выходной ток с помощью потенциометра, что позволяет использовать напряжения выше номинального напряжения вашего шагового двигателя для достижения более высокой частоты шагов
Интеллектуальное управление прерыванием, которое автоматически выбирает правильный текущий режим затухания (быстрое затухание или медленное затухание)
Максимальное напряжение питания 45 В
Встроенный регулятор (не требуется внешний источник питания логики)
Может напрямую взаимодействовать с системами 3,3 В и 5 В
Отключение при перегреве, отключение при перегрузке по току и блокировка при пониженном напряжении
Защита от короткого замыкания на землю и нагрузки
4-слойная медная печатная плата весом 2 унции для улучшенного рассеивания тепла
Открытая контактная площадка для пайки под микросхемой драйвера на нижней стороне печатной платы
Размер модуля, схема расположения выводов и интерфейс в большинстве случаев соответствуют таковым у наших держателей драйверов шаговых двигателей A4988 (дополнительную информацию см. внизу этой страницы)

Мы также предлагаем носитель драйвера шагового двигателя DRV8824, который может служить прямой заменой шасси DRV8825 при использовании шаговых двигателей с меньшим током. DRV8824 может выдавать только до 0,75 А на катушку без радиатора (макс. 1,2 А при надлежащем охлаждении), но он имеет более крупные токоизмерительные резисторы, которые обеспечивают лучшую производительность микрошага, чем носитель DRV8825 при малых токах. Единственный способ отличить наш носитель DRV8824 от носителя DRV8825 — это маркировка на микросхеме драйвера; если у вас есть сочетание двух, вы можете подумать о том, чтобы пометить их (на нижней шелкографии есть пустой квадрат, который вы можете использовать для этого). Для приложений с более низким напряжением рассмотрите наш совместимый по выводам носитель DRV8834, который работает с напряжением питания двигателя всего 2,5 В.

Некоторыми униполярными шаговыми двигателями (например, с шестью или восемью выводами) этот драйвер может управлять как биполярными шаговыми двигателями. Для получения дополнительной информации см. часто задаваемые вопросы. Униполярные двигатели с пятью выводами не могут использоваться с этим драйвером.

Аппаратное обеспечение, входящее в комплект

Драйвер шагового двигателя DRV8825 поставляется с одним 1×16-контактным разъемным разъемом 0,1 дюйма. Разъемы можно впаивать для использования с непаянными макетными платами или разъемами типа 0,1 дюйма. Вы также можете припаять выводы двигателя и другие соединения непосредственно к плате.

Предупреждение: Установка штифтов жатки так, чтобы сторона для шелкографии была вверху, а компоненты внизу, может ограничить диапазон движения триммера, используемого для установки ограничения тока. Если вы планируете установить контакты разъема в этой ориентации, установите ограничение по току перед пайкой контактов.