Drivers NEMA paso a paso (WIP)

Conectar un motor paso a paso directamente es engorroso, para eso existen estos drivers que simplifican la conexión y ofrecen un control adicional sobre el mismo como: micropasos, límite de corriente o protección contra sobrecargas. Hay tres modelos de drivers en el mercado (A4988, DVR8825, TMC2208, TMC2209) que tienen características un tanto diferentes.

Precauciones

• Utilizar un destornillador adecuado para calibrar el potenciómetro con cuidado ya que es muy sensible.
• Conectar el condensador correctamente o explotará.
• Hay que ajustar el potenciómetro a la intensidad del motor e incluso menos o se puede dañar tanto el driver como el motor como la placa.

Esquema A4988:

Especificaciones:

• VDD: 3.3v-5v
• VMOT: 8v-35v
• Intensidad máxima: 1A sólo, 2A con disipador.
• Resolución: paso completo, 1/2 de paso, 1/4 de paso, 1/8 de paso y 1/16 de paso.
• Protección por alta temperatura, cortocircuito, sobre tensión y sobre intensidad.
• Generan ruido en el motor, pero es muy económico.

Cómo se conecta:

• ENABLE: sirve para activar o desactivar el motor. Si se pone en LOW o no conectado el motor estará activo y si está en HIGH se desactivará para evitar el constante consumo en reposo.
• MS1, MS2, MS3: son los micropasos. Dependiendo de cuáles estén alimentados estarán configurados los micropasos.
• RESET y SLEEP: debe tener un puente para que no esté el driver en suspensión.
• STEP: es el pin que recibe los pasos.
• DIR: es el que recibe en qué dirección va a girar (LOW o HIGH)
• VMOTOR: es la alimentación positiva que va a usar para el motor.
• GND: el negativo de la batería.
• 2B, 2A, 1B, 1A: donde se conectan los dos polos del motor siguiendo los colores.
• VDD: alimentación lógica de la placa.
• GND: a GND de la placa.

Es necesario poner un condensador de al menos 100 uF y más del voltaje a utilizar para evitar dañar el driver y estabilizar la corriente.

Esquema DVR8825:

Especificaciones:

• VDD: 2.3v-5.5v
• VMOT: 8.2v-45v
• Intensidad máxima: 1A sólo, 2.5A con disipador.
• Resolución: paso completo, 1/2 de paso, 1/4 de paso, 1/8 de paso, 1/16 de paso y 1/32 de paso.
• Protección por alta temperatura, cortocircuito, sobre tensión y sobre intensidad.
• Genera menos ruido en el motor que el driver A4988, pero es un poco más costoso.

Esquema TMC2209:

Especificaciones:

• VDD: 3v-5v
• VMOT: 4.75v-36v
• Intensidad máxima: 2A
• Resolución: paso completo hasta 1/256 pasos.
• Protección por alta temperatura, cortocircuito, sobre tensión y sobre intensidad.
• Conexión UART.
• Standby current reduction: reducción de corriente en espera.
• StealthChop2: para un funcionamiento silencioso con el motor parado y a altas velocidades. sin pérdida de torque, también llamado modo silencioso.
• CoolStep: controla la corriente para disminuir drásticamente el calentamiento de los motores y controladores, reduciendo la tensión de manera inteligente cuando no existe carga.
• StallGuard: detecta la carga del motor, reduciendo el consumo de corriente, se usa para eliminar los sensores de fin de carrera (sensorless homing).
• SpreadCycle: funcionamiento más suave al parar el motor y volver a acelerar, también ofrece un rendimiento superior en los micropasos, también conocido como modo fuerza.
• DcStep: permite el movimiento a alta velocidad sin perder pasos.
• MicroPlyer: mayor suavidad en micropasos.
• Funcionamiento ultra silencioso, pero más costoso que los drivers A4988 y DRV8825.

Este driver es el tope de gama de todos los demás superando incluso a los TMC2100, TMC2130 y TMC2208.

Calibración A4988:

Alimentamos por VDD 5V y GND de pla placa y ahora con la punta negativa del polímetro a GND y la positiva enganchada al destornillador del potenciómetro.

Vref = Imotor * 8 * RS

Si motor es de 1.7A le ajustaremoa a 1.5A. Y si la resistencia es de R100 será 0.1 de RS. Entonces:

Vref = 1.5A * 8 * 0.1   o sea dará 1.2V en el potenciómetro.

Calibración DVR8825:

Alimentamos por VDD 5V y GND de pla placa y ahora con la punta negativa del polímetro a GND y la positiva enganchada al destornillador del potenciómetro.

Vref = Imotor * 5 * RS

Si motor es de 1.7A le ajustaremoa a 1.5A. Y si la resistencia es de R100 será 0.1 de RS. Entonces:

Vref = 1.5A * 5 * 0.1   o sea dará 0.75V en el potenciómetro.

Calibración DVR8825:

Alimentamos por VDD 5V y GND de pla placa y ahora con la punta negativa del polímetro a GND y la positiva enganchada al destornillador del potenciómetro.

Vref = Imotor / 0.707

Si motor es de 1.7A le ajustaremoa a 1.5A. El RS típico es de 0.11 ohm. Entonces:

Vref = 1.5A / 0.707   o sea dará 2.12V en el potenciómetro.

Código para mover el motor una vuelta:

Definimos pin analógico de entrada:

#define pinInfra A0

Devuelve valores según esté cerca un objeto

Serial.println(analogRead(pinInfra));

Notas

• No requiere de librerías.
• Emplear un disipador para evitar quemar el driver.