Manuale Montaggio Prusa i3 Step #9: Tariamo gli stepper driver

Un’altra parte fondamentale del funzionamento della nostra macchina è la corretta calibrazione degli stepper driver.

Vediamo come tarare i driver di gadgets3D

Vediamo come tarare i driver di gadgets3D

Gli stepper driver, semplicemente parlando, sono quei circuiti che trasformano i comandi di movimento di un asse in impulsi elettrici che vengono inviati al motore in modo da farlo ruotare di un certo numero di passi ed ad una certa velocità.

In commercio se ne trovano di diverse dimensioni, potenze e tipi.

Quelli per le reprap si basano principalmente su Allegro A4988 e sul DRV8825.

Il primo supporta fino a 2A per fase ed ha una risoluzione massima di frazionamento dei passi fino a 1/16.
Il secondo supporta fino a 2.5A per fase anche se meglio non salire sopra i 2.2A per fase. Inoltre ha un frazionamento dei passi con risoluzione fino a 1/32.

Gli ampere per fase (A per phase) sono dati dal motore passo passo che andiamo ad utilizzare.
Il frazionamento dei passi ci da quanto può essere preciso il movimento del motore. Cioè se abbiamo un motore a 200 passi per giro (o 1.8° per passo) con un driver che può frazionare fino a 1/16 i passi i nostri 200 passi giro diventeranno 200*16 passi giro. Con un driver che può arrivare a 1/32 saranno 200*32. Quindi il doppio più preciso.

I driver che ho usato per questa i3 sono dei derivati del A4988 e sono venduti da Gadgets3D.

Potete trovare il tutto a questo link

Ci sono in commercio driver della Polulu (tra i migliori), Stepstick, Saintsmart. Sono tutti più o meno equivalenti salvo differenze costruttive che possono renderli più o meno di gradimento o funzionali. Io ho provato al momento sia Polulu che StepStick e non ho notato grosse differenze.

[warning]A seconda di chi produce i driver possono cambiare i valori delle tensioni di riferimento che dobbiamo impostare per il corretto funzionamento del driver e del motore. Questo è dovuto al fatto che nonostante l’interfaccia e la piedinatura dei driver rimane la stessa possono cambiare i componenti della PCB, che quindi vanno a cambiare alcune caratteristiche di funzionamento.[/warning]

A questo link potete trovare la formula per calcolare il corretto valore per la tensione di riferimento da utilizzare con li driver.

Ultima nota.

[important]La regolazione della tensione di riferimento per driver serve a regolare la corrente che viene indirizzata verso il motore, e quindi la potenza che va a sviluppare. La formula che potete trovare al link sopra indicato

I_TripMax= Vref/(8*Rs)

e che vale per gli A4988 lega la corrente alla tensione di riferimento misurata sul driver. In questo modo si riesce agevolmente a tarare la potenza erogata. Altrimenti dovremmo mettere in serie il nostro tester al circuito di alimentazione e provare uno alla volta i vari driver e motori. Cosa che reputo più lunga e complicata.[/important]

I driver di Gadgets3D hanno due trimmer, di cui uno però non ci interessa. Difatti quello indicato in foto va ruotato del tutto in senso antiorario.

Questo trimmer (denominato OSC) va girato completamente in senso antiorario.

Questo trimmer (denominato OSC) va girato completamente in senso antiorario.

Quello che ci interessa è l’altro, e sui cui dovremmo andare ad agire per regolare la tensione.

Una volta calcolato il valore della tensione che ci interessa raggiungere (per esempio 0.6V) dovremmo misurare la tensione sul driver mettendo il puntale positivo sul trimmer indicato sotto, e quello negativo sul negativo che alimenta la ramps.
Per leggere un valore corretto dovremmo quindi misurare il tutto quando abbiamo il cavo USB collegato al PC o con la ramps alimentata tramite l’alimentatore. Quindi per carità! Controllate di aver collegato a modo i cavi elettrici.

[important]USATE UN CACCIAVITE IN CERAMICA PER RUOTARE I TRIMMER.

In questo modo non rischierete di creare corti e di bruciare i driver.

Se non avete un cacciavite ceramico ogni volta che ruotate il trimmer dovreste staccare tutte le fonti di alimentazione!

Può darsi che i driver non si rovinino anche usando un cacciavite normale, a io preferisco non rischiare. Poi fate voi :)[/important]

Questo trimmer va ruotato in base alla corrente che vogliamo mandare ai motori. Per misurare la tensione di riferimento dobbiamo mettere il puntale positivo del nostro tester su questo trimmer

Questo trimmer va ruotato in base alla corrente che vogliamo mandare ai motori.
Per misurare la tensione di riferimento dobbiamo mettere il puntale positivo del nostro tester su questo trimmer

Mentre il puntale negativo del tester va qua, cioè sul negativo dell'alimentazione della ramps

Mentre il puntale negativo del tester va qua, cioè sul negativo dell’alimentazione della ramps

Nel caso dei miei driver il valore della tensione da impostare era di circa 0.9V con motori da 2A per fase.

Come vi ho detto il valore da impostare può variare a seconda del tipo di motore usato e dal driver in uso. Quindi fate attenzione ai calcoli!

2 comments

    • Riccardo on 16 novembre 2015 at 08:46
    • Reply

    Ciao innanzitutto complimenti per questo tuo blog strapieno di consigli utili, volevo chiederti un paio di cose vista la tua esperienza sulla regolazione dei drv8825.

    In pratica ho dei motori wantai che hanno 4.5kg di torsione per una corrente (rate current) di 1.2 A (dal datasheet) ora:

    la formula dei drv8825 è : (Vref=corrente/2) dunque facendo il calcolo ho (1.2/2=0.6) che porto a 0.4 per non portare a limite il motore. Dunque col tester metto il puntale rosso sul potenziometro del drv8825 e quello nero sul gnd del drv8825 e con un giravite ceramico giro il potenziometro finchè sul tester leggo 0.4V. Tutto giusto?? Oppure empiricamente se i motori vedo che non vanno molto posso alzare la vref anche di più controllando solo che le temperature di driver e motori non vadano troppo oltre?

    Inoltre: questa regolazione devo farla in full stepping quindi togliendo tutti i ponticelli sulla ramps 1.4 sotto il drv8825 o in microstepping lasciando tutti i ponticelli messi?? E l’ alimentazione (mentre regolo il potenziometro del drv8825) è sufficiente alimentare con l’usb l’arduino mega o attacco tutto compreso usb e alimentatore??
    Grazie mille di ogni dritta 🙂

      • odino87 on 16 novembre 2015 at 15:31
      • Reply

      Ciao
      per una regolazione “teorica” precisa si dovrebbe fare come hai detto tu, cioè puntale sul potenziometro e uno sul GND (anche se io uso il ground generico della ramps per comodità :D) e regoli al valore da te calcolato.
      Tuttavia per prove effettuate, ho visto che alle volte ho dovuto regolare “ad occhio” (o meglio dire ad orecchio) il driver proprio mentre il motore lavorava.
      Cioè sempre usando un cacciavite ceramico aumentavo o diminuivo la tensione fino a quando il motore “suonava” in modo più armonioso possibile. Naturalmente senza che questo pregiudichi la potenza erogata dal motore.
      Inoltre ultimamente ho fatto tutte le regolazioni con l’alimentazione ramps accesa, perchè senza di essa e solo con usb non mi dava dei valori corretti.

      Naturalmente nel regolare ad occhio la tensione ci si dovrebbe assicurare di non portare l’amperaggio erogato sopra il valore consigliato. Perchè se mantenuto per un tempo prolungato potrebbe danneggiare il motore. Se ti serve più potenza invece di aumentare la corrente erogata dal driver dovresti cambiare motore con uno più potente (la cui corrente rimanga però sempre nel limite di quella erogata dal driver).

      Se ti serve ancora qualcosa chiedi pure 🙂

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