Драйверы шаговых двигателей 3D-принтера управляют вращением двигателей и могут вызывать шум. Читайте дальше, чтобы узнать о лучших вариантах драйверов шагового двигателя!
Шаговые двигатели — это особый тип двигателей с высоким крутящим моментом, обычно используемых для управления движущимися частями в 3D-принтерах. Шаговые двигатели работают с магниточувствительным валом, который движется при включении окружающих его электромагнитных катушек. Когда только одна катушка полностью запитана, это называется полным шагом, потому что вал перемещается на один полный шаг.
Однако вал также может перемещаться микрошагами, что достигается за счет питания двух электромагнитных катушек на разных уровнях. Микрошаг — это более точный способ передвижения со своими достоинствами и недостатками. Существуют разные уровни микрошага в зависимости от доли полного шага двигателя (например 1/32, 1/64).
Драйверы шагового двигателя — это компонент на материнской плате 3D-принтера, отвечающий за управление мощностью, подаваемой на электромагнитные катушки на шаговом двигателе, для вращения вала двигателя на определенное расстояние. Драйверы шагового двигателя и их способность к микрошагу существенно влияют на шум, производимый принтером.
Если вы использовали шаговые двигатели, оборудованные только для полных шагов, чтобы достичь полушага, электромагнитные катушки будут постоянно получать и терять мощность, а вал будет колебаться между двумя катушками примерно на полпути. Это колебание вызовет сильную вибрацию, создающую много шума. Чем лучше микрошаговые возможности драйвера шагового двигателя, тем меньше вибраций он будет производить и тем тише будет работать принтер.
Существует множество различных марок и моделей драйверов шаговых двигателей, и все они различаются по качеству и эффективности. В этой статье мы рассмотрим несколько различных драйверов шагового двигателя, которые отлично подходят для 3D-принтеров.
TMC2209
Драйвера TMC2209 являются улучшенной версией Trinamic управления перемещения по сравнению над своим предшественниками. Как и большинство современных драйверов шагового двигателя, драйверы TMC2209 делают ваш 3D-принтер очень тихим, и вы можете найти их на некоторых материнских платах, таких как BigTreeTech SKR E3 V1.1.
В отличие от TMC2208, драйверы TMC2209 действительно работают с функцией линейного продвижения Marlin, в то время как оба рассчитаны на микрошаг 1/256. Эти драйверы также могут выполнять самонаведение без датчика — функция, которая позволяет избежать использования ограничителей и может сэкономить деньги, если вы строите принтер. Недостатком этих более сложных и дорогих драйверов является то, что они могут сильно греться, если не охлаждать должным образом, в соответствии с TeachingTech.
Проверить цену драйвера TMC2209 на сайте:
A4988
Драйвер A4988 один из старейших этого списка, разработанный Allegro MicroSystems. Хотя драйвер модели A4988 не является последней или лучшей моделью драйвера, это надежный вариант для 3D-принтеров.
Драйверы A4988 не сделают ваши двигатели такими же тихими, как новые драйверы (например TMC2209), и их можно найти интегрированными в материнские платы более низкого уровня, такие как самые ранние платы Creality Ender 3 (V1.1.2 и V1.1.3). В зависимости от производителя, эти драйверы обычно имеют деление до 1/16 микрошага, что конечно не выделяется из толпы, но может соответствовать вашим минимальным требованиям.
В отличие от большинства современных драйверов, драйверы A4988 не имеют многих совместимых режимов, что означает, что они не смогут выполнять некоторые функции 3D-печати (например несовместимы с Marlin функцией Linear Advance). Также в некоторых обзорах пользователи отмечали, что регулировка потенциометров драйвера (инструмент делителя напряжения) может быть затруднена.
- Разработчик: Allegro MicroSystems
- Деление микрошага: 1/16
- Режимы работы драйвера: Смешанное затухание тока, медленное затухание тока, с функцией автоматического выбора
Проверить цену драйвера A4988 на сайте:
TMC2130
Драйвер TMC2130 — это старший брат TMC2100, который чаще всего можно встретить под капотом принтеров Prusa Research и клонов Prusa. В то время как большинство драйверов создаются для различных видов управления движением, Trinamic Motion Control разработала TMC2130 специально для 3D-принтеров.
Этот драйвер находится на более дорогой стороне драйверов шаговых двигателей, но то, что ему не хватает в доступности, он компенсирует качеством. Драйверы TMC2130 могут сделать ваш 3D-принтер супертихим, производители упоминают, что слышат только шум вентилятора.
Драйвер модели TMC2130 поддерживает микрошаг 1/256 и может работать в режиме StealthChop или SpreadCycle. Он также оснащен различными технологиями TMC, включая StallGuard2, CoolStep, защиту от короткого замыкания и ChopSync. Эти функции могут улучшить отпечатки вашего станка, повысив производительность драйверов и сделав их более надежными и умными, например, измеряя нагрузку на шаговый двигатель.
Мы рекомендуем TMC2130 вместо TMC2100, потому что TMC2130 поддерживает CoolStep и StealthChop — полезные функции. Кроме того, разница в цене между этими двумя устройствами довольно низкая.
Одним словом, TMC2130 — это отличный вариант для создания нового 3D-принтера, поскольку он был разработан с учетом особенностей 3D-печати. Мы рекомендуем приобретать модули TMC2130 с SPI-конфигурацией, поскольку автономный режим не позволяет использовать StealthChop или CoolStep.
- Разработчик: Trinamic Motion Control
- Рейтинг микрошагов: 1/256
- Режимы работы драйвера: StealthChop, SpreadCycle, с другими функциями, такими как ChopSync, StallGuard2, MicroPlyer и CoolStep
Проверить цену драйвера TMC2130 на сайте:
TMC2225
Найдено в популярной Creality V4.2.7, KingRoon KP3S платы и других последних материнских платах 3D принтеров, TMC2225 драйверы представляют собой отличный вариант для бесшумной печати по доступной цене. Эти драйверы настолько тихие, что многие обозреватели платы V4.2.7 отметили, что драйверы TMC2225 настолько заглушили двигатели своих принтеров, что они могут слышать только шум вентилятора.
В зависимости от конкретного типа драйвера TMC2225, драйвер может обрабатывать до 1/256 микрошагов (плата V4.2.7 рассчитана на 1/32), что отлично подходит для точной печати моделей. Обратной стороной этой модели драйвера является то, что он не работает с Marlin функцией Linear Advance при подключении в автономном режиме.
Проверить цену драйвера TMC2225 на сайте:
TMC5160
TMC5160 — это более мощная и еще более функциональная версия TMC2209. Большинство шаговых драйверов работают в диапазоне 0-2A, в то время как TMC5160 — от 0-10A! Кроме того, они могут работать от напряжения до 60 вольт.
Это огромное увеличение силы тока и напряжения означает, что вы можете управлять более крупными двигателями, такими как двигатели NEMA23, обычно встречающиеся на станках с ЧПУ. Кроме того, в высокоскоростных принтерах, таких как Voron и его производные, используются более мощные двигатели, поскольку они способны выдерживать усилия, необходимые для быстрого перемещения осей, гораздо лучше, чем двигатели NEMA17.
Драйверы TMC5160 не так греются, как TMC2209, что увеличивает срок службы драйвера и снижает риск его повреждения со временем в результате термоциклирования. Они также имеют функцию SixPoint для улучшения контроля ускорения. Наконец, драйверы работают в режимах SPI и UART, что упрощает настройку.
Если вы хотите создать высокоскоростной 3D-принтер или запустить огромные машины, то TMC5160 — это лучший выбор. Они недешевы, но в целом это лучший выбор для таких рабочих нагрузок.
- Разработчик: Trinamic Motion Control
- Деление микрошага: 1/256
- Режимы работы драйвера: StealthChop2, SpreadCycle, StallGuard2, CoolStep, DcStep, SixPoint motion, MicroPlyer
Проверить цену драйвера TMC5160 на сайте:
LV8729
Наконец, драйвер LV8729 — менее популярный вариант драйвера, но по-прежнему остается отличным выбором из-за его низкой цены. Этот драйвер не интегрирован ни в какие популярные материнские платы, но его можно приобрести в качестве вложения для открытых плат RAMPS (популярная модель материнской платы 3D-принтера).
Эта модель имеет несколько улучшенных функций по сравнению с драйвером A4988, но все же уступает по калибру (и цене) некоторым другим из нашего списка. Судя по звуку из теста TeachingTech, этот драйвер громче, чем большинство современных драйверов, но немного тише, чем драйвер A4988. Тем не менее, некоторые пользователи утверждали, что драйвер довольно хорошо справляется с высокими скоростями (например, 170 мм / с).
Драйвер LV8729 может работать с шагом 1/128 микрошага, что делает драйвер идеальным для достижения большей точности размеров при невысокой стоимости. Модель драйвера LV8729 также требует минимального количества проводов для достижения этого значения микрошага, но драйвер не имеет многих других функций или дополнительных режимов.
- Разработчик: OnSemi
- Деление микрошага: 1/128
- Режимы драйвера: StealthChop
Проверить цену драйвера LV8729 на сайте:
Рекомендации
При составлении этого списка мы обращали внимание на производителей драйверов шаговых двигателей, ища авторитетные бренды с опытом работы в области электроники. Однако бренды — это еще не все.
Деление микрошагов
Номиналы микрошагов — наименьшие доли, которые может обрабатывать драйвер шагового двигателя, — имеют большое значение для качества. Меньшая величина микрошага (обозначается большим знаменателем в микрошаговой дроби) означает более высокий уровень детализации, но зачастую делает драйверы более дорогими.
Режимы
Еще одно важное соображение — какие режимы работы драйвера существуют и с какой прошивкой они совместимы в вашем шаговом драйвере. Шаговые драйверы могут работать в трех режимах: Step/Direction, SPI и UART.
- Step/Direction — это самый простой способ запуска шаговых драйверов. Он не позволяет использовать какие-либо полезные функции и часто ограничивает количество микрошагов, которые вы можете достичь.
- SPI позволяет нам использовать интеллектуальные функции, такие как MicroPlyer или автоматическое переключение режимов. Это устраняет необходимость в определенных датчиках и способствует лучшему управлению драйвером.
- UART — наиболее распространенный интеллектуальный режим, позволяющий менять используемый режим на лету.
SPI и UART позволяют изменять другие настройки непосредственно из прошивки, но UART позволяет сделать еще больше. Мы рекомендуем использовать шаговые драйверы с режимом UART, когда это возможно.
Если вам нужно освежить в памяти наиболее популярные функции драйверов шаговых двигателей, ознакомьтесь с глоссарием терминов режима работы драйвера, приведенным ниже.
Прошивка
Существует три основных типа прошивок: Marlin, Klipper и RepRapFirmware (RRF). В мире 3D-печати почти каждый драйвер работает с каждым типом прошивки. Однако важно отметить, что включение определенных функций прошивки может потребовать от драйвера шагового механизма доступа к определенным режимам работы или функциям. Некоторые функции или версии прошивки могут быть несовместимы с определенными драйверами, поэтому обязательно тщательно проверьте документацию к прошивке на совместимость с приобретаемыми драйверами.
Цена
Нет смысла покупать самые дорогие драйверы из этого списка, если они вам не понадобятся. Чтобы облегчить выбор, мы включили информацию о подходящих случаях использования каждого драйвера. Например, вы, вероятно, не захотите использовать A4988 для управления Voron — A4988 загорится при попытке запустить двигатели на токе, необходимом для скоростей, используемых на Voron.
Глоссарий терминов режимов работы драйверов
Давайте рассмотрим общие характеристики шаговых драйверов, продаваемых сегодня. Эти термины важно понимать, чтобы сделать лучший выбор.
