[3Drag] Sostituzione e miglioramento driver per motori stepper

Prima di tutto un po di teoria:

I motori passo-passo sono particolari motori in corente continua la cui rotazione è ottenuta mesiante l’eccitazione in sequenza degli avvolgimenti in esso contenuti.

Sono anche chiamati step-to-step o stepper per indicarne il caratteristico movimento per step (passi) successivi.

La differenze maggiori con i comuni motori in corrente continua sono:

• la mancanza di spazzole;
• la presenza di un maggior numero di fili;
• la possibilità di conoscere la posizione dell’albero senza bisogno di encoder;
• la necessità di essere pilotato con un elettronica aggiuntiva di tipo digitale (driver)

Allo stesso modo se avessimo avuto indicazione in merito al numero di passi avremmo potuto calcolare lo spostameto dell’asse con la formula: 360° / numero di giri = grado di spostamento per step.

Ogni motore in oltre richiede un determinato assorbimento di corrente per fase, i nema 17 della 3drag sono in grado di richiedere fino a 2.5A per ogni step

Se le caratteristiche del produttore non fossero sufficenti, e ne viene riporata la costruzione ed il modello, possiamo fare una ricerca su internet per rintracciare altre informazioni come la tensione di alimentazione Volt.

Non estrarre il rotore, diversamente la coppia del vostro motore si ridurrà permanentemente (circa il 50%)

Il fenomeno accade perchè, il rotore è di fatto un magnete permanente con numerose espansioni polari. Il processo di magnetizzazione avviene quando il motore è gia assemblato, cioè con il rotore alloggiato all' interno dello statore. In queste condizioni il flusso magnetico generato dal rotore si richiude attraverso il materiale ferromagnetico da cui è composto lo statore. Se si estrae il rotore viene a mancare il circuito magnetico dello statore ed il rotore si smagnetizza sensibilmente

Come detto poco sopra i motori passo passo hanno bisogno dei driver per essere pilotati, la 3Drag monta dei Pololu A4988 che hanno come corrente Max per fase 2.0A e la possibilità di ridurre elettronicamente il passo del motore ad 1/16. Per Aumentare la precisione di stampa possiamo sostituire questi driver con il fratello maggiore il Pololu DRV8825 che ha come pro una maggiore corrente per fase 2.2A e una riduzione elettronica dei passi di 1/32 andando di fatto a raddoppiare la precisione di rotazione dell' albero motore

Elenco delle differenze tra i driver

Come vediamo dalla tabella, i nuovi driver di pololu sono in grado di erogare piu corrente riducendo la possibilità di perdita di passi ma soprattutto hanno un range di micorstep che arriva fino a 1/32 di passo ciò vuol dire che andremo a raddoppiare la precisione di stampa dato che per fare lo stesso spostamento, ad esempio 1mm in X, sarà necessario eseguire il doppio dei passi richiesti con il driver A4988.

I nuovi dirver possono essere acquistati su questo sito nella sezione SHOP 

Attenzione

Fare molta attenzione quando acquistiamo i nuovi driver DRV8825 perchè ne esistono 2 modelli md20a e md20b. Le caratteristiche sono identiche, ma il modello md20a per funzionare con la 3Drag ha bisogno di una resistenza da 10k hom 1/4w tra i pin SLEEP e FAULT.

Le 2 versioni dono identificabili grazie ad un componente SMD mancante nel modello md20a

Dopo aver sostituito i 4 driver originali con questi nuovi qua bisogna passare alla taratura del Vref, ovvero a quante A per fase faranno lavorare i nostri motori. per tarare il piccolo trimmer consiglio di usare un cacciavite ceramico o plastico per evitare di incappare in cortocircuiti che possono essere letali per il driver. Procedere nella taratura come descritto sul manuale di montaggio della 3Drag, il valore da raggiungere è quello che piu ci piace. Il Range di Vref va da 0.0 a 1.1.

Per evitare perdite di passi dei motori e per avere una maggiore coppia io consiglio di impostare i driver a 0.8/0.85 in modo da far lavorare i motori a 1.6/1.7 A. Con questa configurazione però i driver hanno bisogno di un dissipatore d' alluminio aggiuntivo acquistabile QUI per dissipare meglio il calore generato, consiglio in oltre di mettere una ventola che punta in tutta l' elettronica della 3Drag creando un ricircolo d' aria forzato che aiuta a mantenere basse le temperature allungato la vita dell' elettronica.Per come è progettata lè elettronica della 3Drag i DRV8825 sono gia pronti per lavorare a 1/32 di passo 

Dopo aver montato e calibrato il tutto dobbiamo andare a modificare alcuni valori nelle EEPROM per dire all' elettronica della stampante che abbiamo aumentato i microstep di conseguenza dobbiamo cambiare i valori step per mm.

I nuovi valori da impostare sono:

Buona stampa a tutti