¿Micropaso falso en los controladores de paso A4899 y LV8729?

Question

Construí una plantilla de prueba para experimentar con el controlador de pasos A4988 de 16 pines de un amigo, e incluso añadí LEDs bidireccionales a las salidas y, LEDs normales a las entradas, para ver si se comportaba como se esperaba.

Por defecto, hace un círculo completo en 200 pasos, y ambas bobinas fueron siempre impulsadas. Bien. Si se ajusta MS1, cada dos pasos se apaga una bobina. 200 pasos la giran a la mitad. Esperado.

Pero en cualquier modo de "micropaso" saltado, y pulsando MUY lentamente, puedo ver y sentir que MERELY COUNTS pasos, antes de los dos últimos. Por ejemplo, en el Paso 16, los primeros 14 pasos no hacen nada. El Paso 15 avanza medio paso, y el Paso 16, el siguiente paso completo.

No hay PWM, ni voltajes fraccionados. Sólo cuenta hasta los dos pasos finales, y medios pasos.

Así que pedí un par de controladores LV8729 del mismo estilo de 16 pines RAMPS de BigTree en Ali. Ciertamente, estos serían microstep ... pero no. Precisamente el mismo comportamiento.

Cualquier cosa por encima de medio paso, sólo cuentan hasta los dos pulsos finales en la secuencia. No hay PWM modulado, y no hay intermedios. El medio paso es la resolución más fina disponible.

¿Alguien tiene la misma experiencia? ¿Hay algún secreto para obligar a este estilo de controlador de paso a hacer microstepping real?

No he encontrado ninguna referencia en línea a la falsa microdirección en los controladores de paso baratos. Es difícil imaginar que se vendan millones de ellos, sin verdaderos pasos fraccionados PWM. Alguien se daría cuenta, ¿eh? Sin embargo, a velocidades normales, es difícil que un humano lo vea.

Puede que mis expectativas estén equivocadas.

Answer 1

Respuesta corta: Estos controladores están hechos para trabajar con una clase específica de steppers para impresoras 3d, y no activarán el PWM en la región de los micropasos hasta que se consuma una cantidad determinada de corriente.

Mi problema fue que el stepper que estoy usando para probar estos drivers estilo RAMPS es rescatado de un viejo disquete de 5.25. Funciona a 12V, cableado para la operación bipolar, y tiene 200 pasos completos por rotación ... todo muy parecido a un NEMA 17, pero simplemente no dibuja suficiente corriente para activar correctamente PWM, excepto ligeramente, en el mismo punto del pote de ajuste.

Ahora entiendo que estos controladores están monitoreando activamente el consumo de corriente y ajustando el ciclo de trabajo en consecuencia. Están hechos específicamente para dar pasos completos.

Hay otros tipos de chips controladores que funcionan como yo esperaba, y ya he construido algo similar con un puente H doble y una MCU.

Vamos a ver si consigo cerrar esta pregunta.

Answer 2

Pregunta

La operación de micropaso del A4899 parece no funcionar como se especifica. ¿Es un microstepping falso?

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Respuesta

Respuesta corta

He comprobado que mi A4988 está haciendo microstepping real, como se especifica en la hoja de datos.

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Respuesta larga (TLDR)

Resumen

Esta larga respuesta muestra cómo se prueba el A4988 utilizando

1. Señal de alta frecuencia, 1kHz, ciclo de trabajo del 50%, utilizando un osciloscopio para medir el tiempo/rendimiento de los micropasos, y,

2. Señal de baja frecuencia, 20Hz, 10% ~ 90% de ciclo de trabajo, utilizando un cronómetro para cronometrar a mano las operaciones de paso completo, medio paso y micro paso.

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Referencias

(1) Ficha técnica del A4988 - Allergo

(2) Módulo controlador de motor paso a paso A4988 - AliExpress US$0.6

(3) ¿Micropaso falso en los controladores de paso A4899 y LV8729? - @GnuReligion, EESE, Preguntado 2021apr14

(4) ¿Cuáles podrían ser las razones de un motor paso a paso tartamudeando con un driver A4988? [Bloqueado] EESE, Preguntado 2021apr05

(5) ¿Qué es mejor para la precisión? Motor paso a paso VS Motor DC [Cerrado] - EESE 2021apr13

(6) AliExpress HK42BYG250-001 Motor paso a paso NEMA17 | Alto par 1.2A 38mm motor paso a paso para la impresora 3D 42 con retroalimentación de velocidad

(7) Vídeo en Youtube de A4988 Full Step Performance - tlfong01 2021apr18

(8) RpiMotorLib librería python para accionar stepper NEMA 17 para A4988 - DiyProjects 2021feb09

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Apéndices

Contenido

Appendix A - Testing A4988 using 1kHz 50% Ducty Cycle Square Wave

Appendix B - Testing A4899 using 500Hz, 50% square wave

Appendix C - Testing A4988 Micro Stepping using 20Hz, 50%dc signa

Appendix D - Proof of concept - Motor speed is independent of PWM pulse width

Appendix E - Clarify difference between A4899's Step and Enable Signals

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Apéndice A - Pruebas del A4988 con una onda cuadrada de 1kHz y 50% de ciclo de conductividad

Registro del chat #1

GnuReligion, acabo de empezar a jugar con A4988 hace un par de días. Sólo he probado el paso completo con un motor bipolar con señales A y B del encoder de cuadratura. Esta tarde he utilizado onda cuadrada de 1kHz, 50%dc como pausas de paso. La prueba preliminar muestra que el modo de paso completo, medio paso y 16º paso conduce el motor de más lento a más rápido. He subido las capturas de pantalla del osciloscopio como respuesta. No entiendo como cuentas los movimientos de los pasos. ¿Utilizas una frecuencia muy lenta, digamos 1 paso de pausa por segundo, y usas tus ojos humanos para hacer el conteo?

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Youtube A4988 Prueba 01

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Apéndice B - Pruebas del A4899 con una onda cuadrada de 500 Hz y 50%.

Paso completo

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Medio paso no seguro

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Paso 16

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Apéndice C - Pruebas del Micro Stepping A4988 utilizando una señal de 20Hz, 50%dc

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Configuración

1. A4988 Ajuste - (a) paso completo, (b) medio paso, (c) microstepping (16º paso)

2. Ajuste de la pausa de paso = 20 pulsos de paso por segundo (20Hz, 50%dc)

3. Motor paso a paso HK42BYG250-001 1,8 grados (360 / 1,8 = 200 pasos por revolución)

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Resultados

Tiempo empleado para una revolución:

Paso completo ~= 10 segundos

Medio paso = ~= 20 segundos

Paso 16 = ~= 2:39 min ~= 159 ~=160 segundos

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Conclusión:

El microstepping a4899 parece funcionar bien.

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Apéndice D - Prueba de concepto - Rendimiento del A4899/Funcionamiento/La velocidad del motor es independiente de la anchura del pulso de la entrada del pulso de paso

Configuración

1. Frecuencia de los pulsos = 20Hz = 20 pulsos por segundo

2. Ancho de pulso (a) 10% dc, (b) 20% dc, (c) 90% dc

Resultados

Los tiempos que se toman por revolución para diferentes anchos de pulso: 10%, 50%, 90% son todos iguales: 10 segundos.

Conclusión:

La velocidad del motor es independiente de la anchura del impulso.

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Apéndice E - Aclarar la diferencia entre las señales de paso y habilitación del A4899

Hasta ahora he estado utilizando la señal de paso para probar que el A4899 puede detectar la configuración del puente de micropaso y realizar la operación. Pero puede que haya confundido a los lectores con que el pin/señal Step se utiliza para controlar la velocidad del motor. Es cierto que la frecuencia de los pulsos Step se puede utilizar para controlar la velocidad del motor, pero creo que la señal Step se utiliza para posicionar el motor, o las revoluciones y los grados recorridos. Creo que es la señal de habilitación que puede ser PWM, se utiliza para controlar la velocidad del motor. Así que ahora estoy extrayendo los materiales de la Ref 4 y se coloca aquí para la discusión.

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Las funciones de las clavijas.

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A4899 Resumen de especificaciones

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Resumen de las especificaciones del motor paso a paso

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Notas

La especificación del motor anterior muestra que el par disminuye con el aumento del par. Para futuras pruebas, se utilizará el valor por defecto de 1KHz, 50%dc.

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