A4988 vs DRV8825 Chinese Stepper Driver Boards/ru

From RepRapWiki
Jump to: navigation, search


Комбинация из Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 (появившаяся в Декабре 2014) широко доступна и широко используется для управления 3D принтера, либо в виде оригинальных компонентов, либо чаще из недорогих "Сделано в Китае" клонов. Недорогие "Pololu-style" платы шагового драйвера точно так же подключаются напрямую на плату RAMPS (обычно используется четыре или пять плат шагового драйвера) доступны из Китая с двумя различными микросхемами шагового драйвера, а именно Allegro A4988 и Texas Instruments DRV8825.

В то время как "Сделанные в Китае" платы шагового драйвера DRV8825 наиболее близкие или идентичные клоны оригинального Pololu платы шагового драйвера DRV8825, плата шагового драйвера A4988 наиболее близкий или идентичный клон платы шагового драйвера StepStick. Плата шагового драйвера StepStick совместима по контактам с Pololu A4988 Stepper Motor Driver Carrier, но имеет отличия в разводке печатной платы, которая бесплатно доступна под лицензией GPLv2.


недорогая "Сделано в Китае" плата RAMPS 1.4 без плат шаговых драйверов.


Насколько дорого эти платы шагового драйвера могут стоить? Ну, прямо сейчас партия из пяти "Сделано в Китае" плат шагового драйвера A4988 стоит примерно $6.80, в то время как аналогичный набор из пяти "сделано в Китае" плат шагового драйвера DRV8825 доступен примерно за $10. Некоторые DRV8825 можно найти по цене $1.62 за штуку.


A4988 and DRV8825 stepper driver boards side by side. A different A4988 based stepper driver.


Эта ситуация наводит на некоторые интересные вопросы: стоит ли использовать платы шагового драйвера DRV8825 вместо более популярных плат A4988 или нет? Кто из них лучше подходит для моего 3D принтера? Какие из них более надёжны / менее надёжны? Могу ли я смешивать платы A4988 с платами DRV8825? Есть ли какие то предостережения при использования этих плат, которые я должен знать?


Эта страница является попыткой дать исчерпывающую информацию, чтобы сделать рациональный выбор и ответить на эти и другие родственные вопросы, если это возможно.


A4988 and DRV8825 stepper driver boards, underside. A different A4988 based stepper driver.


Contents

Плата шагового драйвера A4988

I am pretty confident that the Allegro A4988 is an utterly tested and proven solution to drive stepper motors in RepRap 3D printers, and this fact should not be overlooked. As long as the following three conditions are met, these Made in China Allegro A4988 stepper driver boards seem to be bullet-proof workhorses:

  1. The stepper driver boards should not be inserted backwards in their respective slots on the controller board (Doh!).
  2. The stepper cables should not be disconnected from the boards while powered on.
  3. Proper airflow (i.e. active cooling or in other words, a fan) should be provided.

Incredibly enough that last condition is often not met, as many 3D printer kits seem to dispense with the use of a fan blowing some cool air over the controller and stepper driver boards and depend solely on convection / radiation. It is up to the users/builders to later add a fan on their own... or suffer the consequences!

An inexpensive "Made in China" Pololu-style stepper driver board based on the popular Allegro 4988 IC.

Не самое лучшее качество печатной платы и припоя, которое я видел в своей жизни, но ... она работает!

Токочувствительный резистор (Rs)

Примечательно, что оригинальная плата шагового драйвера StepStick использует 0.2 Ohm токочувствительный резистор (Rs) в то время как оригинальный Pololu A4988 stepper driver boards использует 0.05 Ohm токочувствительный резистор. Тем не менее, "Сделано в Китае" плата шагового драйвера A4988 может использовать различные токочувствительные резисторы в зависимости от производителя (обычно либо 0,05 Ом, 0,1 Ом или 0,2 Ом). Токочувствительный резистор это два маленьких чёрных компонента рядом с основным чипом. Сравните фотографию выше и проверьте детали ниже: зелёная "Сделано в Китае" плата A4988 идет с токочувствительный резистором 0.1 Ом (маркируются "R100") в то время как красный StepStick "Сделано в Китае" клон идёт с токочувствительный резистором 0.2 Ом (маркируется "R200"), в то время как другие "Сделано в Китае" платы A4988 могут идти с токочувствительный резистором 0.05 Ом (маркируются "R050"). Поэтому очень важно чтобы вы незамедлительно проверили вашу плату шагового драйвера и использовали точные значения токочувствительного резистора при расчете Vref по формуле (см. ниже).

Недорогой "Сделано в Китае" Pololu-style плата шагового драйвера A4988 использует 0.1 Ohm токочувствительный резистор, детали.

Ориентация A4988

ВАЖНО! Как уже упоминалось выше, установка шагового драйвера A4988 в неправильное положение убъёт его и возможно повредит плату RAMPS сразу после подачи напряжения, поэтому будьте внимательны с правильной ориентацией платы шагового драйвера, когда устанавливаете его в его сокет на плате контроллера. Когда вставляете в плату RAMPS 1.4, подстроечное сопротивление драйвера A4988 должно указывать на сторону, где расположены контакты LCD экрана.

Плата шагового драйвера DRV8825

И вот новый кандидат, плата шагового драйвера основанная на Texas Instruments DRV8825:


DRV8825 недорогая плата шагового драйвера.


Ориентация DRV8825

ВАЖНО! Как показано на картинках выше, плата шагового драйвера DRV8825 имеет подстроечное сопротивление на другой стороне печатной платы по сравнению с платой A4988, поэтому будьте внимательны с правильной ориентацией платы шагового драйвера, когда устанавливаете его в его сокет на плате контроллера. Когда вставляете в плату RAMPS 1.4, подстроечное сопротивление драйвера DRV8825 должно указывать на сторону, где расположен USB порт Ардуино или разъем питания RAMPS.

Подстроечное сопротивление

По умолчанию эти "Сделано в Китае" платы шагового драйвера DRV8825 приходят с Vref установленной в ~1.6V которое, если формула приведённая ниже правильна, слишком высокое и может даже повредить шаговый двигатель. Первая вещь которую вы должны сделать перед использованием драйвера DRV8825 это повернуть подстроечное сопротивление по часовой стрелке и уменьшать Vref примерно до 0.5V (1A тока), а затем сделать тонкую настройку.

Другая важная вещь которую следует помнить, это что Сделанные в Китае копии не идентичны оригинальной плате Pololu DRV8825. The exposed via, который соединяет Vref на оригинальной плате, на самом деле подключен к мосту B контакта питания (11) на "Сделанной в Китае" плате DRV8825. In order to set Vref, you have to measure it off of pins 12 and/or 13 on the actual chip or from the center pin of the adjustment pot--the via will just give 12V or so. Pins 12 and 13 are located just adjacent to the via. If you look at the traces on the board, the via goes to pin 11, then there are pins 12 and 13, and then the last pin is 14.


Место где настраивать Vref на "Сделано в Китае" плате DRV8825

Смешивание шаговых драйверов A4988 и DRV8825

Да, можно! (протестировано и замечательно работает)


Смешивание шаговых драйверов A4988 и DRV8825 на одном RAMPS 1.4? Да, можно!


Я решил протестировать на моей референсной P3Steel. Как указано ранее, я использовал шаговый драйвер DRV8825 для оси X и Y, а шаговый драйвер A4988 для оси Z и для экструдера. у меня уже были маленькие радиаторы на драйвере A4988 (не показано выше, сделаю снимки позже) так что я просто оставил их там, с другой стороны я не установил радиаторы на драйвер DRV8825 (см. ниже объяснения этого). Двенадцати вольтовый 80mm вентилятор обеспечивает активное охлаждение для шаговых драйверов и установленных на RAMPS 1.4 MOSFETs транзисторов. Шаговые драйверы DRV8825 настроены на 1/32 микрошага, а шаговые драйверы A4988 установлены в 1/16 микрошага. Что касается настройки силы тока, я использую два кардинально разных шаговых двигателя для оси X и оси Y, но в основном я использую все шаговые двигатели в этом принтере на 70% от их номинального максимального тока и они прекрасно работают и едва греются на ощупь.

После перекомпиляции Marlin с удвоением от оригинальной прошивки количества шагов/мм для оси X и Y и заливки в Arduino Mega 2560, я напечатал пару деталей для калибровки.

Честно говоря, я был приятно удивлен тем, насколько плавным стало движение по осям X и Y с использованием 1/32 микрошага. Я подозреваю что был неприятный резонанс с шаговым двигателем оси Y и тем как был настроен драйвер A4988, но теперь резонанс полностью исчез, и принтер стал печатать более тише и меньше вибрировать чем раньше. Если непредвиденные проблемы не возникнут в ближайшие несколько часов печати, я вероятно, никогда не вернусь на предыдущую конфигурацию.

Таблица сравнения

Таблица сравнения "Сделано в Китае" платы шагового драйвера A4988 и DRV8825, для использования в RepRap:

A4988 DRV8825
Доступность очень широко распространена широко распростронена
Средняя стоимость $6.80 / 5 шт. $10 / 5 шт.
Мaкс. теоретический ток 2A 2.5A
Макс. микрошаги 16 32
Цвет печатной платы Зелёный / Красный Фиолетовая
Подстроечное сопротивление сопротивления току Да, рядом с контактом Dir Да, рядом с контактом En
Типичное значение Rs 0.05 Ohm или
0.1 Ohm или
0.2 Ohm
0.1 Ohm
формула Vref (*) I_TripMax= Vref/(8*Rs) I_TripMax= Vref/(5*Rs)
Защита от перегрева (**) Да Да
Слоев печатной платы 2 4
Маленький радиатор в комплекте (***) Почти всегда Иногда нет
Требует активного охлаждения? Рекомендуется Рекомендуется
Форм фактор 5x5mm 28-lead QFN 9.7x6.4mm 28HTSSOP

Note that some important technical characteristics from the respective datasheets of the ICs are not directly comparable. For example, the DRV8825 is fully specified in terms of thermal characteristics, the A4988 is not. Another important characteristic that unfortunately is not directly comparable is RDSon, which is specified at different current levels in the respective IC datasheets.


(*) Регулировка тока шагового двигателя

См. эти инструкции: Pololu_stepper_driver_board#Tuning_motor_current.

(**) Защита от перегрева

Очень важно держать шаговый драйвер ниже определенной температуры во время печати, так как оба шаговых драйвера имеют защиту от тепловой перегрузки, и когда защита срабатывает (как правило драйвер в этот момент умирает температура достигает 150 ~ 160 С), отключаются выходные каскады т.е. прерываются все команды в пострадавший шаговый двигатель, и при этом, печать рушиться.

(***) Радиаторы

Ещё достоверно не определили, насколько реально маленькие алюминиевые радиаторы, показанные на изображениях выше, влияют на охлаждении микросхем, так как для обоих шаговых драйверов гораздо больше зависимость от правильной разводки печатной платы и припоя площадки контакта (так же как надлежащий обдув воздухом, помните об этом!) для отвода тепла, а не для рассеивания через верхнюю часть корпуса микросхемы. Это потому, что оба шаговых драйвера имеют открытую металлические площадку 'под' чипом, который опирается на печатную плату, и это "путь наименьшего сопротивления" для рассеивания тепла. Второй путь рассеивания идет через выводы чипа и в этом аспекте DRV8825 обеспечивает, возможно, немного лучшее рассеивание мощности по сравнению с безвыводным A4988. По моему мнению, рассеивание через вершину микросхемы здесь практически не имеет значения.

Datasheets


Случаи использования

(добавьте сюда ваш собственный случай)


Пользователь Кол-во плат Тип шагового драйвера Плата контроллера Ток на оси XYZ Ток на экструдер Время использования Картинка, если доступна Примечания


AndrewBCN 4 A4988 RAMPS 1.4 800mA 1A 3 месяца Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + 4 x A4988 шаговых драйвера + 80mm вентилятор, во время печати. Охлаждение 80mm вентилятором дующим прямо на шаговые драйверы. Без нареканий.
AndrewBCN 4 2 x A4988

+

2 x DRV8825

RAMPS 1.4 800mA 1A Тестирование Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + 4 x A4988 шаговых драйвера + 80mm вентилятор, во время печати. Та же конфигурация что и выше, замена драйверов для оси X и Y и настройка на 1/32 микрошага. Плавное смещения Х и Y кареток, гораздо меньше шума и вибрации, когда печатаешь по сравнению с предыдущей конфигурацией.
Cloggie 4 3 x A4988

+

1 x DRV8825

RAMPS 1.4 Не замерял Не замерял Тестирование Нет RepRap Mendel. Замена шаговика экструдера на DRV8825 и настройка на 1/16 микрошага. BullDog Lite начал печатать более качественно с разрешением слоя в 50 микрон (До этого было 200 микрон). Настройки тока не критичны для меня.
Шаблон  ?  ?  ?  ?  ?  ? N/A (Любая полезная информация добавляется сюда)