TMC2100/de

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TMC2100

Release status: working

TMC2100 preview.jpg
Description TMC2100 Schrittmotortreiber
License CC-BY-SA
Author unknown
Contributors
Based-on unknown
Categories Electronics
CAD Models github.com/watterott/SilentStepStick Eagle source files
External Link

TMC2100 sind die leisesten Pololu-kompatiblen Schrittmotortreiber, die derzeit verfügbar sind.. Die Baugröße entspricht den beliebten Pololu-Treibern und die Pinbelegung ist kompatibel, aber nicht identisch. Die Treiber können auf allen gängigen Elektroniken, also z.B. 8-Bit Elektroniken wie RAMPS, Rumba, GT2560 oder auch 32-Bit Elektroniken wie RADDS oder AZSMZ und allen anderen Pololu-kompatiblen RepRap-Elektroniken eingesetzt werden.

Contents

Spezifikation

  • Treiber-IC: Trinamic TMC2100 für sehr leisen Motorlauf
  • Hardware kompatibel mit StepStick und Pololu A4988 Treibern
  • 1,25A RMS-Dauerstrom (entspricht etwa 1,77A Imax)
  • kurzzeitiger Spitzenstrom 2,5A pro Motorspule
  • Motorspannung: 5.5 - 46V oder 4.75 - 46V (5V SilentStepStick)
  • Step/Dir Interface mit Mikroschrittfunktion (Interpolation von bis zu 256 Mikroschritte)
  • automatische Stromreduzierung im Stillstand
  • Modus: stealthChop - für einen sehr leisen Lauf
  • Modus: spreadCycle - für eine hohe Dynamik und Drehmoment

Besonderheiten im Vergleich zu anderen Schrittmotortreibern

Bei den TMC2100 Schrittmotortreibern sind ein paar Besonderheiten zu beachten.

  • Die Treiberplatine wird "kopfüber" montiert, mit dem Chip und dem Potentiometer nach unten. Um das zu ermöglichen, ist die Pinbelegung dazu gespiegelt.
  • Der Kühlkörper wird auf der Rückseite direkt auf der Platine montiert. Dies ist viel besser, da die Wärme besser durch die Durchkontaktierungen (Heatpipes) der Platine geleitet wird, als durch die dicke Kunststoff-Schicht des Chips selbst.
  • Das Poti ist über ein Loch durch die Platine hindurch erreichbar um der Montage kopfüber gerecht zu werden.
  • Der Betriebsmodus "stealthChop" ist fast lautlos und für die meisten Einsatzzwecke geeignet, auch für 3D-Drucker außer dem Extruder. Bei Schrittverlusten kann man die Beschleunigungswerte per Software herab setzen oder den stärkeren spreadCycle Modus verwenden.
  • Der Betriebsmodus "spreadCycle" bietet mehr Drehmoment und ist nicht lautlos.

Pin-Konfiguration

Da bei unterschiedlichen Elektronik-Boards wie z.B. RAMPS, RADDS, RUMBA, etc leider auch die Beschaltung der Pins unterschiedlich gelöst ist, ist es zu empfehlen, die 3 config-Pins (CFG1, CFG2 und CFG3) nicht zu bestücken. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass bei einem Wechsel der Elektronik der Schrittmotortreiber angepasst werden muss. Für den Modus "stealthChop" müssen die CFG1, CFG2 und CFG3 Pins offen/unbeschaltet sein. Für den Modus "spreadCycle" muss der Pin CFG1 mit GND verbunden werden und CFG2 und CFG mussoffen/unbeschaltet sein. Dies kann durch eine kleine Drahtbrücke realisiert werden (siehe Bilder).

Die Pins DIAG1 und DIAG2 sind ohne Funktion und können ebenfalls ausgelassen werden.

Die verschiedenen Betriebsmodi stellt man durch Beschaltung der CFG-Pins ein, die grün hinterlegten Zeilen sind die empfohlenen Betriebsarten.

CFG1 CFG2 Schrittteilung Interpolation Modus
GND GND 1 (Vollschritt) keine spreadCycle
VCC GND 2 (Halbschritt) keine spreadCycle
Offen GND 2 (Halbschritt) 256 µ-Schritte spreadCycle
GND VCC 4 (Viertelschritt) keine spreadCycle
VCC VCC 16 (µ-Schritte) keine spreadCycle
Offen VCC 4 (Viertelschritt) 256 µ-Schritte spreadCycle
GND Offen 16 (µ-Schritte) 256 µ-Schritte spreadCycle
VCC Offen 4 (Viertelschritt) 256 µ-Schritte stealthChop
Offen Offen 16 (µ-Schritte) 256 µ-Schritte stealthChop

Bilder

Schaltplan
Anschlussplan
CFG-Pins
Pin-Belegung
Ansicht Oberseite (spreadcycle)
Ansicht Unterseite (spreadcycle)
Vref-Pins

Referenzspannung/Motorstrom einstellen

Der beste Weg den Motorstrom zu justieren, ist die Spannung am Vref-Pin (0 - 2,5V) zu messen und diese dann mit dem Potentiometer einzustellen. Der maximale Dauerstrom beträgt 1,25A (Irms) oder 1,77A (Imax) und wird durch den 0,11Ω-Sense-Widerstand bestimmt.

Formeln zur Berechnung der Werte:

Irms = (Vref * 1.77A) / 2.5V

Irms = Vref * 0.71

Imax = 1.41 * Irms

Vref = (Irms * 2.5V) / 1.77A

Vref = Irms * 1.41

Vref = Imax


Beispiel:

Eine Spannung von 1,0V am Vref-Pin setzt den Motorstrom auf 0,71A Irms / 1A Imax.

Vref = (Irms * 2.5V) / 1.77A

1V = (0,71A * 2.5V) / 1.77A


Bitte beachten: An manchen Schrittmotortreibern, z.B. den A4988, stellt man den maximalen Strom ein (Imax) bei anderen den RMS-Strom (Irms), wie z.B. den TMC2100.

weitere Informationen

Github: SilentStepStick

Zusammenfassung als PDF: File:SilentStepStick v1.0 summary.pdf

Bezugsquellen

TMC2100 SilentStepStick (3-5V) at watterott.com DE

TMC2100 SilentStepStick (5V) at watterott.com DE

TMC2100 SilentStepStick (3-5V) at stepstick.pl PL

TMC2100 SilentStepStick (5V) at e3d-online.com UK

TMC2100 SilentStepStick (3-5V) at filastruder.com USA

Nachbauten/Clones (kein Schaltplan verfügbar):

TMC2100 SilentStepStick at orballoprinting.com ES

TMC2100 SilentStepStick at robotdigg.com CN (hohe Versandkosten)