Driver. Motor paso a paso.
Samovar 7.00: el sentido de giro del motor y la aceleración suave se configuran en la pestaña «Motor paso a paso» («Шаговый двигатель») del configurador.
El proyecto usa drivers de motor paso a paso (en adelante, el motor) A4988 o DRV8825.
¿Qué driver elegir? Lea este artículo para hacerse una idea del tema; las diferencias principales entre estos drivers se dan al final.
Lo mejor es montar el driver igual que el ESP32: sobre una tira de pines.
Antes de configurar el driver, el ESP32 debe estar montado en la placa y con el sketch de Samovar cargado.
No conecte la alimentación ni el motor.
Tome el driver y, guiándose por las marcas de los pines de la placa del driver y de la placa de circuito impreso, insértelo en la tira de pines.
Compruebe con un multímetro en modo de continuidad: los pines GND deben estar a masa, VMOT debe recibir +12 voltios del conector de alimentación VIN y VDD, +3,3 del primer pin del ESP32.
Aplique 12 voltios al conector VIN. Puede comprobar una vez más que las tensiones están presentes.
La placa de circuito impreso tiene interruptores para el driver:
- H1: una los tres pines
- SW1: si hay interruptores, póngalos todos en OFF. Si no hay interruptores, no coloque los puentes por ahora.
Ahora hay que configurar el driver.
No conecte el motor.
El driver es delicado. Incluso hay quien recomienda configurarlo con la alimentación desconectada.
Es decir, gire un poco el potenciómetro de ajuste, aplique la alimentación, mida la tensión, desconecte la alimentación y vuelva a girarlo. Y así una y otra vez, hasta fijar el valor necesario.
Hay otra forma más rápida.
Use un destornillador con mango aislado. Conecte una punta del multímetro a masa (GND) en cualquier punto de la placa y, con la otra, toque con cuidado el potenciómetro y gire el cursor con el destornillador, o bien ponga una "pinza de cocodrilo" en la punta, sujétela a la punta del destornillador y gire el destornillador a través de la pinza.
El procedimiento de ajuste se describe en los enlaces.
Conexión del motor paso a paso.
El proyecto usa un motor paso a paso bipolar NEMA17. Compruebe primero que el motor corresponde al proyecto.
Los motores bipolares tienen dos bobinados independientes. Los motores de distintos fabricantes pueden tener una disposición de pines diferente.
Conecte al motor el conector con cables que viene en el kit, tome cualquier cable y, con el multímetro en modo de continuidad, busque su pareja. Es un bobinado. Marque los dos cables. Compruebe la segunda pareja. Si pita, bien.
Ahora tome cualquier cable de una pareja y cualquiera de la otra. Compruébelos. No deben pitar. Si pitan, el motor no es bipolar.
Ahora conecte el motor al conector de la placa de circuito impreso. Según la imagen de arriba, 1A-1B es un bobinado y 2A-2B, el otro. "A" es el principio del bobinado y "B", el final. Por supuesto, puede conectarlo exactamente según las marcas, pero no es necesario.
Lo principal es conectar un bobinado a los pines 1A-1B del driver y el otro a 2A-2B. Da igual cuál vaya a cada lado, y da igual si es el principio del bobinado o el final.
Conectado. Aplique la alimentación. El motor no gira. Abra la interfaz web y dé la orden de extracción.
El eje del motor debe empezar a girar.
El motor zumba y no gira; el motor gira a tirones
-
Compruebe que el motor está conectado al driver correctamente y que realmente está conectado. Al propio driver, no solo a la placa de circuito impreso.
-
Compruebe que hay +3,3 voltios en los pines RST y SLP del driver.
-
En la interfaz web, en la página de Ajustes, pestaña «Bomba» («Насос»), pulse «Calibración de la bomba» («Калибровка насоса»). Si el campo «Velocidad del motor paso a paso» («Скорость шагового двигателя») tiene 8000 (o algo parecido), cámbielo a 800
(mensaje del foro: ...Tuve una situación parecida al configurar Samovar. La diferencia era el driver TMC2208. El problema se resolvió eligiendo la división de paso: la bomba solo funcionaba de forma estable a 1/8, y en los demás modos zumbaba o iba a tirones con saltos enormes (aunque en otro aparato este driver y esta bomba funcionaban con todas las divisiones; la única diferencia estaba en las señales de control, 5 V en lugar de 3,3 V). Quizá tenga que ver con la frecuencia de los impulsos STEP; entonces pruebe a elegir el parámetro «velocidad del motor paso a paso» («скорость шагового двигателя») en la ventana «Calibración del motor paso a paso» («Калибровка шагового двигателя») (por ejemplo, ponga 4000 en lugar de 8000). Y después calibre con 100 ml.
Recuerde que los modos de funcionamiento del motor se eligen con la alimentación de la placa de Samovar completamente desconectada.)
Si el eje gira en sentido contrario, intercambie los cables de cualquiera de los bobinados en la conexión a la placa.
Nota.
En el archivo Samovar_ini.h hay una línea que permite cambiar el giro por software:
//#define STEPPER_REVERSE //invertir el sentido de giro del motor paso a paso
En el configurador es la casilla «Sentido inverso del motor paso a paso» («Обратное направление шагового двигателя») de la pestaña «Motor paso a paso» («Шаговый двигатель»); en la misma pestaña está «Aceleración suave del motor paso a paso» («Плавный разгон шагового двигателя») (USE_STEPPER_ACCELERATION). Pero es más cómodo intercambiar los cables una vez que vigilar el parámetro en cada actualización.
Haga funcionar el motor a distintas velocidades mediante el programa de extracción. Ponga la extracción a 70-150 ml/h. Sujete el cuerpo del motor con una mano e intente detener el eje con la otra; si el eje se detiene fácilmente, vuelva a la configuración del driver y suba un poco la tensión, literalmente 0,02-0,04 voltios.
Vuelva a comprobar lo fácil que es detener el eje.
Pegue sobre el chip del driver el disipador que viene en el kit.
Ahora puede montar el cabezal de la bomba. Lubrique antes los rodillos y el tubo con grasa de silicona neutra. Habrá que lubricarlos periódicamente (una vez cada 5-7 destilaciones); así se alarga la vida de los rodillos y del tubo, y el motor también trabaja más desahogado.
Pruébelo con la bomba: fíjese en si hay paradas, si el motor suena sobrecargado y cuánto se calientan el motor y el disipador del chip del driver...
Ahora puede pasar al ajuste fino, si hace falta.
Un poco de teoría.
A diferencia de los motores tradicionales de corriente continua y alterna, los motores paso a paso se mueven en pasos o incrementos discretos, de ahí el nombre de "paso a paso".
Cada paso de un motor paso a paso corresponde a un giro de un ángulo preciso. Normalmente el ángulo de paso es de 1,8° o 0,9°, lo que corresponde a una vuelta completa dividida en 200 o 400 pasos respectivamente.
Los motores NEMA17 estándar tienen un ángulo de giro de 1,8° por paso (200 pasos por vuelta completa)
El motor puede trabajar en varios modos: de paso completo y de micropaso.
El modo de paso completo es cuando el motor gira el eje 1,8° en 1 paso
En el modo de paso completo el motor tiene el mayor par de todos los modos.
El micropaso consiste en dividir el paso estándar en varios micropasos. El paso estándar se puede dividir en 2, 4, 8, 16 y 32 partes
La división del paso se fija con los interruptores SW1
MS1, MS2, MS3 son los pines de selección de la resolución de micropaso. Con ellos se elige uno de cinco modos:
Para el driver A4988
|
MS1
|
MS2
|
MS2
|
Pasos
|
|
apagado
|
apagado
|
apagado
|
Completo
|
|
encendido
|
apagado
|
apagado
|
1/2
|
|
apagado
|
encendido
|
apagado
|
1/4
|
|
encendido
|
encendido
|
apagado
|
1/8
|
|
encendido
|
encendido
|
encendido
|
1/16
|
Para el driver DRV8825
|
MS1
|
MS2
|
MS2
|
Pasos
|
|
apagado
|
apagado
|
apagado
|
Completo
|
|
encendido
|
apagado
|
apagado
|
1/2
|
|
apagado
|
encendido
|
apagado
|
1/4
|
|
encendido
|
encendido
|
apagado
|
1/8
|
|
apagado
|
apagado
|
encendido
|
1/16
|
|
encendido
|
encendido
|
encendido
|
1/32
|
Explicación.
Supongamos que se elige el modo 1/4. Entonces en 1 micropaso el eje del motor girará 1,8°/4 = 0,45°, lo que corresponde a 200*4 = 800 (o, contándolo de otro modo, 360°/0,45° = 800) micropasos por 1 vuelta completa del eje.
En el modo de micropaso el motor tiene menos par, pero más suavidad y precisión (lo que no es especialmente importante para el proyecto)
Los motores paso a paso en modo de paso completo producen más vibración y ruido.
El micropaso reduce mucho la vibración y el ruido, con lo que el motor funciona de forma más suave y silenciosa.
En general, observe y escuche cómo funciona su motor. Puede probar distintos modos y compararlos.
Atención.
Los modos de funcionamiento del motor se eligen con la alimentación de la placa de Samovar completamente desconectada.
Cuando haya decidido el modo de funcionamiento del motor y haya puesto los interruptores DIP en la posición correcta (o soldado definitivamente los puentes), tendrá que calibrar la bomba. La calibración debe repetirse cada vez que cambie el modo de funcionamiento del motor.
En la precisión de la extracción influye también la regularidad con que se lubrica la bomba. Cuanto menos se lubrica, menor es la velocidad real de extracción.
Diferencias entre los drivers de motor DRV8825 y A4988
( en términos sencillos, sin detalles concretos )
-
Distinta ubicación del potenciómetro que fija el límite de corriente.
-
El driver DRV8825 admite 1/32 de paso en modo de micropaso.
-
El driver A4988 admite como máximo 1/16 de paso.
-
El driver DRV8825 da hasta 1,5 A por fase sin disipador,
-
El driver A4988 da 1 A por fase sin disipador.
-
El driver A4988 es más barato que el DRV8825.
Información de referencia.