рейтинг драйверов для шаговых двигателей
Какой драйвер для шагового двигателя лучше?
Если уж решил что-то делать, вначале нарисуй кинематику и прикинь какие там крутящие моменты должны быть.
Драйвер выбирается по току мотора, ток мотора напрямую влияет на крутящий момент мотора.
Так же стоит сразу думать о блоке пиатния на нормальное напряжение минимум 36 вольт и соответствующий ток, если в каждом моторе 2 ампера, то 5 моторов это уже 10 ампер, а блок питания нужен на 15 ампер.
Микрошаг влияет на звук работы в основном, т.к. точность уже после 1/16 никак не меняется а 1/16 умеет любой драйвер. 1/512 микрошаг звучит очень тихо но для фрезера это неважно.
Посмотри канал дядечки, https://www.youtube.com/watch?v=Citiq6Zfdu4 чтобы примерно представлять как вообще может быть устроен манипулятор. Там он на первый сегмент ставит nema23 с редуктором и на остальные сегменты тоже с редуктором.
Там кстати по видосам понятно что он постепенно ушёл от шаговиков, они медленные и слабые, а если ты хочешь фрезеровать то придётся использовать металл и мощность нужна ещё выше.
ЗЫ
Совсем забыл
Нужно определиться с прочностью конструкции, например ты желаешь получить точность 0.1 мм на сопле или на фрезе.
Надо посчитать какой толщины минимально должен быть корпус твоей руки, чтобы она под собственным весом не прогибалась больше чем на 0.1 мм.
Это немного сопромата, для простоты можно взять алюминиевую трубу и посчитать какой будет прогиб трубы с весом около килограмма на её конце.
Выбираем драйвер шагового двигателя
Шаговый двигатель — двигатель со сложной схемой управления, которому требуется специальное электронное устройство — драйвер.
Драйвер шагового двигателя получает на входе логические сигналы STEP/DIR, которые, как правило, представлены высоким и низким уровнем опорного напряжения 5 В, и в соответствии с полученными сигналами изменяет ток в обмотках двигателя, заставляя вал поворачиваться в соответствующем направлении на заданный угол. Сигналы STEP/DIR генерируются ЧПУ-контроллером или персональным компьютером, на котором работает программа управления типа Mach3, LinuxCNC или PureMotion.
Задача драйвера — изменять ток в обмотках как можно более эффективно. Поскольку индуктивность обмоток и ротор гибридного шагового двигателя постоянно вмешиваются в этот процесс, то драйверы весьма отличаются друг от друга своими характеристиками и качеством получаемого движения. Ток, протекающий в обмотках, определяет движение ротора: величина тока задает крутящий момент, его динамика влияет на равномерность и т. п.
Драйверы делятся по способу закачки тока в обмотки на несколько видов:
1. Драйверы постоянного напряжения. Эти драйверы подают постоянный уровень напряжения поочередно на обмотки. Результирующий ток зависит от сопротивления обмотки, а на высоких скоростях — и от индуктивности. Эти драйверы крайне неэффективны и могут быть использованы только на очень малых скоростях.
2. Двухуровневые драйверы. В драйверах этого типа ток в обмотке сперва поднимается до нужного уровня с помощью высокого напряжения, затем источник высокого напряжения отключается, и нужная сила тока поддерживается источником малого напряжения. Такие драйверы достаточно эффективны. Помимо прочего, они снижают нагрев двигателей. Их все еще можно иногда встретить в высококлассном оборудовании. Однако такие драйверы поддерживают только режим шага и полушага.
3. Драйверы с ШИМ. На текущий момент ШИМ-драйверы шаговых двигателей наиболее популярны. Практически все представленные сейчас на рынке драйверы как раз этого типа. Эти драйверы подают на обмотку шагового мотора ШИМ-сигнал очень высокого напряжения, которое отсекается по достижении током необходимого уровня. Величина силы тока, по которой происходит отсечка, задается либо потенциометром, либо DIP-переключателем. Иногда эта величина программируется с помощью специального ПО. Эти драйверы достаточно интеллектуальны и снабжены множеством дополнительных функций, поддерживают разные деления шага, что позволяет увеличить дискретность позиционирования и плавность хода. Однако ШИМ-драйверы также весьма сильно отличаются друг от друга. Помимо таких характеристик, как питающее напряжение и максимальный ток обмотки, у них отличается частота ШИМ.
Лучше, если частота драйвера будет более 20 кГц. И вообще, чем она больше, тем лучше. Частота ниже 20 кГц ухудшает ходовые характеристики двигателей и попадает в слышимый диапазон, в результате шаговые моторы начинают издавать неприятный писк.
Драйверы шаговых двигателей вслед за самими двигателями делятся на униполярные и биполярные.
Начинающим станкостроителям настоятельно рекомендуем не экспериментировать с приводами, а выбрать те, по которым можно получить максимальный объем технической поддержки, информации и для которых продукты на рынке представлены наиболее широко. Такими являются драйверы биполярных гибридных шаговых двигателей. Ниже будут описаны только практические рекомендации по выбору ШИМ-драйвера биполярного шагового двигателя. При этом предполагается, что Вы уже определились с моделью двигателя, его характеристиками и т. п.
ВЫБОР ДРАЙВЕРА ДЛЯ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Cила тока
Первый параметр, на который стоит обратить внимание, — это сила тока, которую может обеспечить драйвер. Как правило, она регулируется в достаточно широких пределах, но драйвер нужно выбирать такой, который может выдавать ток, равный току фазы выбранного шагового двигателя.
Желательно, конечно, чтобы максимальная сила тока драйвера была еще на 15–40 % больше. С одной стороны, это даст запас на случай, если вы захотите получить больший момент от мотора, или в будущем поставите более мощный двигатель. С другой стороны, не будет излишней: производители иногда «подгоняют» номиналы радиоэлектронных компонентов к тому или иному виду/размеру двигателей, поэтому слишком мощный драйвер на 8 А, управляющий двигателем NEMA 17 (42 мм), может, к примеру, вызывать излишние вибрации.
Напряжение питания
Второй момент — это напряжение питания. Весьма важный и неоднозначный параметр. Его влияние достаточно многогранно — напряжение питания влияет на динамику (момент на высоких оборотах), вибрации, нагрев двигателя и драйвера. Обычно максимальное напряжение питания драйвера примерно равно максимальному току I, умноженному на 8–10. Если максимальное указанное напряжение питания драйвера резко отличается от данных величин, стоит дополнительно поинтересоваться, в чем причина такой разницы. Чем больше индуктивность двигателя, тем большее напряжение требуется для драйвера.
Существует эмпирическая формула U = 32 * √(L), где L — индуктивность обмотки шагового двигателя. Величина U, получаемая по этой формуле, весьма приблизительная, но она позволяет ориентироваться при выборе драйвера. U должно примерно равняться максимальному значению напряжения питания драйвера. Если вы получили U равным 70, то по данному критерию проходят драйверы PLD86, PLD880.
Наличие опторазвязанных входов
Третий аспект — наличие опторазвязанных входов. Практически во всех драйверах и контроллерах, выпускаемых на заводах, тем более брендовых, опторазвязка стоит обязательно, ведь драйвер — устройство силовой электроники, и пробой ключа может привести к мощному импульсу на кабелях, по которым подаются управляющие сигналы, и выгоранию дорогостоящего ЧПУ-контроллера. Однако, приобретая незнакомую модель, стоит дополнительно поинтересоваться наличием оптоизоляции входов и выходов.
Наличие механизмов подавления резонанса
Четвертый аспект — наличие механизмов подавления резонанса. Резонанс шагового двигателя — явление, которое проявляется всегда. Разница состоит только в резонансной частоте, которая прежде всего зависит от момента инерции нагрузки, напряжения питания драйвера и установленной силы тока фазы мотора. При возникновении резонанса шаговый двигатель начинает вибрировать и терять крутящий момент, вплоть до полной остановки вала. Для подавления резонанса используется микрошаг и встроенные алгоритмы компенсации резонанса. Колеблющийся в резонансе ротор шагового двигателя порождает микроколебания ЭДС-индукции в обмотках, и по их характеру и амплитуде драйвер определяет, есть ли резонанс и насколько он силен. В зависимости от полученных данных драйвер несколько смещает шаги двигателя во времени относительно друг друга — такая искусственная неравномерность нивелирует резонанс. Механизм подавления резонанса встроен во все драйверы Purelogic R&D. Драйверы с подавлением резонанса — высококачественные устройства, и если бюджет позволяет, лучше брать именно такие. Впрочем, и без этого механизма драйвер остается вполне рабочим: основная масса проданных драйверов не имеют компенсации резонанса. Тем не менее, десятки тысяч станков без проблем работают по всему миру и успешно выполняют свои задачи.
Наличие защитных функций
Шестой аспект — наличие защитных функций. Среди них — защита от превышения питающего напряжения, тока обмоток (в т. ч. от короткого замыкания обмоток), переполюсовки питающего напряжения, неправильного подключения фаз шагового мотора. Чем больше таких функций, тем лучше.
Наличие микрошаговых режимов
Седьмой аспект — наличие микрошаговых режимов. Сейчас практически в каждом драйвере есть множество микрошаговых режимов. Однако из каждого правила есть исключения, и в драйверах Geckodrive режим только один – деления шага 1/10. Мотивируется это тем, что большее деление не приносит большей точности, а значит, в нем нет необходимости. Однако практика показывает, что микрошаг полезен вовсе не повышением дискретности позиционирования или точности, а тем, что чем больше деление шага, тем плавней движение вала мотора и меньше резонанс. Соответственно, чем больше деление при прочих равных условиях, тем лучше. Максимально допустимое деление шага будет определяться не только встроенными в драйвер таблицами Брадиса, но и максимальной частотой входных сигналов. Так, для драйвера с входной частотой 100 кГц нет смысла использовать деление 1/256, так как скорость вращения будет ограничена 100 000 / (200 * 256) * 60 = 117 об/мин, что для шагового двигателя очень мало. Кроме того, персональный компьютер тоже с трудом сможет генерировать сигналы с частотой более 100 кГц. Если вы не планируете использовать аппаратный ЧПУ-контроллер, то 100 кГц, скорее всего, будет Вашим потолком, что соответствует делению 1/32.
Наличие дополнительных функций
Восьмой аспект — наличие дополнительных функций. Их может быть множество, например, функция определения «срыва» — внезапной остановки вала при заклинивании или нехватки крутящего момента у шагового двигателя, выходы для внешней индикации ошибок и т. п. Все они не являются необходимыми, но могут сильно облегчить жизнь при построении станка.
Качество драйвера
Девятый, и самый важный аспект — качество драйвера. Оно практически не связано с характеристиками и т. п. Определить уровень драйвера заранее по каким-то косвенным данным новичку достаточно трудно. Можно попробовать ориентироваться на количество интеллектуальных функций, таких как подавление резонанса, морфинг, а также воспользоваться проверенным способом — ориентироваться на бренды и качество технической поддержки.
Cравнительный тест драйверов DM856 vs HY-DIV268N-5A (TB6600) для ЧПУ
Небольшой обзор и сравнительный тест драйверов leadshine DM856 и HY-DIV268N-5A (TB6600) Для тех кто собирает оборудование ЧПУ но до конца не разобрался в плюсах и минусах этих драйверов.
В конце обзора будет видео работы этих драйверов в различных режимах ну а пока немного фото и описание характеристик данных драйверов.
И так, доайвер шагового двигателя HY-DIV268N-5A собран на микросхеме ToshibaTB6600 
Данное устройство представляет собой микрошаговый драйвер для гибридных двухфазных
шаговых двигателей с питанием 12-48 VDC. Драйвер может быть использован для управления
двигателями с динамическим напряжением от 12В до 48В и потребляемым током не более 5А. Для двигателей
типовых размеров от Nema 14 до некоторых
моделей Nema 34 (Однако стоит оговориться, как показывает практика не рекомендуется подавать на драйвер напряжение выше 36в так-как при нештатной ситуации или не правильных режимах работы от обратной ЭДС от двигателей эти драйвера очень быстро выходят из строя.) 
По сути этот драйвер ШИМ регулятор, способный удерживать заданный ток в обмотках двигателя. Ток выставляется при помощи рычажковых переключателей рядом с клемной колодкой. Также драйвер может делить шаги до 1/16 что делает работу двигателя более плавной и позволяет добиться большей точности.
Драйвер шагового мотора Leadshine DM856 представляет собой более продвинутую модель. 
Данный драйвер относится к цифровым устройствам и имеет микропроцессорное управление а силовая часть выполнена на полевых транзисторах IRF540 
Немного о характеристиках Leadshine DM856
Ток до 5,6А, напряжение питания до 80В, есть возможность подключения к компьютеру для настройки, с таким драйвером работа шагового двигателя на низких скоростях становится полностью бесшумной.
— функция анти-резонанса, позволяет получить полный крутящий момент двигателя на резонансных среднечастотных областях
— автотестирование двигателя и автонастройка пропорциональных и интегральных коэффициентов, позволяет добиться оптимальной работы различных моторов
— технология мульти-степпинга, позволяет увеличивать низкое разрешение импульсов шага на входе, увеличивает кол-во микрошагов на выходе драйвера для более плавной работы двигателя
— программная настройка микрошага, от полного шага до 102400 шагов/оборот
— напряжение питания до +80В
— программная настройка выходного тока, от 0.5 до 5.6А
— входная шастота импульсов до 200КГц
— отпически изолированные входы и совместимость с ТТЛ-логикой
— автоматическое уменьшение тока при простое двигателя
— подходит для 4, 6, 8-и выводных биполярных двигателей
— защита от перенапряжения, от превышения тока и обрыва обмоток двигателя
Подключение драйверов аналогично HY-DIV268N-5A настройка производится при помощи переключателей на самом драйвере или через разъем RS2320 при помощи фирменной утилиты ProTuner. При настройке через компьютер можно добиться абсолютно бесшумной работы шаговых моторов.
Преимущества цифровых драйверов Leadshine над обычными драйверами:
Набор функций для борьбы с резонансом;
Автоматическое определение параметров подключенного двигателя, и выставление оптимальных настроек для него;
Микрошаг до 102400 имп/об;
Автоматическое регулировании тока удержания;
ПИ-регулятор для контроля тока обмоток;
Максимальная входная частота до 200кГц;
Поддержка режимов работы PUL/DIR и CW/CCW;
Возможность тонкой настройки с персонального компьютера;
Возможность тестирования работы двигателя в отсутствие внешнего источника импульсов, благодаря встроенному генератору.
Рассмотрим подробнее особенности цифровых драйверов, и возможности их использования в реальных ситуациях.
При подключении нового двигателя к цифровому драйверу, последний автоматически определяет параметры двигателя, устанавливая необходимый максимальный рабочий ток. Эта функция очень полезна в тех случаях, когда под рукой нет спецификаций на подключаемый двигатель, и его рабочий ток неизвестен. Однако, выставить максимальный ток двигателя можно и принудительно, с помощью переключателей на драйвере, либо конфигурированием с компьютера посредством программы ProTuner. Выбор режима конфигурирования тока (переключатели или компьютер) осуществляется переключателями SW1, SW2, SW3. Когда эти переключатели находятся в положении «OFF», «работают» настройки, выставленные с компьютера. Иное их положение задает максимальный ток двигателя в зависимости от того, какой переключатель в каком положении находится, при этом настройки с компьютера игнорируются.
Что касается режима микрошага, то конечно же, он не выбирается автоматически. Его конфигурация производится вручную, либо с помощью переключателей, либо с компьютера через программу ProTuner. Алгоритм аналогичен установкам тока. Переключатели SW5 – SW8, в установленном положении «ON», определяют конфигурирование с компьютера; любое иное положение этих переключателей задает микрошаг в соответствии с тем, какой переключатель в каком положении находится, при этом настройки с компьютера игнорируются.
Вообще, конфигурирование тока и микрошага с помощью компьютера оказывается очень удобным в тех случаях, когда физический доступ пользователя к драйверу ограничен.
Также компьютер дает возможность провести тонкую настройку иных параметров, конфигурирование которых в обычных драйверах даже не предусмотрено.
Например настройка коэффициента пропорциональности и постоянной времени интегрирования для встроенного ПИ-регулятора тока. При использовании обычного драйвера, вы не можете быть точно уверены в том, что реальный рабочий ток двигателя соответствует установленному. Он может быть больше установленного – в этом случае происходит избыточный нагрев двигателя, потери мощности, ввиду возросшего сопротивления. Ток может быть также меньше установленного – в этом случае двигатель не будет развивать заявленного крутящего момента. Эти отклонения тока от заданного значения невелики, однако они возможны.
Возможны потому, что большинство обычных драйверов имеют схемотехнику пропорционального регулирования тока. Как известно из теории автоматического регулирования, при использовании только пропорциональной составляющей, неизбежна остаточная неравномерность, при которой реальное значение будет меньше заданного. При достаточно большом коэффициенте пропорциональности, остаточной неравномерности не будет, однако возникнут незатухающие колебания, приводящие к тому, что реальное значение тока будет то больше, то меньше заданного.
Цифровые драйвера Leadshine имеют встроенный пропорционально-интегральный регулятор. Интегральная составляющая позволяет убирать остаточную неравномерность при заданном коэффициенте пропорциональности, исключающем возможность автоколебаний. ProTuner позволяет не только менять эти коэффициенты, но и просматривать реальные значения тока и его отклонения от заданного значения с помощью графиков.
Рис. 2. Постоянная времени интегрирования Ki равна 0, то есть выключена. На графике видно, что при этом реальное значение тока двигателя меньше установленного. Крутящий момент при этом меньше паспортного значения. 
Рис. 3. При правильно подобранных настройках регулятора реальное значение тока двигателя равно заданному. Крутящий момент соответствует паспортному значению.
Ещё одной важной возможностью, реализуемой с помощью программы ProTuner, является борьба с резонансом. Как известно, существует три области резонансных частот шагового двигателя, каждая из которых имеет свою природу: низкочастотная, среднечастотная, высокочастотная. Теоретическое определение резонансной частоты любой области является очень трудоемким делом, и, как правило, эти никто не занимается. Работа строится по принципу «авось пронесёт», и если вдруг «не проносит», то уже в этом случае начинают приниматься какие-то меры, например увеличивают момент инерции нагрузки, ставят демпфирующие муфты, и т.д.
ProTuner позволяет выявлять резонансные частоты еще на стадии наладки, и устранять резонанс. Это производится с помощью внутреннего генератора импульсов цифрового драйвера Leadshine. 
Рис. 4. В верхней части настройки микрошага, тока и режима работы. В средней части антирезонансные настройки. В нижней части окна производится управления встроенным генератором импульсов.
Двигатель с нагрузкой (именно с рабочей нагрузкой!) подключается к драйверу, далее, как видно из рисунка 4, можно плавно менять частоту генератора, и пройти весь диапазон частоты вращения вала двигателя. При этом можно физически наблюдать, при какой частоте генератора возникает резонанс двигателя, после чего в соответствующей резонансной области пользователь меняет значения «Amp» и «Phase», подбирая их опытным путём, вплоть до устранения резонанса.
Как видим, цифровой драйвер в большинстве случаев оказывается предпочтительнее обычного, несмотря на чуть более высокую цену, так как взамен пользователь получает множество функций, которые невозможны на обычных аналоговых драйверах.
Стоимость драйверов сильно отличается, на данный момент стоимость HY-DIV268N-5A составляет 12$ так как Leadshine DM856 35$ Однако из описания видно за что стоит переплатить и получить более качественный продукт. 
В заключении как и обещал небольшое видео теста. Сравнивать будем на одной оси станка при напряжении 24в и делении шага 1/8 шаговый мотор типоразмера nema23
его маркировка FL57STH76-2804A
Блок питания 24в. 15а. 
Шаговый мотор FL57STH76-2804A 
Борьба за шума и тишины, жары и прохлады, расточительства и экономии, брутальности и комфорта.
Стоят ли изменения потраченных на них денег? Посмотрим. С графиками, осциллограммами, замерами шума, электричества и вибраций.
Да, и все модернизации выполнены ленивым человеком, с минимальными затратами труда, по принципу «воткнул — работает».
Кратко: драйвер — устройство, позволяющее управлять шаговым двигателем. На входе — команды на сколько шагов поворачивать вал и в какую сторону. На выходе — последовательность сигналов на обмотки электромотора. Всю кухню по преобразованию одного в другое выполняет драйвер. Драйвера бывают хорошие и не очень. Хорошие поддерживают большие выходные токи, мало греются и управляют двигателем так, что он не гудит, не греется и крутится плавно. У плохих все наоборот. Драйвера применяются везде, где есть шаговые двигатели: 3Д принтеры, станки с чпу, лазерные граверы, актюаторы и прочая техника.
У меня есть 3д принтер, Anycubic I3 Mega. Это простой и недорогой принтер с подвижным столом. В нем установлено 5 шаговых двигателей и 5 драйверов для них. Один двигает стол, второй — печатающую каретку, два двигателя установлены на оси Z, поднимая вверх балку с кареткой и последний драйвер управляет экструдером, который подает филамент к хотенду. С завода на принтере стоят драйвера A4988. Это недорогие, простые, но очень надежные драйвера. Они обеспечивают хороший крутящий момент на валу двигателя и никогда не выходят из строя. Но принтер с ними работает шумновато. С характерным звуком «з-з-з-з» как при движении роботов в фантастических фильмах. Но производитель предусмотрел возможность апгрейда, не распаяв драйвера на плате принтера, а установив их в слоты. По посадочным местам драйвера принтеров совпадают, так что апгрейд не должен быть сложным: одни вытащили, другие поставил.
Итак, что мы знаем о TMC2208? Описание этого драйвера занимает 81 страницу в pdf. Что само по себе говорит о сложности устройства и его возможностях. Весь мануал я конечно не читал, но с основными моментами ознакомился. У драйвера есть два режима работы. В первом режиме он управляется с платы принтера по uart. Во втором он ведет самостоятельную работу, выполняя тот же функционал, что и родные драйвера, но делая все элегантнее и экономичнее. Такая универсальность предоставляет вам выбор — можно за 3 минуты воткнуть новые драйвера, закрыть гештальт и наслаждаться тишиной, а можно добавить провода связи платы принтера с драйверами, перепрошить принтер, освоить новые функции. В этом случае драйвера позволят адаптивно перенастраивать управление двигателями под требования печати, снимать с драйверов данные (температуру и пр.) и делать автокалибровку стола, следя за пропусканием шагов при утыкании сопла в поверхность.
У этого драйвера сейчас на рынке есть конкурент — TMC2130. Производства той же германской фирмы. У него чуть шире функционал, но он управляется по SPI. Это более высокоскоростной, но и более капризный в интерфейс. Так что я выбрал 2208. Версия 1.2 — хороший компромисс между ценой и доведенностью. У первой версии 1.0 были недопилены некоторые функции, 1.1 отличался другой разводкой платы, которая не подходила к моему принтеру, а версии более современные, чем 1.2, обладают лишь одним значимым отличием — у них выходы на обмотки мотора совпадают с выходами 4899. Но это легко лечится, скоро мы до этого доберемся. Так что из «умных» драйверов 2208 v1.2 — дешево и сердито.
Описывать в подробностях технологии, применённые в драйвере, распиновку и команды наверное смысла нет — все это есть в мануале и такое глубокое погружение для первого ознакомления избыточно. Так что перейдем к посылке. Что же это к нам пришло?
Мне достался вариант с пятью драйверами порознь. В магазине продаются и комплекты из пяти штук сразу.
Комплект самый полный: драйвер, радиатор, степстик протектор и даже специальная отверточка для настройки. Упаковка — полиэтиленовый пакетик. Ножки защищены от загибания пенкой.
Радиатор из анодированного алюминия. Самый массивный из всех радиаторов для драйверов. Его установка стала возможной, потому что плата драйвера ориентирована вверх дном: все элементы расположены между ногами, а на внешней стороне ровная поверхность с термоинтерфейсом. Ноги модуля из гребенок разных цветов — с одной стороны синий, с другой — черный. Видимо это сделано для того, чтобы не поставить в плату задом наперед. В этом случае модуль скорее всего сгорит. У меня в принтере посадочные места без цветовой маркировки, но и там и там все ноги подписаны, так что нужно всего лишь быть внимательным при установке.
Еще на плате модуля имеется регулировочный реостат. Он задает ток на обмотках мотора. Не смотря на то, что он тоже установлен на нижней поверхности платы, вращать его можно не вынимая драйвер из слота, через отверстие в плате драйвера. Для контроля выходного тока нужно отслеживать напряжение в контрольной точке на плате.
Степстик протектор устанавливается между платой принтера и драйвером. Его назначение — фильтровать сигналы от драйвера на моторы и предотвращать обратные токи. Он состоит из 8 диодов Шотки SS34 на 3А 40В и керамического конденсатора. Позже посмотрим как он работает.
Отклеиваем защитную пленку от радиаторов и собираем комплект:
Прежде чем устанавливать драйвера в принтер, мне захотелось взглянуть на возможные настройки. Настраивать драйвера можно не только при работе принтера, но и подключив их к компьютеру, через интерфейс usb-uart. Интересно, что и rx и tx подключаются к одной ноге драйвера, но с использованием резистора. Вот по такой схеме:
Честно говоря, я тут мало что понял, а разбираться не хотелось, так что я довольствовался тем, что драйвер в принципе управляется через uart. На последней вкладке программы есть возможность OTP программирования — one time programmable memory. Один раз можно занести нужные значения в регистры драйвера и потом жить с этими значениями всю жизнь. Не разобравшись досконально было бы слишком безрассудно трогать эти настройки, так что я отсоединил драйвер и перешел к установке его в принтер.
Вскрыв принтер, я увидел вот что:
Красные модули — это и есть драйвера A4899, которые подлежат замене. Перво-наперво, снимаем вентилятор.
Далее подписываем все отсоединяемые провода и отсоединяем их.
Затем нужно включить принтер и измерить напряжение на стоящих драйверах. Нам нужно будет его выставить на новых. Напряжение измеряем между корпусом блока питания и контрольной точкой. Но мне проще было подключить щуп вольтметра к регулировочной отвертке и измерять непосредственно на регулировочном реостате. Иногда в комплект драйверов кладут керамическую отвертку, чтоб ненароком не коротнуть там что. Мне дали стальную и в этом свои плюсы — можно не орудовать там, среди контактов и проводов, сразу и отверткой и щупом, глядя при этом на экран вольтметра.
Итак, первый драйвер, он обозначен как E1 и он заведует вторым мотором на оси Z:
0.929 вольта.
Второй драйвер — экструдер:
Третий — первый мотор на оси Z:
0.927 вольта. Хорошо, что напряжения моторов по оси Z почти совпадают.
Четвертый драйвер — ось Y, перемещение стола:
1.012 вольта. Логично, что для перемещения тяжелого стола требуются бОльшие токи.
Наконец, ось X — движение каретки:
Я записал назначение каждого драйвера и его напряжение на бумажках и вложил их в пакетики из-под купленных драйверов. Туда же вложил снятые драйвера.
Все готово к установке? Нет, не все. Как я говорил, у новых драйверов поменяны местами выводы на обмотки моторов. Если их просто поставить, принтер будет перемещать, к примеру, каретку влево, а по факту она будет перемещаться вправо. Все это будет происходить до утыкания каретки в ограничитель, а потом пойдут пропуски шагов с характерным треском. Нам это не нужно, нам нужно, чтобы все работало и для этого у нас есть три варианта: а) перепрошить принтер, поменяв пару настроек в прошивке, б) поддеть скальпелем и вытащить из колодок два провода и поменять их местами и в) повернуть пластиковые детали разъемов другой стороной. Мне показалось, что последний способ наиболее простой. Слева разъем уже перевернул, следом в процессе, осталось еще четыре:
Казалось бы, вот и все. Но нет. Беда пришла, откуда не ждали:
Драйвера немного крупнее старых. Буквально, четверть миллиметра. Но как старые, гуськом, они уже не влезают.
Мне пришлось немного подпилить платы надфилем. Не все принтеры предусматривают такую рядную установку драйверов. Так что вам, возможно, делать ничего не придется.
После установки, но до подключения проводов, я выставил на драйверах нужные напряжения. Надо сказать, что они выставляются очень точно и до тысячной доли вольта выдерживаются в последствии. Что на старых драйверах, что на новых. Никакого дребезга контактов, никаких флуктуаций — выставил 0.944, значит будет 0.944, сейчас и через час.
Подключил провода. Первым делом, мне захотелось посмотреть, так ли необходимы эти модули защиты. Полистав интернет, я понял, что есть три аргумента в пользу их установки.
Первый: при переходе напряжения драйвера через 0 без этого защитного модуля возникает скачок, потому что существует некое ограничение на минимальную длительность шим-импульса, и совсем близкие к 0 напряжения драйвер выдать неспособен. С модулем все напряжение сдвигаются на напряжения открытия диода и скачок, таким образом, нивелируется.
Второй: в дельта-принтерах перемещение одной оси создает момент и на других. Их моторы в какой-то степени начинают работать как динамо, создавая противотоки. Таким образом возникает «эхо» перемещения одной оси на других осях, особенно заметное на гладких поверхностях с небольшой кривизной. Опыты с защитными модулями на дельтах это подтверждают, но у меня не дельта, и перемещение одной оси никак не влияет на другие.
Третий: защитные модули служат для защиты драйверов от токов, наводящихся при перемещении стола и экструдера. Конечно, я не собираюсь елозить столом как диджей, но мало ли. Посмотрим, в осциллограф, как меняется сигнал до и после модуля:
Сверху до, снизу после.
Крупнее, четыре варианта:
Ну что, эффект определенно есть, оставляем платы, хуже не будет.
Далее мне захотелось посмотреть что там у нас с температурой при работе. Массивные радиаторы намекали на то, что с ней могут быть проблемы. Вопрос с охлаждением еще предстояло решить, потому что если оставлять модули защиты, то новые драйвера занимали практически все место по высоте и старая схема уже была неприменима. Я воткнул термопару от токоизмерительных клещей между ребрами радиатора самого нагруженного драйвера — того, который перемещает стол.
Для эксперимента сделал временный обдув. Пробная печать — температура не достигла 50°C. Терпимо.
Заменил драйвер на старый, подключил термопару к нему — почти 60°C.
Похоже, с охлаждением все будет хорошо. Но старый вентилятор уже не поставить — места нет. В интернете нашел популярный вариант модернизации.
Но он мне не понравился: поток резко разворачивается на 90 градусов, причем в месте поворота заужение сечения вдвое. Так дела не делаются — решил я и нарисовал свой воздухоток.
Правда, вентилятор пришлось взять поменьше — 30 мм с толщиной 7 мм. Но снижение его производительности с лихвой компенсировалась снижением аэродинамических потерь по сравнению с распространенным угловым вариантом и прицельностью обдува по сравнению со штатной системой охлаждения.
Возникла еще одна проблема. Даже не проблема, а так — обстоятельство. Воздуховод касался крышки принтера. Не то чтобы он в нее упирался, но касался. А это могло привести к повышенному шуму. На всякий случай я решил немного понизить установку платы. Для этого нужно отпилить по миллиметру с четырех стоек, на которых установлена плата. Дремелем это делается за пару минут. А резьба в стойках похоже сквозная, так что винты нормально вкручиваются даже в укороченные стойки.
Воздуховод на месте:
Температура меня все еще немного беспокоила, и я решил посмотреть не на мгновенные ее значения, а, так сказать, охватить процесс в динамике. Для этого я использовал свой четырехканальный термометр, который пишет показания на флешку. Я его сделал в свое время для тестирования термоизоляционных свойств спальных мешков. На этот раз задействовал один первый канал.
Старые драйвера. Пробная печать небольшого объекта.
Печать еще не окончена, а температура уже 54 градуса.
Потом тот же объект, новые драйвера. И вот график изменения температуры:
Видно, что график 2208 уже близок к насыщению, а 4988 все еще имеет тенденцию к росту.
Но ведь тепло — это электричество, за которое мы платим? Наверное, на новых драйверах и потребление электричества ниже? Меньше греется блок питания, меньше крутится вентилятор, меньше рассеивают тепла двигатели? Посмотрим на тестовой печати:
Новые драйвера. Фильтр филамента потребовал 0,048 КВт.ч.
Старые драйвера. Та же модель, те же условия печати: 0,063 КВт.ч. На треть больше!
Новые драйвера не только тише и холоднее, они еще и сэкономят вам электричество.
Еще один тест: вибрации. Для него я поставил на телефон программу, отслеживающую вибрации, и телефон положил на печатающий принтер.
Новые драйвера: 3,4 балла. Конечно, цифры заметно менялись во времени, но 3,4 — типичное значение.
6 баллов! Вибрации, как и следовало ожидать, значительно сильнее.
Быть может, качество печати упало? Нам поможет кораблик Бенчи:
Сложно фотографировать белый кораблик при искусственном освещении. Поверьте на слово, оба комплекта драйверов дали практически неотличимый результат.
Теперь финальный и самый важный тест, из-за которого и затевался, весь обзор. Шум!
На телефоне запущен шумомер. Старые драйвера — под 50 дБ, новые — 40-45. Разница на самом деле сильнее, чем кажется по цифрам. Температура отличается на 10 градусов в пользу 2208.
По-моему, все предельно ясно. После установки драйверов остался слышен только шум кулеров. Шум — это не только вопрос комфорта. Достигнутый уровень шума позволяет ставить принтер в комнату где отдыхают люди. Запускать печать на ночь. За счет этого снова экономить на электричестве. Субъективно, шум стал на уровне шума от системного блока компьютера. Для такой машинерии, с множеством перемещающихся деталей, это очень хороший показатель.
Теперь, когда эксперименты позади, я окончательно распрощался со старыми A4899. А значит, с них можно снять их маленькие радиаторы и налепить на чип 2208 — хуже не будет. Тем более, что поток воздуха омывает драйвера с изнанки столь же эффективно, сколь и со стороны основного радиатора.
Вот и все, обзор получился однобокий, но честный. 2208 рвут 4988 по всем критериям.
P.S.: Ах да, чуть не забыл. Менеджер магазина просил передать, что устроил для вас, читателей этого обзора, скидку еще на 14% к той, что уже есть на сайте. Дополнительная скидка по купону BGfe75b2.
Теперь точно все. Спасибо за внимание.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.