Как запустить шаговый двигатель от принтера без контроллера


Запуск шагового двигателя без электроники

У любого радиолюбителя часто скапливается не мало различной оргтехники, которая вышла из строя. Выбрасывать я её ни кто не решается, так как из ее внутренностей можно сделать что ни будь полезное или выпаять некоторые детали. К примеру: шаговый двигатель, который так распространен, обычно используется любителями самоделок как мини генератор для фонарика или для чего то ещё. Но я практически никогда не видел, чтобы его использовали именно как двигатель для преобразования электрической энергии в механическую. Это и понятно: для управления шаговым двигателем нужна электроника и его просто так к напряжению не подключишь.

Но оказывается что данное мнение является ошибочным. Шаговый двигатель от принтера или от другого устрой устройства, можно легко запустить от переменного тока.

Для эксперимента использовался вот такой шаговый двигатель:

 

Обычно у них четыре вывода и две обмотки, в большинстве случаев, но есть и другие конечно. В данном случае будет рассмотрен самый ходовой двигатель.

Схема шагового двигателя

Схема обмоток данного двигателя выглядит вот так:

 

Она очень похожа на схему обычного асинхронного двигателя.

Для запуска двигателя понадобится:

  • Электролитический конденсатор 470-3300 мкФ.
  • Источник переменного тока 12 Вольт.

Замыкаем обмотки последовательно, как на схеме ниже.

 

Середину проводов нужно скрутить и спаять.

 

Подключаем конденсатор одним выводом к середине обмоток, а вторым выводом к источнику питания на любой контакт. Фактически электролитический конденсатор будет параллелен одной из обмоток.

Подаем питание и двигатель начинает крутиться.

 

Если перекинуть вывод конденсатора с одного выхода питания на другой, то вал двигателя начнет вращаться в другую сторону.

 

Все достаточно просто. Принцип работы этой схемы очень прост: конденсатор формирует сдвиг фаз на одной из обмоток, в результате обмотки работают почти попеременно и шаговый двигатель крутится.

Единственные минус заключается в том, что обороты двигателя невозможно регулировать. Увеличение или уменьшение питающего напряжения ни к чему не приведет, так как обороты задаются частотой сети.

Хотелось бы добавить, что в данном примере используется конденсатор постоянного тока, что является не совсем правильным вариантом. И если вы решитесь использовать такую схему включения, берите конденсатор переменного тока. Его так же можно сделать самому, включив два конденсатора постоянного тока встречно-последовательно.

Сморите видео

 

Как работает шаговый двигатель

Из этой обучающей статьи вы узнаете, как работает шаговый двигатель. Мы рассмотрим основные принципы работы шаговых двигателей, их режимы работы и типы шаговых двигателей по конструкции. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать написанную статью.

Принцип работы


Шаговый двигатель - это бесщеточный двигатель постоянного тока, который вращается ступенчато. Это очень полезно, потому что его можно точно позиционировать без какого-либо датчика обратной связи, который представляет собой контроллер без обратной связи.Шаговый двигатель состоит из ротора, который обычно представляет собой постоянный магнит, и он окружен обмотками статора. По мере того как мы активируем обмотки шаг за шагом в определенном порядке и пропускаем через них ток, они намагничивают статор и создают электромагнитные полюса, соответственно, которые вызывают движение двигателя. Это основной принцип работы шаговых двигателей.

Режимы движения


Существует несколько различных способов управления шаговым двигателем.Первый - это волновой привод или однокатушечное возбуждение. В этом режиме мы активируем только одну катушку за раз, что означает, что в этом примере двигателя с 4 катушками ротор будет выполнять полный цикл за 4 шага.

Далее идет режим полного шага привода, который обеспечивает гораздо более высокий выходной крутящий момент, потому что у нас всегда есть 2 активные катушки в данный момент. Однако это не улучшает разрешающую способность шагового двигателя, и снова ротор выполнит полный цикл за 4 шага.

Для увеличения разрешения шагового двигателя мы используем режим Half Step Drive.Этот режим фактически представляет собой комбинацию двух предыдущих режимов.

Здесь у нас есть одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки, затем снова одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки и так далее. Таким образом, в этом режиме мы получаем удвоенное разрешение при той же конструкции. Теперь ротор совершит полный цикл за 8 шагов.

Однако наиболее распространенным методом управления шаговыми двигателями в настоящее время является микрошаговый. В этом режиме мы подаем на катушки регулируемый ток в виде синусоидальной волны.Это обеспечит плавное движение ротора, снизит нагрузку на детали и повысит точность шагового двигателя.

Другой способ увеличения разрешающей способности шагового двигателя - это увеличение числа полюсов ротора и числа полюсов статора.

Типы шаговых двигателей по конструкции


По конструкции существует 3 различных типа шаговых двигателей: шаговый двигатель с постоянным магнитом, шаговый двигатель с переменным сопротивлением и гибридный синхронный шаговый двигатель.

Шаговый двигатель с постоянным магнитом имеет ротор с постоянным магнитом, который приводится в движение обмотками статора. Они создают полюса противоположной полярности по сравнению с полюсами ротора, который приводит в движение ротор.

Следующий тип, шаговый двигатель с регулируемым сопротивлением , использует немагнитный ротор из мягкого железа. Ротор имеет зубья, которые смещены относительно статора, и когда мы активируем обмотки в определенном порядке, ротор перемещается соответственно, так что между статором и зубьями ротора остается минимальный зазор

Гибридный синхронный двигатель это комбинации двух предыдущих степперов.Он имеет зубчатый ротор с постоянными магнитами, а также зубчатый статор. Ротор состоит из двух противоположных по полярности секций, а их зубья смещены, как показано здесь.

Это вид спереди обычно используемого гибридного шагового двигателя, который имеет 8 полюсов на статоре, которые активируются двумя обмотками, A и B. Итак, если мы активируем обмотку A, мы намагнитим 4 полюса, из которых два из них будут иметь южную полярность, а два из них - северную.

Мы видим, что таким образом зубья роторов совмещены с зубьями полюсов А и не совмещены с зубьями полюсов В.Это означает, что на следующем этапе, когда мы отключим полюса A и активируем полюса B, ротор будет двигаться против часовой стрелки, и его зубцы будут совпадать с зубцами полюсов B.

Если мы продолжаем активировать полюса в определенном порядке, ротор будет двигаться непрерывно. Здесь мы также можем использовать различные режимы движения, такие как волновой привод, полный шаговый привод, полушаговый привод и микрошаговый режим, для еще большего увеличения разрешения шагового двигателя.

.Контроллер шагового двигателя

от старого сканера

[Murray484] представил свои инструкции о том, как создать контроллер шагового двигателя из старого сканера. Он снял мотор и контроллер со старого сканера, а затем собрал детали. Он практически начинает все сначала, беря микросхему ULN2003 из контроллера мотора сканера и кладя ее на новую плату. Затем он все подключил, установил программное обеспечение и заставил его работать. Наконец, он соорудил для всего этого контейнер из картона.Хотя он мог бы сделать его красивее и использовать более качественные строительные материалы, он пытался сделать этот проект «зеленым» для конкурса лазерных резаков для эпилога. Он хорошо переработал переработку, это может быть очень полезно.

.

Выбор и подключение шаговых двигателей

Платы Duet используют драйверы биполярных шаговых двигателей. Это означает, что вы можете использовать шаговые двигатели, подходящие для биполярного привода, которые имеют 4, 6 или 8 проводов. Вы не можете использовать двигатели с 5 проводами, потому что они предназначены для работы только в однополярном режиме. (Некоторые униполярные двигатели можно превратить в биполярные, вырезав дорожку на печатной плате.)

Проще всего подключать 4-проводные двигатели. Внутри шагового двигателя находятся две катушки, каждая из которых имеет провод, подключенный к каждому концу.Пары провод и катушка называются фазой. 4 провода соответствуют 4 выходным контактам каждого шагового драйвера Duet (см. Ниже для определения фаз и подключения).

В 6-проводных шаговых двигателях по-прежнему используются 2 катушки, но каждая катушка имеет центральный отвод, что позволяет при необходимости разрезать катушку пополам. Это создает дополнительный провод для каждой катушки. Вы можете запустить их в режиме полукатушки, оставив два концевых провода неподключенными, или в режиме полной катушки, оставив центральные провода неподключенными. См. Технические характеристики двигателя, чтобы убедиться, что ваш Duet может обеспечивать достаточный ток для того, как вы хотите их подключить.

8-проводный шаговый двигатель

имеет 4 катушки, поэтому с двумя проводами на катушку получается 8 проводов. Вы можете запустить 8-проводный шаговый двигатель в режиме полукатушки (с подключенными только 2 катушками) или в режиме полной катушки, а в режиме полной катушки вы можете подключить катушки последовательно или параллельно. В Интернете есть много другой документации о том, как это сделать, просто убедитесь, что Duet может справиться с текущими требованиями. В конечном итоге для подключения к Duet нам осталось всего 4 провода.

Это максимальный ток, который вы можете пропустить через обе обмотки одновременно.Максимальный ток через одну обмотку (что действительно важно при использовании микрошага) редко указывается и будет немного выше. Однако, даже если одна обмотка приводится в действие при указанном номинальном токе, двигатель будет очень горячим. Таким образом, обычно устанавливается ток двигателя не более 85% от номинального тока. Следовательно, чтобы получить максимальный крутящий момент от ваших двигателей без их перегрева, вы должны выбирать двигатели с номинальным током не более чем на 25% выше рекомендованного максимального тока шагового драйвера.Это дает:

  • Duet 0.6 и Duet 0.8.5 (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1,5 A RMS) => Номинальный ток шагового двигателя <= 1,9 A
  • Duet 2 WiFi и Duet 2 Ethernet (максимальный ток двигателя 2,4 A RMS) => Номинальный ток шагового двигателя ток <= 3,0 A
  • Duet 2 Maestro (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1,4 A RMS при хорошем охлаждении вентилятора) => Номинальный ток шагового двигателя <= 1,7 A. Более того, если вы используете двигатели с более низким номинальным током (например, от 1,0 до 1,2 А) и мощностью 24 В, тогда драйверы будут работать меньше.
  • Основная плата Duet 3 6HC и плата расширения 3HC (рекомендуемый максимальный ток двигателя 4,45 A RMS) => Номинальный ток шагового двигателя <= 5,5 A
  • Duet 3 Tooboard (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1,4 A RMS) => Номинальный ток шагового двигателя < = 1,75 А

Это максимальный крутящий момент, который двигатель может обеспечить с обеими обмотками, запитанными на полном токе, прежде чем он начнет прыгать ступеньки. Удерживающий момент, когда одна обмотка находится под напряжением при номинальном токе, примерно в 1 / sqrt (2) раза больше.Крутящий момент пропорционален току (за исключением очень низких токов), поэтому, например, если вы установите драйверы на 85% номинального тока двигателя, то максимальный крутящий момент будет 85% * 0,707 = 60% указанного удерживающего момента.

Крутящий момент возникает, когда угол ротора отличается от идеального угла, соответствующего току в его обмотках. Когда шаговый двигатель ускоряется, он должен создавать крутящий момент, чтобы преодолеть инерцию собственного ротора и массу нагрузки, которую он ведет. Чтобы создать этот крутящий момент, угол ротора должен отставать от идеального угла.В свою очередь, нагрузка будет отставать от положения, заданного прошивкой.

Иногда можно увидеть, что микрошаг уменьшает крутящий момент. На самом деле это означает, что, когда предполагается, что угол запаздывания равен углу, соответствующему одному микрошагу (потому что вы хотите, чтобы положение было точным с точностью до одного микрошага), более высокий микрошаг подразумевает меньший угол запаздывания и, следовательно, меньший крутящий момент. Крутящий момент на единицу угла запаздывания (что действительно имеет значение) не уменьшается с увеличением микрошага.Другими словами, отправка двигателю одного микрошага 1/16 приводит к точно таким же фазным токам (и, следовательно, тем же силам), что и отправка ему двух микрошагов 1/32 или четырех микрошагов 1/64 и так далее.

Существует два соответствующих размера: номер размера Nema и длина. Номер размера Nema определяет квадратный размер корпуса и положение монтажных отверстий. Самый популярный размер для 3D-принтеров - Nema 17, который имеет квадрат не более 42,3 мм и крепежные отверстия в квадрате со стороной 31 мм.

Двигатели Nema 17 бывают разной длины, от "блинов" длиной 20 мм до двигателей длиной 60 мм. Как правило, чем длиннее двигатель, тем больше его удерживающий момент при номинальном токе. Более длинные шаговые двигатели также имеют большую инерцию ротора. Все Duets должны иметь возможность управлять ими, хотя некоторые двигатели Nema 17 могут быть рассчитаны на ток до 2 А, что является пределом для Duet 2 Maestro (хотя вы всегда можете запускать двигатели с меньшим током).

Двигатели Nema 23 обладают более высоким крутящим моментом, чем двигатели Nema 17.Duet 2 (WiFi и Ethernet) может управлять ими, если вы внимательно их выбираете, в частности, в отношении номинального тока, максимум до 2,8 А. Duet 3 должен иметь возможность управлять более крупными двигателями, до 5,5 А. Вы должны использовать питание 24 В для Duet 2 и 32 В для Duet 3 для более крупных двигателей.

Двигатели Nema 34 даже больше, с большим крутящим моментом и обычно используются в ЧПУ. Duet 3 также может управлять этими двигателями до 5,5 А. Для достижения высоких скоростей с большими двигателями вам может потребоваться более высокое напряжение, чем максимальное 32 В для Duet 3.Можно модифицировать Duet 3, увеличив это значение до 48 В и, возможно, до 60 В (что является пределом для шагового драйвера), хотя это аннулирует вашу гарантию; см. https://forum.duet3d.com/post/133293

Есть два общих угла шага: 0,9 и 1,8 градуса на полный шаг, что соответствует 400 и 200 шагам / оборот. В большинстве 3D-принтеров используются двигатели 1,8 градуса на шаг.

Не считая очевидной разницы в угле шага:

  • Двигатели 0.9deg имеют немного меньший удерживающий момент, чем аналогичные 1.Двигатели 8deg от того же производителя
  • Однако для создания заданного крутящего момента угол запаздывания, необходимый для двигателя 0,9 градуса, составляет чуть больше половины угла запаздывания аналогичного двигателя 1,8 градуса. Или, другими словами, при малых углах запаздывания двигатель 0,9 градуса имеет почти вдвое больший крутящий момент, чем двигатель 1,8 градуса при том же угле задержки.
  • При заданной скорости вращения двигатель 0,9 градуса производит вдвое большую индуктивную обратную ЭДС, чем двигатель 1,8 градуса. Таким образом, вам обычно нужно использовать питание 24 В для достижения высоких скоростей с 0.9deg моторы.
  • Двигатели 0.9deg нуждаются в шаговых импульсах, которые должны подаваться на драйверы с удвоенной скоростью, чем двигатели 1.8deg. Если вы используете высокий микрошаг, тогда скорость может быть ограничена скоростью, с которой электроника может генерировать ступенчатые импульсы. Для решения этой проблемы можно использовать режим интерполяции с микрошагом 16x драйверов TMC2660 на Duet 2 WiFi / Ethernet. Драйверы Duet 2 Maestro и Duet 3 могут интерполировать при любой настройке микрошага.

Индуктивность двигателя влияет на то, насколько быстро драйвер шагового двигателя может управлять двигателем до того, как момент упадет.Если мы временно проигнорируем обратную ЭДС из-за вращения (см. Ниже) и номинальное напряжение двигателя намного меньше, чем напряжение питания драйвера, то максимальное число оборотов в секунду до падения крутящего момента составит:

оборотов_за_секунду = (2 * напряжение_питания) / (шаги_на_об * пи * индуктивность * ток)

Если двигатель приводит в движение ремень GT2 через шкив, это дает максимальную скорость в мм / с как:

скорость = (4 * зубцы шкива * напряжение_питания) / (шаги_на_об * пи * индуктивность * ток)

Пример: a 1.Двигатель 8 градусов / шаг (т.е. 200 шагов / оборот) с индуктивностью 4 мГн работает при 1,5 А с использованием источника питания 12 В, а привод ремня GT2 с шкивом с 20 зубьями начнет терять крутящий момент примерно со скоростью 250 мм / сек. Это скорость ленты, которая на принтере CoreXY или delta отличается от скорости головки.

На практике крутящий момент упадет раньше, чем это, из-за обратной ЭДС, вызванной движением, и потому, что вышеупомянутое не учитывает сопротивление обмотки. Двигатели с низкой индуктивностью также имеют низкую обратную ЭДС из-за вращения.

Это означает, что если мы хотим достичь высоких скоростей, нам нужны двигатели с низкой индуктивностью и высокое напряжение питания. Максимальное рекомендованное напряжение питания для Duet 2 WiFi / Ethernet составляет 25 В, для Duet 2 Maestro - 28 В, а для Duet 3 - 32 В.

Это просто сопротивление каждой фазы и падение напряжения на каждой фазе, когда двигатель неподвижен и фаза проходит свой номинальный ток (который является продуктом сопротивления и номинального тока). Это неважно, за исключением того, что номинальное напряжение должно быть значительно ниже напряжения питания шаговых драйверов.

При вращении шагового двигателя возникает обратная ЭДС. При идеальном угле нулевого запаздывания он на 90 градусов не совпадает по фазе с управляющим напряжением и совпадает по фазе с обратной ЭДС из-за индуктивности. Когда двигатель развивает максимальный крутящий момент и находится на грани пропуска шага, он находится в фазе с током.

Обратная ЭДС из-за вращения обычно не указывается в технических данных, но мы можем оценить ее по следующей формуле:

приблизительный_пик_бэк_emf_due_to_rotation = sqrt (2) * пи * номинальный_ крутящий момент * обороты_в_секунду / номинальный_ток

Формула предполагает, что удерживающий момент задан для обеих фаз с номинальным током, запитанными.Если указан только одна фаза под напряжением, замените sqrt (2) на 2.

Пример: рассмотрим шаговый двигатель 200, приводящий в движение каретку через шкив с 20 зубьями и ремень GT2. Это движение 40 мм на оборот. Для достижения скорости 200 мм / сек нам нужно 5 об / сек. Если мы используем двигатель с удерживающим моментом 0,55 Нм, когда обе фазы работают на 1,68 А, пиковая обратная ЭДС из-за вращения будет 1,414 * 3,142 * 0,55 * 5 / 1,68 = 7,3 В.

Насколько точна эта формула? dc42 измерил, а затем рассчитал обратную ЭДС для двух типов двигателей:

  • 17HS19-1684S: измерено 24 В, рассчитано 24.24 В при условии, что удерживающий крутящий момент указан с обеими фазами при номинальном токе.
  • JK42HS34-1334A: измерено 22 В, рассчитано 15,93 В с учетом удерживающего момента 0,22 Нм при подаче питания на обе фазы при номинальном токе. Возможно, удерживающий момент для этого двигателя указан только для одной фазы под напряжением, и в этом случае расчетное значение станет 22,53 В. Я также видел удерживающий момент для этого двигателя, указанный в другом техническом описании как 0,26 Нм, что увеличивает расчетное значение до 18,05 В.

Если у вас есть целевая скорость движения для вашего принтера, вы можете определить, по крайней мере, приблизительно, какое напряжение питания вам понадобится для драйверов двигателей. Вот как это делается на примере расчета:

  1. Определитесь с целевой скоростью движения. В этом примере я буду использовать 200 мм / сек.
  2. Исходя из заданной скорости движения, определите максимальную скорость ленты для наихудшего случая. Для декартового принтера наихудший случай - это движение по оси X или Y, поэтому наихудшая скорость ленты совпадает со скоростью движения.Для принтера CoreXY наихудшим случаем является диагональное движение, и соответствующая скорость ленты в sqrt (2) раз больше скорости движения. Для дельта-принтера наихудший случай - это радиальное перемещение около края станины, а наихудшая скорость ленты - это скорость движения, деленная на тангенс угла (тета), где тета - это наименьший угол диагонального стержня к горизонтали. На практике мы не можем использовать заданную скорость перемещения для радиальных перемещений вплоть до края кровати из-за расстояния, необходимого для ускорения или замедления, поэтому принимайте тета как угол, когда сопло находится примерно в 10 мм от края кровати. напротив башни.Для моей дельты это 30 градусов, поэтому максимальная скорость ленты составляет 200 / тангенс (30 градусов) = 346 мм / сек.
  3. Определите число оборотов двигателя в секунду при максимальной скорости ремня, разделив скорость ремня на шаг зубьев ремня (2 мм для ремней GT2) и количество зубьев на шкиве. Моя дельта использует шкивы с 20 зубьями, поэтому максимальное количество оборотов в секунду составляет 346 / (2 * 20) = 8,7.
  4. Вычислить пиковую обратную ЭДС из-за индуктивности. Это обороты_за_секунду * пи * мотор_ток * мотор_индуктивность * N / 2, где N - количество полных шагов за оборот (так 200 для 1.Двигатели 8deg или 400 для двигателей 0.9deg). Мои моторы 0,9 градуса с индуктивностью 4,1 мГн, и я обычно использую их при 1 А. Таким образом, обратная ЭДС из-за индуктивности составляет 8,7 * 3,142 * 1,0 * 4,1e-3 * 400/2 = 22,4 В.
  5. Рассчитайте примерную обратную ЭДС за счет вращения. Из приведенной ранее формулы это sqrt (2) * pi * Rated_holding_torque * revs_per_second / Rated_current. Мои двигатели имеют номинальный ток 1,68 А и удерживающий момент 0,44 Нм, поэтому результат 1,414 * 3,142 * 0,44 * 8,7 / 1,68 = 10,1 В
  6. Желательно, чтобы напряжение питания драйвера было как минимум суммой этих двух обратных ЭДС. , плюс еще несколько вольт.Если у вас есть два двигателя, подключенных последовательно, то требуемое напряжение увеличивается вдвое.

В моем примере это дает 32,5 В, что выше рекомендуемого входного напряжения 25 В для Duet 2. Но, по крайней мере, мы знаем, что для наихудшего случая дельта-перемещения со скоростью движения 200 мм / с, если я использую 24 В. тогда мощность составляет более 2/3 теоретического значения, поэтому крутящий момент, доступный для этого движения, не должен уменьшаться более чем примерно на 1/3 доступного обычного крутящего момента. С другой стороны, источника питания 12 В явно недостаточно - это объясняет, почему я смог достичь только 150 мм / сек, прежде чем я обновил принтер до 24 В.

На https://www.reprapfirmware.org/ есть онлайн-калькулятор, который позволяет сделать это наоборот (т.е. вычислить скорость, с которой начинает падать крутящий момент).

  • Если вы не будете использовать внешние драйверы шагового двигателя, выбирайте двигатели с номинальным током не менее 1,2 А и не более 2,0 А для Duet 0.6 и Duet 0.8.5, 3 А для Duet 2, 7 А для Duet 3 основного и платы расширения и 1,7 А для панелей инструментов Duet 3 или Duet 2 Maestro.
  • Запланируйте работу каждого шагового двигателя на уровне от 50% до 85% его номинального тока.
  • Размер: Nema 17 - самый популярный размер, используемый в 3D-принтерах. Nema 14 - это альтернатива экструдеру с высоким редуктором. Используйте двигатели Nema 23, если вы не можете получить достаточный крутящий момент от длинных двигателей Nema 17. Duet 3 также может приводить в движение двигатели Nema 34.
  • Избегайте двигателей с номинальным напряжением (или произведением номинального тока и фазного сопротивления)> 4 В или индуктивностью> 4 мГн.
  • Выберите 0,9 град. / Шаговые двигатели, если вам нужна дополнительная точность позиционирования, например для башенных двигателей дельта-принтера.В противном случае выберите двигатели 1,8 град / шаг.
  • Если вы используете какие-либо двигатели с шагом 0,9 градуса / шаг или двигатели с высоким крутящим моментом, используйте питание 24 В, чтобы вы могли поддерживать крутящий момент на более высоких скоростях.
  • При использовании экструдера с высоким редуктором (например, экструдера, в котором используется гибкий приводной кабель для передачи крутящего момента от двигателя на червячный редуктор), используйте для его привода короткий низкоиндуктивный двигатель 1,8 град / шаг.

Номера дисков, используемые в G-коде, соответствуют следующим меткам драйверов на плате (ах):

9014 9014 9014 9014 9014 9014 E0 DRIVER_5
Номер привода Duet 3
этикетка платы
Duet 2 WiFi / Ethernet
этикетка платы
Duet 2 Maestro
этикетка платы
0 DRIVER_0 X Y
2 DRIVER_2 ZA ZB (два соединенных последовательно соединенных разъема)
3 DRIVER_3 E0
4 E2 (на Duex 2/5) E2 (контакты для внешнего драйвера)
6 E3 (на Duex 2/5) E3 (контакты для внешнего драйвера)
7 E4 (On Duex 5)
8 E5 (On Duex 5)
9 E6 (On Duex 5)
10 На заголовке LCD_CONN
11 На заголовке LCD_CONN

Чтобы увидеть точное расположение контактов, проверьте электрические схемы здесь:

Схема подключения

Duet 3

Схема подключения

Duet 2 WiFi / Ethernet

Схема подключения

Duet 2 Maestro

Duet 3 имеет 6 встроенных шаговых драйверов.Duet 2 WiFi, Ethernet и Maestro имеют 5 встроенных драйверов шагового двигателя.

Чтобы подключить шаговые двигатели к внутренним драйверам, см. Электрическую схему Duet 3, электрическую схему Duet 2 WiFi / Ethernet или электрическую схему Duet 2 Maestro. Распиновка каждого разъема шагового двигателя такая же, как и у другой популярной электроники 3D-принтера.

Для ВСЕХ ДУЭТОВ вы должны подключить два провода для одной фазы шагового двигателя к двум контактам на одном конце разъема, а провода для другой фазы - к двум контактам на другом конце. См. Следующий раздел, чтобы определить фазы вашего двигателя.

Каждый разъем шагового двигателя имеет четыре контакта. В Duet 2 WiFi / Ethernet они обозначены как «2B 2A 1A 1B» на задней стороне платы и на схеме подключения. «1» и «2» относятся к катушке или фазе, «A» и «B» относятся к положительному и отрицательному.

В моделях Duet 2 Maestro и Duet 3 четыре контакта разъема двигателя помечены как «B1 B2 A1 A2» ​​на задней стороне платы и на схеме подключения.«A» и «B» относятся к катушке или фазе, «1» и «2» относятся к положительному и отрицательному. Это соглашение об именах, используемое большинством производителей шаговых двигателей.

Внимание! Перепутывание фаз на 4-контактном разъеме может и часто приводит к повреждению шагового драйвера. Поэтому убедитесь, что вы знаете, какие пары проводов принадлежат одной фазе. Неважно, какую фазу вы подключаете к какой паре контактов или в каком направлении вы подключаете каждую фазу: поменять местами две фазы или поменять местами пару проводов в фазе просто заставит двигатель повернуться в другую сторону, что вы можно поправить в конфиге.g файл.

Будьте особенно осторожны при использовании шаговых двигателей со съемным кабелем! Двигатель Nema 17 со съемным кабелем обычно имеет 6-контактный разъем JST, но разные производители используют разные выводы на этом разъеме. Всегда проверяйте фазы шагового двигателя (см. Следующий раздел) при использовании двигателей со съемными кабелями.

Настоятельно рекомендуется заземлить корпуса шаговых двигателей , особенно в принтерах с ременным приводом.В противном случае движение ремней вызовет накопление статического заряда, который в конечном итоге переместится на обмотки. Движение нити в экструдерах также может вызвать накопление статического заряда на приводном двигателе экструдера. Если моторы привинчены к металлической раме, достаточно заземления рамы.

Вот два способа разделить провода шагового двигателя на фазы:

  1. Используйте мультиметр. Между двумя проводами, принадлежащими одной фазе, должно быть сопротивление в несколько Ом, а между проводами, принадлежащими к разным фазам, не должно быть непрерывности.
  2. Когда провода двигателя ни к чему не подключены, вращайте шпиндель между пальцами. Замкните два провода вместе, затем снова закрутите шпиндель. Если вращать намного сложнее, чем раньше, эти два провода принадлежат одной фазе. В противном случае попробуйте еще раз с другой парой проводов, закороченных вместе.

Если у вас два шаговых двигателя Z, подключите их к разъемам ZA и ZB. Эти разъемы подключены последовательно, что лучше, чем подключение их параллельно для большинства типов шаговых двигателей, используемых в 3D-принтерах.

Если у вас только один шаговый двигатель Z, подключите его к разъему ZA и вставьте две перемычки в разъем ZB. Платы Duet 2 обычно поставляются с уже установленными перемычками.

Если у вас есть два шаговых двигателя Z, то для типов двигателей, обычно используемых в RepRaps (то есть с номинальным током в диапазоне от 1,2 до 2,0 А), лучше соединять их последовательно, чем параллельно. Google "Последовательное подключение шаговых двигателей", чтобы узнать, как это сделать, например:

http: // www.Instructables.com/id/Wiring-Y ...]

Некоторые новейшие комплекты китайских 3D-принтеров имеют слаботочные шаговые двигатели Z, которые вместо этого предназначены для параллельного подключения. Если двигатели имеют номинальный ток 1,0 А или ниже, подключите их параллельно.

Используйте команду M584 (см. Http: //reprap.org/wiki/G-code#M584: _Set _...), чтобы указать, какие драйверы используются для соответствующей оси. Вы должны использовать RepRapFirmware 1.14 или новее.

Дополнительные сведения см. На странице использования внешних драйверов

Если ваши двигатели имеют номинал выше примерно 2.8A, и вы используете Duet 2 (Wi-Fi или Ethernet), или выше примерно 2A, и вы используете Duet 2 Maestro или устаревшие Duet 0.6 или 0.8.5, или если им требуется более высокое напряжение, чем может обеспечить Duet, тогда вы нужны внешние драйверы шагового двигателя. Обычно они имеют оптически изолированные входы step / dir / enable. Например, драйверы шагового двигателя с номинальным током до 5 А с использованием микросхемы шагового драйвера TB6600 широко доступны на eBay.

Если драйверам требуется не более 2 мА при 3 В на входах step, dir и enable, то вы можете управлять ими напрямую от разъема расширения Duet.Распиновку разъема расширения см. В схемах подключения Wi-Fi / Ethernet Duet 2. В противном случае вам следует использовать микросхемы смещения уровня от 3,3 В до 5 В, такие как 74HCT04, чтобы повысить уровень сигнала до 5 В и управлять ими. Для этой цели вы можете использовать Duet Expansion Breakout Board.

Чтобы переназначить двигатели X, Y или Z на внешние драйверы в RepRapFirmware 1.14 или новее, используйте команду M584 (см. Gcode M584). Сигналы включения на разъеме расширения по умолчанию активны на низком уровне, но вы можете изменить это с помощью команды M569 (см. Gcode M569).Вы также можете установить минимальную ширину шагового импульса в команде M569 (попробуйте 1us или 2us при использовании внешних драйверов) и настроить направление.

Перед выполнением этого шага временно разрешите перемещение оси без возврата в исходное положение, перейдя в консоль G-кода и введя: M564 S0 H0

Вернитесь на страницу управления машиной. В это время мы проверим работу наших шаговых двигателей.

Переместите каждый шаговый двигатель по отдельности на 1 мм в каждом направлении.

Обратите внимание, что шаговый двигатель не может быть перемещен до начала отсчета, если только команда M564 не используется для отмены этого значения безопасности по умолчанию.

.

Смотрите также