Posso reduzir com segurança o consumo de energia de um motor de passo aplicando um PWM à entrada de habilitação do driver?

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Eu tenho uma placa de fuga de driver de motor de passo baseada no chip Allegro A4988. Percebi que quando o motor está estático, ele tem um torque de retenção muito melhor do que quando está em movimento. Tenho uma configuração operada por bateria e, na maioria das vezes, o motor de passo é usado apenas para manter uma posição. O potenciômetro de ajuste de limite já está na placa de interrupção, portanto não posso alterá-lo com meu microcontrolador.

Eu seria capaz de aplicar um sinal PWM ao pino de habilitação do acionador do motor para alterar a corrente que entra no motor, para que eu possa acionar o motor em um nível de corrente mais alto ao mover ativamente e reduzir a corrente para a posição de retenção?

Estou mais interessado nos efeitos que um sinal PWM terá na vida do circuito do driver. Em nenhum lugar da folha de dados diz que você pode ou não pode fazer algo assim.

pwm stepper-motor Faken
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Não sei ao certo o que você quer dizer com 'o potenciômetro de ajuste de limite', mas (supondo que você queira dizer os resistores sensoriais atuais e (o que seria um projeto interessante, eles devem ser combinados com baixa impedância) resistores), li na página 9, na seção Controle interno de corrente PWM : $R_{S1}$ $R_{S2}$

O valor máximo da limitação de corrente é definido pela seleção de RSx e a tensão no pino VREF. A função de transcondutância é aproximada pelo valor máximo do limite de corrente, (A), que é definido por $I_{TripMAX}$

$I_{TripMAX} = V_{REF} / ( 8 R_S)$

onde é a resistência do resistor (Ω) e V_ {REF} é a tensão de entrada no pino REF (V). $R_S$

Você tem acesso ao pino REF (pino 17)? Nesse caso, ajustar isso com um DAC produzirá o mesmo efeito que a variação dos resistores sensoriais.

Caso contrário, a entrada Habilitar provavelmente é uma escolha melhor do que cortar a energia ou usar os pinos de suspensão ou desligamento, que incorrem em um atraso de 1 ms (conforme descrição na p. 10).

Kevin Vermeer
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Desculpe, acho que os resistores sensoriais estão configurados permanentemente, o potenciômetro provavelmente está ajustando o pino REF (não sei, mas não sei o suficiente sobre eletrônica). Acho que o problema aqui é que eu acabaria executando dois sinais PWM sobrepostos. Primeiro, o interno que usa o resistor sensor para controlar a corrente, o segundo que estou usando para desligar os FETs.

Faken 26/03/12

Pelo que pude entender, o chip está usando o resistor sensor para detectar corrente e ajustar seu PWM, de modo que calcule a média para qualquer limite de corrente que estou configurando. No entanto, o que acontece se de repente eu começar a interromper esse processo ativando e desativando os FETs com enable muito rapidamente? Pode não afetar os modos de passo completo, mas e os modos de micro passo? Sei que não devo usar os pinos de desligamento ou de suspensão, que mexem com os circuitos lógicos e podem redefinir minha posição atual do passo.

21412 Faken

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Você precisará PWM o pino de habilitação lentamente. Veja as formas de onda na p. 11: Você quer ser mais lento que o período de , mas significativamente mais rápido que . Interromper o sistema durante , enquanto o FET estiver ativado, causará um erro na sua tensão de saída. Sugiro algo entre como um período para o seu PWM, se isso for possível.

V_{S T E P}

$V_{STEP}$

t_{o f f}

$t_{off}$

t_{f d}

$t_{fd}$

10 t_{o f f} < t_{P W M} < 0.1 t_{S T E P}

$10 t_{off}\ < t_{PWM} < 0.1 t_{STEP}$

Kevin Vermeer

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Não vejo nada na folha de dados que indique que o pino de ativação não possa ser pulsado. É difícil dizer pelo circuito interno se isso causaria um problema. O pino de habilitação desliga os motores externos, o que pode significar que o chip não consegue recircular a corrente corretamente, causando picos de tensão. No entanto, eu esperava que Allegro tivesse lidado com essa situação, já que isso acontecia toda vez que o Enable fica alto.

Se você tiver um driver sobressalente, meu conselho seria apenas experimentá-lo.

Como alternativa, você pode reduzir a tensão Vref, em vez de usar o PWM. O A4988 cuidará da redução atual atual para você. Isso pode ser alcançado puxando o pino Vref um pouco mais baixo com um resistor e um transistor ou um pino de um MCU que pode alternar entre impedância baixa e alta.

Puxando o pino Vref para baixo.

Uma solução ainda melhor pode ser torná-lo automático. Use o sinal de passo para carregar rapidamente um capacitor que aumenta a tensão Vref. A ausência de sinais de passo permite que a tampa descarregue lentamente e, com ela, a tensão Vref e a corrente do motor. Quanto mais rápidos os passos, maior o Vref.

Aqui está um esquema muito aproximado de como isso pode funcionar. Eu apenas adivinhei os valores do resistor e não verifiquei se eles funcionariam. (Exercício deixado para o leitor). Esquema muito áspero

Rocketmagnet
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Boa resposta, eu realmente gosto da ideia de usar o pulso para alterar automaticamente as configurações atuais. Infelizmente, isso está em uma placa de interrupção e eu não tenho acesso ao pino Vref, então não posso fazer nada com ele além de ajustá-lo com uma pequena chave de fenda plástica.

Faken 28/03/12

Obrigado. É uma pena não ter acesso ao pino Vref, porque isso lhe daria um bom controle de corrente suave. Talvez você possa soldar um pouco de arame na panela?

Rocketmagnet 28/03

Estou dividido entre qual resposta aceitar. A resposta inferior realmente responde à minha pergunta. A resposta de Rocket é muito bem-feita e tem alguns conceitos muito legais, mas os comentários de Kevin me dão pelo menos algumas dicas sobre o que fazer.

Faken

Você já tentou isso? Eu acho que essa será a única maneira de obter uma resposta definitiva. Como não há nada na folha de dados sobre isso, ninguém pode realmente ter certeza sem tentar.

Rocketmagnet

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Claro que você pode usar o PWM, mas o seu motor de passo pode começar a apitar um pouco com a frequência do PWM. Escolha uma frequência alta que não consiga ouvir (> 20kHz) ou viva com o apito.

jippie
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A questão era sobre um PWM para a eletrônica de acionamento, não o próprio motor.

vsz 28/03

Posso reduzir com segurança o consumo de energia de um motor de passo aplicando um PWM à entrada de habilitação do driver?

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