บน 12/11/2024 83

ทำความเข้าใจกับไดรเวอร์มอเตอร์ TMC2209

ในบทความนี้เราสำรวจ TMC2209 Motor Driver ซึ่งเป็นตัวควบคุมการเคลื่อนไหวที่โดดเด่นสำหรับการทำงานที่เงียบสงบและมีประสิทธิภาพและความสามารถที่ทรงพลังสำหรับมอเตอร์สเต็ปสองเฟสเราจะขุดลงไปในคุณสมบัติของมันตั้งแต่การรวมเข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดนิยมไปจนถึงฟังก์ชั่นขั้นสูงเช่นการควบคุมกระแสไฟฟ้าแบบไดนามิกและเทคโนโลยี StealthChop ซึ่งช่วยลดเสียงรบกวนสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้ความเงียบและแม่นยำไม่ว่าคุณจะพัฒนาหุ่นยนต์การพิมพ์ 3 มิติหรือระบบ HVAC ที่ประหยัดพลังงาน TMC2209 นำเสนอผลประโยชน์ที่หลากหลายในด้านประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือและการดำเนินงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมทำให้เป็นตัวเลือกที่สำคัญในอุตสาหกรรมที่หลากหลายเข้าร่วมกับเราในขณะที่เราตรวจสอบการกำหนดค่า PIN, การออกแบบ CAD, ข้อมูลเชิงลึกของแอปพลิเคชันและการเปรียบเทียบกับไดรเวอร์ที่คล้ายกันโดยเปิดเผยว่าทำไม TMC2209 เป็นโซลูชั่นที่ต้องการสำหรับการควบคุมมอเตอร์ที่ไร้รอยต่อและเงียบสงบ

แคตตาล็อก

การกำหนดค่าพิน

ชื่อพิน	คำอธิบาย
vdd & gnd	เชื่อมต่อกับ 5V และ GND ของคอนโทรลเลอร์
VM & GND	ใช้เพื่อเพิ่มพลังงานมอเตอร์
M1A, M1B, M2A, M2B	พินเอาท์พุทเชื่อมต่อกับสายมอเตอร์ 4 สาย
DIR	พินควบคุมทิศทางมอเตอร์
ขั้นตอน	ขั้นตอนการควบคุมพิน
MS1, MS2	หมุดตัวเลือก microstep
ความผิดพลาด	พินตรวจจับข้อผิดพลาด
pdn_uart	UART และ Auto Power Down Control: GND = ON, VIO = OFF
ลูกนก	อินพุตนาฬิกา
ต้น	การเลือกโหมด Chopper: low = stealthChop, สูง = Spreadcycle
diag	การวินิจฉัยเอาต์พุต (VIO = ข้อผิดพลาด)
ดัชนี	เอาต์พุตดัชนี (หนึ่งพัลส์ต่อแต่ละขั้นตอนเต็ม)
en	เปิดใช้งานเอาต์พุตมอเตอร์ (GND = ON, VIO = OFF)

TMC2209 CAD Design

รอยเท้า

ภาพรวมของ TMC2209

ที่ TMC2209 ทำหน้าที่เป็นตัวขับมอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่ซับซ้อนซึ่งสร้างขึ้นเพื่อเชื่อมต่อกับระบบไดรเวอร์มาตรฐานได้อย่างง่ายดายรองรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงถึง 28 V และจัดการเอาต์พุตปัจจุบันที่± 2 A. องค์ประกอบที่โดดเด่นของการออกแบบที่ซับซ้อนคือการรวมตัวกันของเทคโนโลยี StealthChop2นวัตกรรมนี้อำนวยความสะดวกในการทำงานของมอเตอร์ที่เงียบเกือบและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานส่วนใหญ่เป็นประโยชน์สำหรับสถานการณ์ที่การรักษาระดับเสียงรบกวนต่ำเป็นเรื่องที่น่ากังวลที่สุด

เทคโนโลยี StealthChop2 ใน TMC2209 กำหนดมาตรฐานใหม่ในการลดเสียงรบกวนและประสิทธิภาพการใช้พลังงานคุณสมบัติดังกล่าวได้รับความสำคัญเพิ่มขึ้นในโดเมนเช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคการพิมพ์ 3 มิติและหุ่นยนต์ในทางปฏิบัตินี้แปลว่าการทำงานของมอเตอร์ที่รอบคอบเช่นเสียงกระซิบยกระดับประสบการณ์ของคุณในสภาพแวดล้อมที่ต้องการสัญญาณรบกวนน้อยที่สุดสะท้อนให้เห็นถึงความสามารถของวิศวกรรมที่คุ้นเคยกับแอพพลิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพสูงเทคโนโลยีนี้รองรับการก้าวขึ้นสู่ระดับไมโครได้มากถึง 1/256 เพื่อให้มั่นใจว่าการควบคุมที่แม่นยำและกิจกรรมมอเตอร์ที่ไร้รอยต่อ

บล็อกไดอะแกรม

ข้อกำหนดทางเทคนิค

นี่คือตารางที่มีข้อกำหนดสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวของ Trinamic GmbH TMC2209-LA-T-

พิมพ์	พารามิเตอร์
เวลานำโรงงาน	8 สัปดาห์
ประเภทการติดตั้ง	ติดตั้งพื้นผิว
แพ็คเกจ / เคส	28-VFQFN แผ่นสัมผัส
อุณหภูมิการทำงาน	-40 ° C ~ 125 ° C TJ
การบรรจุหีบห่อ	เทป & รีล (TR)
ชุด	StallGuard ™
สถานะชิ้นส่วน	คล่องแคล่ว
ระดับความไวต่อความชื้น (MSL)	3 (168 ชั่วโมง)
แอปพลิเคชัน	การควบคุมระบบอัตโนมัติ
แรงดันไฟฟ้า - อุปทาน	4.8V ~ 5.25V
การทำงาน	ไดรเวอร์ - บูรณาการการควบคุมและขั้นตอนพลังงานอย่างเต็มที่
ส่วนต่อประสาน	ขั้นตอน/ทิศทาง uart
การกำหนดค่าเอาต์พุต	ขั้นตอน/ทิศทาง
แรงดันไฟฟ้า - โหลด	5.5V ~ 29V
ประเภทมอเตอร์ - Stepper	สองขั้ว
ความละเอียดขั้นตอน	1 ~ 1/256
สถานะ ROHS	Rohs3 เป็นไปตามมาตรฐาน

ลักษณะของ TMC2209

คุณสมบัติ	คำอธิบาย
ความเข้ากันได้ของมอเตอร์	มอเตอร์สเต็ป 2 เฟสสูงถึง 2.8A คอยล์ (จุดสูงสุด), 2A RMS
ส่วนต่อประสาน	อินเทอร์เฟซ Step/Dir กับ 8, 16, 32 หรือ 64 Micro Steps Pin Pin การตั้งค่า
การเดินขนาดเล็ก	Smooth Running 256 Micro Steps โดย Microplyer ™ การแก้ไข
การดำเนินการเงียบ	stealthChop2 ™การทำงานของมอเตอร์เงียบ
การควบคุมมอเตอร์	Chopper ควบคุมมอเตอร์แบบไดนามิกสูง
การตรวจจับแผงลอย	โหลด StallGuard4 ™และการตรวจจับแผงลอยสำหรับ stealthChop
ประหยัดพลังงาน	การควบคุมปัจจุบัน CoolStep ™สำหรับการประหยัดพลังงานสูงถึง 75%
RDS ต่ำ (เปิด)	ความร้อนต่ำ ls 170mΩ & hs 170mΩ (พิมพ์ที่ 25 ° C)
ช่วงแรงดันไฟฟ้า	4.75 … 29V DC
การจัดการพลังงาน	สแตนด์บายพลังงานต่ำเพื่อให้พอดีกับกฎระเบียบพลังงานสแตนด์บาย
ตัวต้านทานความรู้สึก	ตัวเลือกตัวต้านทานความรู้สึกภายใน (ไม่มีตัวต้านทานความรู้สึก ที่จำเป็น)
เบรกและพลังงานลง	การเบรกแบบพาสซีฟ, ฟรีล้อและพลังงานอัตโนมัติลดลง
ตัวเลือกการกำหนดค่า	สายเดียว UART & OTP สำหรับการกำหนดค่าขั้นสูง ตัวเลือก
การควบคุมการเคลื่อนไหว	เครื่องกำเนิดชีพจรแบบบูรณาการสำหรับการเคลื่อนที่แบบสแตนด์อโลน
การป้องกันและการวินิจฉัย	การป้องกันและการวินิจฉัยเต็มรูปแบบ
บรรจุุภัณฑ์	แพ็คเกจ QFN ขนาดกะทัดรัดพร้อมทากความร้อนขนาดใหญ่

แอปพลิเคชัน

การออกแบบอุปกรณ์

ไดรเวอร์ TMC2209 ช่วยเพิ่มการออกแบบอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญค้นหาแอพพลิเคชั่นที่โดดเด่นในเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่นี่การมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพจะชัดเจนเนื่องจากผู้ขับขี่ช่วยให้การเคลื่อนไหวของมอเตอร์ที่ราบรื่นขึ้นและการทำงานที่เงียบกว่าคุณสมบัติเหล่านี้สะท้อนกับอุตสาหกรรมที่แสวงหาความน่าเชื่อถือและความแม่นยำทั้งในการสร้างต้นแบบและกระบวนการผลิตบทบาทของมันขยายไปสู่เครื่องพิมพ์แบบดั้งเดิมและอุตสาหกรรมซึ่งมีความแม่นยำเพิ่มขึ้นและลดเสียงรบกวนสิ่งนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความเงียบสงบเช่นสำนักงานหรือห้องสมุด

ระบบรักษาความปลอดภัย

ระบบรักษาความปลอดภัยได้รับประโยชน์อย่างมากจาก TMC2209 ส่วนใหญ่เป็นเพราะความสามารถในการจัดการฟังก์ชั่นมอเตอร์ที่ซับซ้อนด้วยเสียงรบกวนน้อยที่สุดแอตทริบิวต์นี้พิสูจน์ให้เห็นว่าใช้งานได้สำหรับการดำเนินงานที่ต้องใช้ดุลยพินิจการเพิ่มประสิทธิภาพของกล้องวงจรปิดและล็อคอัตโนมัติช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของมาตรการรักษาความปลอดภัยคุณสามารถเข้าใจได้ว่าการทำงานที่ราบรื่นของระบบเหล่านี้บานพับบนส่วนประกอบที่เชื่อถือได้เช่น TMC2209 ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานอย่างต่อเนื่องและปลอดภัย

ประสิทธิภาพของระบบ HVAC

ในโลกของระบบ HVAC TMC2209 มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการพลังงานและประสิทธิภาพการดำเนินงานมอเตอร์ปรับแต่งสนับสนุนการลดการใช้พลังงานซึ่งเป็นปัจจัยที่น่าสนใจสำหรับผู้บริโภคและธุรกิจที่ใส่ใจต่อสิ่งแวดล้อมและธุรกิจที่มุ่งลดต้นทุนการดำเนินงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่นำเสนอโดย TMC2209 สะท้อนถึงความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการแก้ปัญหาที่ยั่งยืนในโครงสร้างพื้นฐานที่ทันสมัยส่งสัญญาณการเคลื่อนไหวที่กว้างขึ้นไปสู่นวัตกรรมที่รับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม

เครื่องจักรสิ่งทอและอุปกรณ์สำนักงาน

ความยืดหยุ่นของ TMC2209 นั้นแสดงให้เห็นในเครื่องจักรสิ่งทอซึ่งการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำนั้นดีที่สุดสำหรับการสร้างผ้าคุณภาพสูงมันช่วยในกระบวนการทอผ้าและตัดเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายในอุปกรณ์สำนักงานเช่นเครื่องถ่ายเอกสารและเครื่องสแกนมันช่วยให้ประสิทธิภาพที่เงียบสงบและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสิ่งนี้สอดคล้องกับการเน้นร่วมสมัยในการสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่สงบและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

เนื่องจากอุปกรณ์พกพาและแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานกลายเป็นที่แพร่หลายมากขึ้น TMC2209 พิสูจน์ได้ว่าเป็นประโยชน์โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แบตเตอรี่และการขยายอายุการใช้งานของอุปกรณ์คุณลักษณะนี้ส่วนใหญ่มีความสำคัญในหุ่นยนต์มือถือและอุปกรณ์พกพาซึ่งเพิ่มความสามารถในการใช้งานระยะยาวโดยไม่มีการชาร์จการชาร์จบ่อยครั้งคุณสามารถคงอยู่ในการสำรวจว่าส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพเช่น TMC2209 สามารถใช้เพื่อปรับปรุงการจัดการพลังงานผลักดันความก้าวหน้าในอนาคตในสนาม

วงจรแอปพลิเคชัน

การรวม TMC2209 เข้ากับระบบควบคุมมอเตอร์

การรวมไดรเวอร์ TMC2209 เข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์นำการปรับปรุงที่โดดเด่นในความแม่นยำของการควบคุมมอเตอร์การใช้ DIR (ทิศทาง) และพินขั้นตอนหนึ่งสามารถปรับทิศทางมอเตอร์และก้าวไปอย่างเชี่ยวชาญขนาดที่เต็มไปด้วยความเฉลียวฉลาดของมนุษย์และการมีส่วนร่วมทางอารมณ์การตั้งค่านี้เป็นที่ต้องการโดยคุณตั้งเป้าหมายเพื่อความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นในโดเมนเช่นการพิมพ์ 3 มิติเครื่องจักร CNC หรือหุ่นยนต์

ลักษณะที่โดดเด่นของ TMC2209 อยู่ในความสามารถในการปรับความละเอียดของไมโครขั้นตอนการปรับระหว่าง 1 ถึง 256 ขั้นตอนอำนวยความสะดวกโดยหมุด MS1 และ MS2คุณลักษณะนี้เหมาะกับความต้องการที่แม่นยำต่าง ๆ ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของโครงการที่หลากหลายตัวอย่างเช่นการเลือกใช้ความละเอียดแบบไมโครขั้นตอนที่ดีขึ้นในการติดตามความเป็นเลิศด้านการพิมพ์ความละเอียดสูงสามารถนำไปสู่การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นขึ้นและเอาท์พุทที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความสนใจที่พิถีพิถันในการแสวงหาความรู้ของมนุษย์เพื่อความสมบูรณ์แบบ

เปรียบเทียบ TMC2209 และ TMC2208

ข้อมูลจำเพาะ	TMC2208	TMC2209
เอาต์พุตปัจจุบันสูงสุด	สูงถึง 1.5A (2.0A สูงสุด)	สูงถึง 2.0a (2.8a Peak)
บริบทแอปพลิเคชัน	เหมาะสำหรับเครื่องจักรผู้บริโภคส่วนใหญ่ (Creality ฯลฯ )	กำลังการผลิตปัจจุบันที่สูงขึ้นสำหรับการตั้งค่าขั้นสูง
กรณีการใช้งานของผู้บริโภค	โดยทั่วไปจะทำงานต่ำกว่า 1.0A สำหรับมอเตอร์สต็อก	โดยทั่วไปจะทำงานต่ำกว่า 1.0A สำหรับมอเตอร์สต็อก

ทางเลือกสำหรับ TMC2209

- TMC2208

- A4988

- A498

- L6474

- L6207

- L6208

ขนาด

ผู้ผลิต

การควบคุมการเคลื่อนไหวของ Trinamic GmbH พัฒนาวงจรรวม TMC2209 (IC) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในภาคอุตสาหกรรมที่หลากหลายครอบคลุมเทคโนโลยีชีวภาพระบบอัตโนมัติจากโรงงานและระบบควบคุมการเคลื่อนไหวขั้นสูงIC นี้เป็นผลพลอยได้จากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีโดยเน้นการแสวงหาความเข้มข้นที่เข้มข้นและประสิทธิภาพในระบบเครื่องจักรกล

ด้วยวิวัฒนาการของเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องความอยากอาหารสำหรับโซลูชันการควบคุมการเคลื่อนไหวที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ซึ่งเป็นตัวอย่างโดย TMC2209 ได้ทวีความรุนแรงมากขึ้นส่วนประกอบนี้ผสมผสานนวัตกรรมเข้ากับการแสวงหาความแม่นยำอย่างพิถีพิถันในการดำเนินงานเชิงกลโดยเน้นถึงความปรารถนาที่เพิ่มขึ้นสำหรับประสิทธิภาพที่ได้รับการกลั่นกรอง

TMC2209 มีสเปกตรัมของลักษณะที่สอดคล้องกับความต้องการที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมร่วมสมัยเช่นความสามารถในการขับมอเตอร์แบบเงียบคุณสามารถให้คุณค่ากับความสามารถในการลดการใช้พลังงานอย่างมากในขณะที่กลั่นแอพพลิเคชั่นควบคุมการเคลื่อนไหวจัดการกับความซับซ้อนในการปฏิบัติงาน แต่อำนวยความสะดวกในการรวมระบบอย่างง่ายดาย

PDF แผ่นข้อมูล

ข้อมูล TMC2209-LA-T:

tmc2209_rev.1.08.pdf