Calcul de Vref pour driver pas à pas

Comment la Vref fixe le courant

Le driver compare la tension aux bornes de ses résistances de shunt à la tension de référence du potentiomètre, et empêche le courant dans la bobine de dépasser le point où les deux sont égales. Le courant ne dépend donc que de deux choses : la Vref et la valeur des résistances de shunt.

A4988     I limite = Vref ÷ (8 × Rs)
DRV8825   I limite = Vref ÷ (5 × Rs)
TMC2208/9 I RMS = (Vref ÷ 2,5 V) × 0,325 V ÷ (Rs + 0,02 Ω) ÷ √2

Exemple : un A4988 avec des résistances de 0,068 Ω et un moteur de 1,5 A utilisé à 85 %. La limite vaut 1,275 A, donc Vref = 1,275 × 8 × 0,068 = 0,69 V. Un TMC2209 avec des résistances de 0,11 Ω réglé sur 1,275 A RMS demande Vref = 1,275 × √2 × 2,5 × 0,13 ÷ 0,325 = 1,80 V. Sur les drivers TMC, la Vref n’a plus d’effet au-delà de 2,5 V.

Drivers et résistances de shunt

Les cartes A4988 de Pololu fabriquées depuis 2017 ont des résistances de 0,068 Ω (0,050 Ω avant), les cartes DRV8825 de Pololu 0,100 Ω, les modules TMC2209 de BIGTREETECH et FYSETC 0,110 Ω. Les clones varient : lisez le marquage sur votre carte. Courants : A4988 et DRV8825 d’après les cartes de Pololu, TMC d’après les datasheets.

Lire les résistances de shunt

Ce sont les deux petites résistances près de la puce du driver, en général au format 1206 ou 2010. Le marquage utilise le R comme virgule : R050 vaut 0,050 Ω, R068 0,068 Ω, R100 0,100 Ω, R110 0,110 Ω et R200 0,200 Ω. Si le marquage est illisible, la fiche du vendeur ou le schéma de la carte donne généralement la valeur.

Crête ou RMS ?

L’A4988 et le DRV8825 fixent une limite de courant, qui correspond en micro-pas au sommet de la sinusoïde : le courant RMS dans chaque bobine en vaut environ 70 %. En pas entier, les deux bobines reçoivent en permanence environ 70 % de la limite. Les drivers TMC se règlent directement en courant RMS.

Le courant nominal d’un moteur est le courant par phase avec les deux phases alimentées. Régler un TMC sur cette valeur en RMS fait chauffer le moteur à peu près autant qu’en pas entier à son courant nominal. C’est aussi pourquoi un même pourcentage donne plus de courant au moteur avec un TMC qu’avec un A4988 : comparez les valeurs RMS dans les résultats.

Régler sans risque

1. Mettez la carte sous tension : sur les cartes d’imprimante 3D, il faut l’alimentation principale, l’USB ne suffit pas.
2. Placez la pointe noire sur une broche GND et touchez avec la rouge le centre du potentiomètre, ou le point de test REF.
3. Tournez par petites touches avec un tournevis en plastique ou en céramique ; le sens qui augmente la Vref change d’une carte à l’autre, alors surveillez le multimètre.
4. Coupez l’alimentation avant de brancher ou de débrancher le moteur.
5. Faites tourner le moteur quelques minutes et vérifiez sa température : tiède, c’est normal ; si vous ne pouvez pas y laisser le doigt, le courant est trop élevé.

Si le driver TMC est piloté en UART, laissez le potentiomètre de côté : le courant se règle dans le firmware.