Calculadora de Vref para driver de motor de passo

Como a Vref define a corrente

O driver compara a tensão sobre os resistores shunt com a tensão de referência do potenciômetro e impede que a corrente na bobina suba além do ponto em que as duas se igualam. Por isso a corrente depende só de duas coisas: a Vref e o valor dos resistores 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

Exemplo: um A4988 com resistores de 0,068 Ω e um motor de 1,5 A usado a 85%. O limite é 1,275 A, então Vref = 1,275 × 8 × 0,068 = 0,69 V. Um TMC2209 com resistores de 0,11 Ω ajustado para 1,275 A RMS precisa de Vref = 1,275 × √2 × 2,5 × 0,13 ÷ 0,325 = 1,80 V. Nos drivers TMC, a Vref deixa de ter efeito a partir de 2,5 V.

Drivers e resistores shunt

As placas A4988 da Pololu fabricadas desde 2017 têm resistores de 0,068 Ω (as anteriores, 0,050 Ω), as DRV8825 da Pololu 0,100 Ω e os módulos TMC2209 da BIGTREETECH e da FYSETC 0,110 Ω. Os clones variam, então leia a marcação na sua placa. Correntes: A4988 e DRV8825 segundo as placas da Pololu, TMC segundo os datasheets.

Como ler os resistores shunt

São os dois resistores pequenos perto do chip do driver, geralmente no tamanho 1206 ou 2010. A marcação usa o R como vírgula: R050 é 0,050 Ω, R068 é 0,068 Ω, R100 é 0,100 Ω, R110 é 0,110 Ω e R200 é 0,200 Ω. Se a marcação estiver ilegível, a página do vendedor ou o esquema da placa costuma trazer o valor.

Pico ou RMS?

O A4988 e o DRV8825 definem um limite de corrente, que com micropasso é o pico da senoide: a corrente RMS em cada bobina fica em cerca de 70% dele. Em passo completo, as duas bobinas conduzem cerca de 70% do limite o tempo todo. Os drivers TMC são ajustados diretamente em corrente RMS.

A corrente nominal de um motor é a corrente por fase com as duas fases ligadas. Ajustar um TMC para esse valor em RMS esquenta o motor mais ou menos tanto quanto rodá-lo em passo completo na corrente nominal. É também por isso que a mesma porcentagem dá mais corrente ao motor com um TMC do que com um A4988: compare os valores RMS no resultado.

Como ajustar com segurança

1. Ligue a placa: nas placas de impressora 3D isso significa a fonte principal, não só o USB.
2. Encoste a ponta de prova preta em um pino GND e toque com a vermelha o centro do potenciômetro, ou o ponto de teste REF.
3. Gire aos poucos com uma chave de fenda de plástico ou cerâmica; o sentido que aumenta a Vref muda de uma placa para outra, então fique de olho no multímetro.
4. Desligue antes de conectar ou desconectar o motor.
5. Deixe o motor rodar por alguns minutos e confira a temperatura: morno é normal; se estiver quente demais para manter o dedo, a corrente está alta demais.

Se o driver TMC for controlado por UART, esqueça o potenciômetro: a corrente é definida no firmware.