Controlador de motor paso a paso de bajo voltaje DRV8834

Este es una placa breakout para el controlador de motor paso a paso bipolar microstepping DRV8834, de Texas Instruments.  Opera entre 2,5 - 10,8 V, permitiendo alimentar motores paso a paso con voltajes que son demasiado bajos para otros controladores, y puede entregar hasta ~1,5 A por fase continuamente sin un disipador de calor o flujo de aire forzado (hasta 2 A punta). Posee límite de corriente ajustable, protección por sobre corriente y sobre temperatura, además de seis resoluciones de micro paso (bajo 1/32 de pasos). Esta placa viene con conectores macho, de 2,54 mm de espaciamiento (0,1”), no viene soldado.

Este producto es una placa breakout del controlador de motores paso a paso de bajo voltaje DRV8834, de Texas Instruments. Este controlador permite controlar un motor paso a paso bipolar de hasta 2 A de corriente de salida por bobina, algunas de las características clave del controlador son:

• Simple interfaz de control de paso y dirección

• Seis distintas resoluciones de pasos: paso completo, 1/2 paso, 1/4 paso, 1/8 paso, 1/16 paso y 1/32 paso

• Control de corriente ajustable, que permite establecer el máximo de corriente de salida con un potenciómetro, y así usar voltajes superiores al nominal del motor paso a paso para lograr mayores tasas de paso.

• Control inteligente chopping que selecciona automáticamente el modo correcto de reducción de la corriente (rápida o lenta)

• Rango de voltaje de alimentación 2,5 a 10,8 V

• Regulador incluido (no necesita alimentación de tensión lógica externa)

• Puede interactuar directamente con sistemas de 3,3 V y 5 V

• Apagado térmico por sobre temperatura, apagado por sobre corriente apagado y bloqueo por bajo voltaje

• PCB con 4 capas de cobre de 2 oz, para una mejor disipación del calor

• Conector soldable tierra (GND) expuesto por debajo del chip controlador en la parte inferior de la PCB

• El tamaño del módulo, pinout e interfaz, hacen juego con la del controlador paso a paso A4988 en muchos aspectos.

Nota:  algunos motores paso a paso unipolares (por ejemplo, aquellos con seis u ocho cables) pueden ser controlados por este controlador como motores paso a paso bipolares. Motores unipolares con cinco cables no pueden ser usados con este controlador.

Dimensiones:

• Tamaño: 15,2 mm x 20,3 mm

• Peso: 1,6 g (sin conectores)

Hardware incluido

El módulo viene con todos los componentes superficiales ya montados, además incluye una barra de conectores macho de 1 × 16, con 2,54 mm (0,1”) de separación, la que no viene soldada.

Conexiones de alimentación

El controlador requiere voltaje de alimentación del motor de 2,5 a 10,8 V para ser conectado a través VMOT y GND. Este suministro debe tener condensadores de desacoplamiento adecuados cerca de la placa, y debe ser capaz de suministrar la corriente esperada.

Advertencia: Esta placa usa capacitores cerámicos de baja-ESR (resistencia serie equivalente), lo que lo hace susceptible voltajes puntas LC destructivos, especialmente cuando el cable poder es de pocos centímetros. Bajo las condiciones adecuadas, estos voltajes puntas pueden exceder los 11,8 V máximo para el DRV8834 y dañar permanentemente la placa, incluso cuando el voltaje de alimentación del motor sea tan bajo como 9 V. Una forma de proteger al controlador de esas puntas de voltaje es poner un capacitor electrolítico grande (al menos 47 µF) a través de la potencia del motor (VMOT) y tierra, en algún lugar cerca de la placa.

Consideraciones de disipación de energía

El controlador DRV8834 tiene una capacidad nominal máxima de corriente continua de 1,5 A por bobina, y en pruebas, esta placa fue capaz de suministrar la corriente nominal durante muchos minutos sin necesidad de refrigeración adicional. El DRV8834 puede soportar puntas de corriente de hasta 2,2 A por bobina, pero su protección contra la sobretensión puede saltar con corrientes tan bajas como 2 A, así la corriente real que puede suministrar dependerá de qué tan bien puede mantener fresco el chip. Placa de circuito impreso está diseñada para disipar calor del chip, pero para suministrar más de ~1,5 A por bobina, se hace necesario un disipador de calor u otro método de enfriamiento.

Nota: este producto puede calentarse lo suficiente como para quemar mucho antes que se recaliente el chip. Tenga cuidado al manipular este producto y otros componentes conectados a él.

Diferencias entre el DRV8834 y el A4988

La placa breakout del DRV8834 fue diseñada lo más parecida posible a la del controlador de motor paso a paso A4988, y puede ser usada como reemplazo para el A4988 en muchas aplicaciones debido a que comparte el mismo tamaño, pinout y la interfaz de control general. Sin embargo hay algunas diferencias entre los dos módulos:

• El pin usado para suministrar voltaje lógico al A4988 se usa como salida FAULT en el DRV8834, ya que el DRV8834 no necesita un suministro lógico (y el A4988 no tiene una salida FAULT). Note que es seguro conectar el pin FAULT directamente al suministro lógico (hay una resistencia de 1,5k entre la salida IC y el pin para protegerlo), así el DRV8834 puede ser usado en sistemas diseñados para el A4988 que lleven alimentación lógica a ese pin.

• El pin SLEEP del DRV8834 no es elevado (pull-up) de manera predeterminada como en el A4988, pero la placa lo conecta al pin FAULT a través de una resistencia de 10k. Por lo tanto, los sistemas destinados a la A4988 que alimenta la ruta lógica hacia el pin FAULT tendrá efectivamente un pull-up de 10k en el pin SLEEP.

• El potenciómetro, que selecciona el límite de corriente, está en una ubicación diferente.

• La relación entre el ajuste del límite de corriente y el pin de voltaje de referencia es diferente.

• El DRV8834 ofrece un micropaso de 1/32 paso, y el A4988 sólo llega hasta 1/16 paso.

• El DRV8834 solo tiene dos pines para configurar su modo micropaso (microstep) y el A4988 tiene tres. La tabla de selección paso difiere entre el DRV8834 y A4988 para todas las resoluciones de micropasos distintas al de paso completo y el de 1/2 paso.

• El DRV8834 no tiene entrada RESET.

• Los pines en el módulo DRV8834 que corresponden al MS3 y RESET del A4988, están desconectados de manera predeterminada. Si la compatibilidad eléctrica con el A4988 no es una preocupación, dos señales diferentes (CONFIG y VREF) en el DRV8834 se pueden conectar a estos pines con puentes de montaje en superficie.

• Los requisitos de tiempo para la duración mínima de pulso en el pin STEP son diferentes para los dos controladores. Con el DRV8834, los pulsos STEP de alta y baja debe ser de al menos 1,9 µs; los que pueden ser tan corto como 1 µs cuando se usa el A4988.

• El DRV8834 soporta un voltaje de alimentación más bajo que el del A4988, pero su suministro máximo de voltaje también es menor (2,5 - 10,8 V v/s 8 - 35 V).

• El DRV8834 puede entregar más corriente que el A4988 sin refrigeración adicional (basado en pruebas de paso completo: 1,5 A por bobina para el DRV8834 v/s 1,2 A por bobina para A4988 Black Edition (rev. productos relacionados)) .

• El DRV8834 usa una nomenclatura diferente para las salidas de motor paso a paso, pero funcionalmente son lo mismo que los pines correspondientes en la placa del A4988, por lo que las mismas conexiones en ambos controladores tienen como resultado el mismo comportamiento del motor paso a paso. En ambas placas, la primera parte de la etiqueta identifica la bobina (bobinas "A" y "B" en el DRV8834 y bobinas "1" y "2" en el A4988).

Documentos

• Ficha técnica del DRV8834 de Texas Instruments

• Esquema

• Dibujo

• Librería Arduino para el A4988, DRV8825 y DRV8834

• Entendiendo las puntas destructivas de voltaje LC

• Página del producto en Pololu