Controlador de pasos de la impresora 3D - Descripción detallada


Sin los controladores de paso, los motores de la impresora no girarían con suavidad.

Los controladores de los motores paso a paso de las impresoras 3D regulan el voltaje suministrado al motor para moverlo fracciones de paso en lugar de uno entero. De este modo, el motor gira más lentamente y de forma más suave. A esto lo llamamos microdirección y produce impresiones de mayor calidad. Los controladores de motores paso a paso también reducen las vibraciones y el ruido.

Un inconveniente de muchos controladores más baratos es que los motores tienen menos par cuando reciben menos potencia. Pero los controladores de alta calidad, como los de Trinamic, han resuelto problemas como estos, por lo que solo los recomiendo.

A continuación se indican algunos aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de comprar un controlador de motor paso a paso.

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Desarrollador

Algunos de los desarrolladores de controladores de paso más fiables son Trinamic Motion Control, Allegro MicroSystems, Texas Instruments y OnSemi. Mi favorito de todos ellos es Trinamic Motion Control (TMC) porque sus drivers ofrecen una tecnología avanzada muy por delante de cualquier otra marca.

Con un gran número de tecnologías patentadas como StealthChop para eliminar el ruido y SpreadCycle para la máxima suavidad durante la impresión, los controladores TMC son la opción número 1 para las impresoras 3D. Más abajo, se puede ver información más detallada sobre estas y otras patentes de Trinamic.

Clasificación de los micropasos

Los controladores paso a paso tienen clasificaciones de micropasos que indican la suavidad con la que pueden hacer girar el motor. La clasificación se presenta como una fracción, por ejemplo, 1/16, 1/32 y 1/64. Así, un valor de 1/16 significa que el driver puede hacer girar el motor 1/16 th de un paso completo, o el 6,25%. Estos pequeños movimientos crean rotaciones suaves reduciendo así los artefactos en sus impresiones.

Un índice de micropasos de 1/256 es excelente para cualquier impresora 3D. Eso significa que los controladores suministrarán el voltaje suficiente a las bobinas del motor para que se mueva el 0,4% de un paso completo, una gran diferencia con respecto a una clasificación de 1/16 (6,25%).

Para ello, los controladores de los motores paso a paso suministran menos potencia a las bobinas del motor. Pero esto también significa que los motores generarán menos par, especialmente con los drivers más baratos.

Modos de picado

Los fabricantes desarrollan un firmware para los controladores que les ayuda a rendir mejor de diferentes maneras. Los modos de picado de Trinamics son mucho más avanzados que los de otros fabricantes, aquí están los más populares y lo que hacen.

StealthChop

StealthChop reduce el ruido de los motores de su impresora regulando la modulación de la tensión, lo que disminuye las frecuencias creadas por las fluctuaciones de los campos magnéticos del motor. Reduce el zumbido que producen los motores tras un trabajo continuo.

Con StealthChop, puede esperar una reducción del ruido del motor de 10dB o más.

StallGuard

Este modo mide la energía que entra y sale del motor, así como la energía que vuelve al suministro de energía para medir la carga del motor paso a paso sin un sensor. Así que StallGuard le permite utilizar un equipo sin sensor si así lo desea.

Al eliminar los interruptores de límite, se reduce considerablemente la cantidad de cableado necesario, lo que hace que la impresora sea más atractiva visualmente.

CoolStep

CoolStep regula la tensión de alimentación del motor para que sólo reciba energía cuando la necesite. Esto reduce la temperatura hasta en un 80%.

CoolStep requiere de StallGuard para funcionar, así que siempre los encontrará juntos. Pero ten en cuenta que tendrás que parametrizarlo para que funcione correctamente. Aquí está la documentación sobre cómo hacerlo: trinamic.com

SpreadCycle

Este modo chopper hace que el motor funcione de forma extremadamente suave añadiendo una función de histéresis y optimizando el decaimiento rápido para cada ciclo. Disminuye la corriente suavemente para que las corrientes media y de destino se ajusten bien para crear ondas sinusoidales casi impecables. También reduce la ondulación de la corriente y el par.

Precio

Los controladores de paso no son caros y las opciones más populares oscilan entre 5 y 12 dólares cada uno. Así que cualquier cosa mucho menos que eso probablemente no funcionará bien (a menos que esté en oferta), y cualquier cosa que sea mucho más cara es probablemente excesiva. También puedes ahorrarte unos cuantos dólares si compras un paquete en lugar de uno solo. La mayoría de las ofertas incluyen algunos controladores porque normalmente necesitarás más de uno. Estos son los tipos de controladores incluidos que encontrarás en amazon.com: Conductores de TMC

Cómo probar un controlador de pasos de la impresora 3D

La forma más fácil de probar un driver de paso es cambiarlo por otro driver en la placa. A continuación, compruebe si el problema sigue ocurriendo con el mismo motor o no. Si el problema se traslada al otro motor, puedes asumir que el controlador de pasos es el culpable.

¿Cuánto dura el controlador de pasos de la impresora 3D?

Los drivers de los motores paso a paso pueden durar años si no se sobrecargan de tensión. Por ejemplo, si mueves el motor demasiado rápido con la mano en el eje, podrías fundir el controlador de pasos al disparar demasiado voltaje a través de él.

Enchufar o desenchufar motores o controladores mientras la impresora está conectada a la corriente también puede hacer que los controladores se estropeen. El sobrecalentamiento no suele ser un gran problema, ya que la mayoría de los controladores tienen protección térmica integrada y se apagan si se calientan demasiado. Por supuesto, usted no quiere que esto suceda mientras está imprimiendo, por lo que los disipadores de calor se utilizan a menudo para enfriar los controladores de paso.

Si crees que tus controladores están estropeados porque se apagan después de un tiempo, puede que sólo se estén sobrecalentando. En este caso, reduzca la corriente en el potenciómetro y pruebe de nuevo el apagado térmico. Si no se calientan mucho y se apagan, tienes que añadir disipadores antes de volver a subir el voltaje.

¿Necesita un controlador para cada motor paso a paso?

Cada motor paso a paso requiere un controlador paso a paso para tomar micro pasos. Así que usted encontrará cuatro controladores de paso en un Ender 3 porque hay cuatro motores paso a paso. Uno para cada uno de los ejes y uno para el extrusor.

¿Qué controlador es el mejor para el motor paso a paso?

Para las impresoras 3D, los controladores de paso TMC2209 son los mejores porque son fiables, silenciosos y tienen buenos valores de micropaso. Estos controladores tienen tecnologías patentadas como StealthChop, CoolStep y StallGuard que les ayudan a funcionar mucho mejor que otras marcas de controladores de paso.

Dispersan el calor con eficacia, lo que las hace más fiables y menos propensas a apagarse durante una impresión.

Los controladores TMC2209 tienen todo lo que necesitas para una impresora 3D y son la mejor opción para la mayoría de la gente. Los controladores TMC2208 son una excelente alternativa si tienes un presupuesto más bajo y no planeas ir sin sensores.

Aquí tiene una lista de los mejores controladores de motores paso a paso, desde las opciones más básicas hasta las más avanzadas.

Controladores de paso A4988

Estos controladores han estado en el mercado durante muchos años y se utilizan en algunas impresoras de gama baja de Creality. Sus principales puntos de venta son el bajo precio y la fiabilidad, pero no ofrecen mucho más que eso.

No reducen el ruido de su impresora como lo hacen los controladores TMC. La calificación de microstep es sólo 1/16 lejos de cualquiera de los controladores Trinamic en esta lista. También he encontrado algunas personas que se quejan de que 1 o 2 de los controladores no funcionan. Si usted recibe uno de estos fallos, siga el proceso de intercambio.

En el lado positivo, te dan direcciones y señales de control de paso en lugar de conducir el puente H directamente. También puede ajustar el límite de corriente que es bueno para un conductor de paso barato.

Esta es una opción económica para aquellos que sólo tienen un par de dólares de sobra. Aparte de los fallos aleatorios fuera de la caja aquí y allá, estos controladores son fiables si no necesitas el buen funcionamiento de una unidad con capacidad de 1/256. Dicho esto, si te lo puedes permitir, prefiere ir a por el siguiente controlador de la lista.

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Fabricante: Allegro microsystems

Calificación del micropaso: 1/16

Modos de conducción: Decaimiento lento de la corriente, decaimiento mixto de la corriente y selección automática.

TMC2208

Si usted está buscando para reducir en gran medida el ruido de su impresora, esto podía ser el controlador de paso para usted. Vienen equipados con StealChop para reducir el ruido de los motores en más de 10dB. El índice de micropasos de 1/256 es capaz de manejar prácticamente cualquier proyecto que se le presente.

Los TMC2208 funcionan con la mayoría de las placas base, incluidas las populares MKS gen l . Muchos propietarios de esta placa eligen los controladores TMC2208 porque constituyen una excelente actualización para el Ender 3 estándar.

Dicho esto, no cuentan con la tecnología StallGuard, por lo que no podrás utilizar un equipo sin sensores.

Este controlador se puede utilizar con el avance lineal de Marlins, sólo hay que desactivar el stealthChop y bloquear el extrusor en modo spreadCycle.

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Fabricante: Control de movimiento trinámico

Calificación del micropaso: 1/256

Modos de conducción: SpreadCycle y StealthChop

TMC2225

Estos controladores comparten la mayoría de las especificaciones con el TMC2208 anterior, con la única gran diferencia de que estos no tienen terminales para soldar por lo que ocupan menos espacio en la placa. Al estar tan cerca y compactos en la placa, son vulnerables al sobrecalentamiento. Así que con la ayuda de HTSSOP, funciona aún más fresco que el TMC2208.

No cuenta con la tecnología StallGuard, por lo que si planea ir sin sensores, tendrá que obtener los controladores TMC2130, TMC2209 o TMC2226 que se detallan a continuación.

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Fabricante: Control de movimiento trinámico

Calificación del micropaso: 1/256

Modos de conducción: SpreadCycle y StealthChop

TMC2130

Encontrará estos controladores en muchos Impresoras Prusa . Trinamic los fabrica específicamente para las impresoras 3D y por ello los ha dotado de todos los modos de picado y otras tecnologías TMC disponibles.

Sin embargo, los controladores TMC2130 son un poco más antiguos y tienen valores más bajos de alimentación del motor y de corriente de fase en comparación con los TMC2209, lo que los hace un poco más débiles, pero aún así son mucho mejores que los anteriores controladores de la lista.

Los controladores TMC2130 funcionan de forma fiable y no generan tanto calor debido a sus valores de potencia más bajos. Estos controladores son una excelente actualización para cualquier impresora 3D de bajo presupuesto, o para aquellos que quieren beneficiarse de StallGuard e ir sin sensores. Pero por el mismo precio, le sugiero que opte por los controladores TMC2209.

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Fabricante: Control de movimiento trinámico

Calificación del micropaso: 1/256

Modos de conducción: CoolStep, StallGuard, SpreadCycle y StealthChop

TMC2209

Además de contar con toda la tecnología Trinamic necesaria para las impresoras 3D, los controladores TMC2209 pueden suministrar una corriente continua de 2,0A, con picos de 2,8A. Esto supone un aumento de 0,5A respecto al TMC2208. Estos controladores actualizados también cuentan con CoolStep y StallGuard4. CoolStep optimiza el consumo eléctrico de los motores paso a paso y, por tanto, reduce el calor que generan. Se puede lograr una reducción de hasta un 80% en las temperaturas del motor con CoolStep activado.

StallGuard es otra tecnología patentada por Trinamic que elimina la necesidad de los sensores del motor paso a paso. Mide con precisión las paradas del motor para realizar mediciones de carga en el motor paso a paso.

Un pin de configuración permite cambiar entre StealthChop y SpreadCycle.

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Fabricante: Control de movimiento trinámico

Calificación del micropaso: 1/256

Modos de conducción: CoolStep, StallGuard, SpreadCycle y StealthChop

TMC2226

Los controladores TMC2226 funcionan muy bien al igual que los controladores TMC2209. La diferencia entre los dos es que no hay terminales para soldar en los controladores TMC2226 para reducir la cantidad de espacio requerido en la placa.

Al igual que el TMC2225, este controlador trabaja con HTSSOP para reducir las temperaturas durante el funcionamiento. Estos son perfectos para una configuración sin sensores, pero si usted no necesita HTSSOP o un perfil de conductor bajo, le sugiero que compre los conductores TMC2209 en su lugar.

Aquí están las últimas ofertas de estos controladores en amazon: Controladores de paso TMC2226

Fabricante: Control de movimiento trinámico

Calificación del micropaso: 1/256

Modos de conducción: CoolStep, StallGuard, SpreadCycle y StealthChop

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Conclusión

Las impresoras 3D necesitan controladores de motores paso a paso para funcionar con suavidad y precisión. Cuanto más alto sea el índice de micropasos, más suave será el giro de los motores paso a paso. Los controladores de motores paso a paso reducen el ruido y ayudan a muchas otras cosas, como la gestión del calor y la carga del motor, como en el caso de CoolStep y StallGuard.

Sugiero encarecidamente la compra de los controladores TMC2209 a menos que necesite que sean de bajo perfil en cuyo caso sugiero los controladores TMC2226.

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