Драйвери DM556 і DM542: підключення, налаштування струму й мікрокроку крок за кроком

DM556 і DM542 це два цифрові драйвери двофазного крокового двигуна з однаковим набором клем і перемикачів. Вони відрізняються струмом: піковий струм DM556 доходить до 5,6 А, DM542 до 4,2 А, а живлення в обох від 20 до 50 В. Нижче інструкція від коробки до першого обертання осі: як підібрати драйвер за струмом двигуна, під’єднати живлення, обмотки та сигнали PUL, DIR, ENA, виставити струм і мікрокрок перемикачами, запустити вісь і не допустити типових помилок. Теорію струму, мікрокроку й завад зібрано в категорії драйвери крокового двигуна для ЧПУ, тут її застосовано до двох конкретних моделей.

Чим відрізняються DM556 і DM542

Різниця в одному параметрі: струмі. DM542 розрахований на двигуни зі струмом фази до 3 А, DM556 до 4 А. Клеми, діапазон живлення, мікрокрок і входи в них збігаються, тому під’єднуються й налаштовуються вони однаково, а відрізняються лише значення струму в положеннях SW1, SW2, SW3. Модель DM542 розроблена компанією Leadshine, а драйвери під цією назвою випускають і інші виробники, тому налаштовувати драйвер потрібно за таблицями на його власному корпусі. Докладні описи й розміри є в картках: драйвер DM556 і драйвер DM542.

Як підібрати драйвер під двигун

Струм на табличці двигуна це діючий струм фази. Драйвер налаштовується на піковий струм, він у 1,4 раза більший за діючий: у DM542 положенню 4,20 А відповідає 3,00 А діючого струму, у DM556 положенню 5,6 А відповідає 4 А. Тому струм фази множать на 1,4 і беруть найближче положення пікового струму.

Приклад для двигуна зі струмом фази 2,8 А: 2,8 x 1,4 = 3,92 А. У DM542 поруч стоять положення 3,76 А і 4,20 А. Ближче 3,76 А: різниця 0,16 А проти 0,28 А, цьому положенню відповідає діючий струм 2,69 А, трохи менший за паспортні 2,8 А. Положення 4,20 А дає 3,00 А, більше за паспортне значення. Струм вищий за паспортний перегріває двигун і драйвер, струм нижчий за паспортний знижує момент, а якщо двигун під навантаженням нагрівається сильніше за 80 °C, ставлять менше значення.

Підключення крок за кроком

1. Живлення. Постійну напругу від 20 до 50 В подають на клеми +V і GND. Напругу блока живлення обирають нижчою за 50 В, щоб лишився запас на проти-ЕРС двигуна під час гальмування: для DM542 у посібнику Leadshine рекомендовано блок із номінальним виходом від 20 до 45 В.
2. Двигун. Обмотки під’єднують до клем A+, A- і B+, B-. Двигун із 4 виводами під’єднують напряму, пари виводів знаходять мультиметром: між виводами однієї обмотки прилад показує опір, між виводами різних обмоток коло розімкнене. Двигуни з 6 і 8 виводами під’єднують на половину або повну обмотку, послідовно чи паралельно, і перераховують струм драйвера за схемою з’єднання.
3. Сигнали. PUL (STEP) задає крок, DIR напрямок, ENA дозвіл роботи. Входи розв’язані оптронами, у кожного дві клеми «+» і «-», на корпусі є маркування 5V-24V. За спільного анода PUL+, DIR+ і ENA+ з’єднують і подають на плюс сигналів контролера, а PUL-, DIR- і ENA- під’єднують до виходів контролера з відкритим колектором (NPN). За спільного катода PUL-, DIR- і ENA- з’єднують зі спільним проводом контролера, а виходи PNP або логічні виходи з активним високим рівнем під’єднують до PUL+, DIR+ і ENA+.
4. Монтаж. Драйвер ставлять ребрами вертикально на металеву панель і залишають вільне місце для потоку повітря. У DM556 корпус 118 x 75,5 x 34 мм, кріплення чотирма гвинтами через отвори діаметром 3,5 мм, відстань між отворами за довжиною 112 мм. Сигнальні дроти ведуть екранованою виткою парою окремо від дротів двигуна й живлення.

Яка схема потрібна, визначають виходи контролера: документацію на виходи конкретної моделі дивляться до під’єднання, а підібрати контролер можна серед контролерів для верстата ЧПУ. Вхід ENA знімає струм з обмоток, для DM542 Leadshine рекомендує залишати ENA+ і ENA- непід’єднаними, тоді драйвер завжди увімкнений. Чи потрібні резистори на входах, залежить від версії драйвера, тому спершу дивляться маркування біля клем та інструкцію до свого екземпляра. Якщо біля клем написано 5V-24V, як у DM542 і DM556 з каталогу, контролер із виходами 5, 12 або 24 В під’єднують без додаткових резисторів. У старих версій із входами лише на 5 В у лінію PUL, DIR і ENA послідовно ставлять резистор 1 кОм за 12 В і 2 кОм за 24 В, за 5 В резистор не потрібен. У нових версій Leadshine є перемикач рівня сигналу 5V/24V: за 24 В резистор не потрібен, за 5 В перемикач ставлять у положення 5V, інакше двигун не працюватиме.

Дроти двигуна не під’єднують і не від’єднують за ввімкненого живлення: струм в обмотках тече й за зупиненого двигуна, а розрив кола дає викид напруги, який може вивести драйвер з ладу.

Налаштування струму й мікрокроку на прикладі DM542

Положення перемикачів надруковано таблицями на корпусі, налаштовують за ними. У DM542 SW1, SW2, SW3 обирають піковий струм, SW4 струм під час зупинки (струм спокою), SW5, SW6, SW7, SW8 мікрокрок. У DM556 перемикачі ті самі, а положення для струмів від 1,4 до 5,6 А беруть із таблиці на корпусі DM556.

Приклад: двигун зі струмом фази 2,8 А на гвинті з кроком 5 мм. Для пікового струму 3,76 А за таблицею DM542 потрібні SW1 у положенні ON, SW2 і SW3 у положенні OFF. SW4 у положенні OFF: під час зупинки струм падає до половини робочого. Що дає ON, залежить від версії: на корпусі DM542 з каталогу надруковано «on=Full Current», тобто струм лишається повним, а в посібниках нових версій Leadshine ON означає 90% робочого струму. Дивляться напис на корпусі свого драйвера. Двигун із кроком 1,8° робить 200 кроків на оберт, режим 1600 кроків на оберт це поділ кроку на 8. Для нього SW5 і SW6 стоять у положенні OFF, SW7 і SW8 у положенні ON. Гвинт із кроком 5 мм за 1600 імпульсів на оберт дає 1600 / 5 = 320 імпульсів на міліметр.

Режим мікрокроку обирають разом із контролером і швидкістю осі. Подача 3000 мм/хв це 50 мм/с, на тому самому гвинті за 320 імпульсів на міліметр контролер видає 50 x 320 = 16000 імпульсів за секунду. Чим вищий мікрокрок, тим вища частота імпульсів, яку має тримати контролер.

Перший запуск

1. Перевірка налаштування. До подачі живлення звіряють струм і мікрокрок із таблицею на корпусі, напругу блока живлення з діапазоном від 20 до 50 В і під’єднання обмоток.
2. Живлення без навантаження. Живлення подають на вісь без фрези й без притискачів. Індикатор PWR/ALM показує живлення та аварію.
3. Мала швидкість і напрямок. На малій швидкості перевіряють, що кожна вісь їде в потрібний бік. Якщо напрямок зворотний, міняють місцями дроти однієї обмотки (A+ і A-) або інвертують напрямок у програмі.
4. Нагрівання. Після роботи під навантаженням перевіряють температуру двигуна. Якщо він нагрівається сильніше за 80 °C, ставлять менше значення струму. Leadshine вказує для своїх драйверів температуру драйвера до 70 °C і двигуна до 80 °C.
5. Імпульси на міліметр. Задають переміщення 100 мм, вимірюють фактичне й перераховують кількість імпульсів на міліметр у контролері.

Типові помилки

• Струм виставлено без перерахунку: двигун зі струмом фази 3 А отримує 3 А пікового струму, тобто 2,14 А діючого, на 29% менше за паспортний.
• Переплутано обмотки: до A+ і A- під’єднано дроти різних обмоток. Двигун тремтить на місці й не обертається.
• Блок живлення взято на межі драйвера: під час гальмування проти-ЕРС піднімає напругу вище за 50 В, спрацьовує захист або виходять з ладу ключі.
• Сигнали 12 або 24 В подано на драйвер із входами лише на 5 В без резистора 1 або 2 кОм, або сигнал 5 В подано на драйвер із перемикачем рівня в положенні 24V.
• Імпульс STEP коротший, ніж потрібно драйверу, або DIR змінюється одночасно з імпульсом. За посібником Leadshine DM542 тривалість імпульсу й паузи не менша за 2,5 мкс, а DIR випереджає фронт STEP не менше ніж на 5 мкс. Частина кроків губиться, і вісь зміщується.
• Мікрокрок обрано вищий, ніж тримає контролер: швидкість осі впирається в частоту імпульсів, а не у можливості двигуна.
• Роз’єм двигуна від’єднано за ввімкненого драйвера.

Часті запитання

DM556 чи DM542: що обрати?

За струмом двигуна. DM542 розрахований на струм фази до 3 А (піковий до 4,20 А), DM556 на струм фази до 4 А (піковий до 5,6 А). Живлення від 20 до 50 В, мікрокрок, входи й під’єднання в них однакові, тому для двигуна зі струмом фази до 3 А достатньо DM542, а для двигуна зі струмом понад 3 А і до 4 А потрібен DM556.

DM556 чи TB6600: чим відрізняються?

У TB6600 на 3,5 А живлення від 9 до 42 В і струм до 3,5 А (піковий до 4,0 А), у DM556 живлення від 20 до 50 В і піковий струм до 5,6 А. У двох версій TB6600 положення перемикачів різні, налаштування й схеми під’єднання розібрано в статті налаштування TB6600.

Що робити, якщо струм двигуна вищий за 4 А?

Двигуну зі струмом фази 5 А потрібен піковий струм 7 А, це вище за межу DM556 у 5,6 А. Для такого двигуна беруть драйвер на більший струм, наприклад драйвер DM860H із піковим струмом до 7,2 А. Опис налаштування DM860H англійською є в інструкції DM860H.