Autor Tema: DRV8825, Todo lo que debes saber  (Leído 13901 veces)

kos000134679

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DRV8825, Todo lo que debes saber
« en: Junio 25, 2015, 08:21:12 pm »
Hola a todos, la idea de esto, tal como el post de los A4988, es tener toda la información relevante y en un solo lugar sobre los DRV8825.

Ya que el anterior post es de mi autoria y tuvo aceptación, me tomo la libertad de mantener el mismo formato, también hay algunas cosas que se repiten y las dejaré exactamente igual en ambos hilos, claro está que si surge alguna modificación o si es necesario agregar algun dat adicional que sea para ambos drivers, actualizare los dos hilos por igual. Vuelvo a recalcar esta vez por acá que es muy importante que esto lo completemos entre todos, por lo tanto los invito a criticar o aportar con lo que sea relacionado al tema. Yo mantendré actualizada la primera página de este post y agregaré, modificaré o quitaré elementos según corresponda. si consideran que me equivoque en algo, por favor no duden en decirmelo


El driver DRV8825 es un controlador para motores paso a paso bipolares, las principales características a saber son las siguientes:
  • Posibilidad de ajustar o limitar la corriente que va al motor
  • Posee protección contra exceso temperatura y sobre corriente
  • Posibilidad de controlar al motor hasta en 32 micropasos (1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 y 1/32 pasos)
  • Voltaje de operación (motor) entre 8,2 a 45V
  • Voltaje de trabajo (driver) entre 2,5 a 5,25V
  • Máxima corriente de trabajo, 1,5A (sin sistemas de disipación de calor) y hasta 2,2A con una buena disipación de calor*

    *(sobre 1,5A es necesario, disipador y ventilación forzada)

     ¿Como se conecta el driver DRV8825?
Este es el esquema de conexiones del driver DRV8825:


En la imagen aparece el driver en función paso completo (full-step)


     ¿Es necesario el condensador en la entre VMOT y GND?
(en teoría) Si, según lo que dice la pagina de pololu es para prevenir picos de voltaje que podrían dañar al driver
Pololu explica aqui detalladamente (en ingles)


     ¿que son los micropasos y para que sirven?
Micropaso no es más que la división de un paso, para el caso del DRV8825, podemos configurarlo a paso completo, 1/2 paso, 1/4 paso, 1/8 paso, 1/16 paso y 1/32 paso. estos se utilizan para controlar de manera mas fina o suave el giro de un motor PAP.

Por ejemplo, si tenemos un motor de 200 pasos, para hacer que el rotor de una vuelta completa (360°), el driver debe enviarle 200 pasos. (En este caso cada paso que dé será igual a un giro de 1.8°)

Para el mismo motor, con el driver configurado a medio paso, para dar un giro completo de 360°, el driver deberá enviarle 400 medios pasos al motor. (En este caso cada medio paso será igual a un giro de 0.9°)

Si tuviésemos configurado nuestro driver a 4 micropasos, para dar un giro completo de 360°, el driver deberá enviarle 800 micropasos. (en este caso cada micropaso será igual a un giro de 0.45°)

En términos simples, la gran diferencia entre trabajar en pasos y micropasos seria:

Paso completo   = Mayor torque, movimientos bruscos y mayor ruido
Medio paso        = Menor torque, movimientos suaves y menor ruido
Micropasos        = Menor torque aun, movimientos mucho mas suaves y mucho menos ruido


     ¿Como se configuran los micropasos en el driver?
La configuración del driver para trabajar con distintas resoluciones de pasos es la siguiente:


Se deben conectar a positivo (+VDD) los pines M0, M1 y M2 según corresponda.
(donde High=Alto, Low=Bajo), es decir, alto será cuando el terminal esté conectado a +VDD, y bajo, simplemente sin conectar.


Por ejemplo, esta sería la configuración para trabajar con 1/2 paso (medio micropaso):



Así sería la conexión para 1/8 paso (8 micropasos):




     ¿Para que limitar la corriente?
Principalmente para no quemar el motor, se pueden utilizar voltajes muy diferentes al voltaje nominal de cada motor paso a paso, sin embargo, la corriente entregada por el driver nunca debe exceder la corriente nominal del motor
Por ejemplo, si tienes un motor de 6V y 1A, pero no tienes una fuente de poder de 6V, puedes utilizar perfectamente una fuente de poder de 12V ATX de un ordenador (por poner solo un ejemplo), para esto solo debes limitar al driver a que entregue 1A.


     ¿Como se limita la corriente para no quemar el motor?
La pagina oficial de Pololu indica que hay dos maneras de limitar la corriente entregada por el driver:

La primera consiste en colocar el driver en paso completo (full-step), activar el motor y medir cuanta es la corriente que circula por una de sus bobinas, esta corriente no debe exceder el 70% de la corriente limite

La segunda consiste en medir el voltaje de referencia en el pin REF con respecto a GND, aplicando la siguiente ecuación nos dará como resultado la corriente máxima que entregará el driver:


          Corriente limite = VREF * 2
PERO al igual que la primera forma de limitar la corriente, hay que calcular con el 70% de la corriente total, es decir:
Si quisiéramos regular la corriente del driver a 1A, la formula quedaría así:
Primero calcular el 70% de la corriente limite, en este caso como ejemplo 1A
          1A / 0,7 = 1,4
Luego aplicar la formula anterior y despejada la incógnita queda de esta manera:
          1,4 / 2 = 0,7
Entonces tenemos que VREF= 0,7V

Entonces, una vez que sepamos cual es el VREF correcto hay que medir el pin REF con respecto a GND, y se ha de ajustar el potenciometro integrado en el mismo driver y girándolo cuidadosamente hacia la derecha o izquierda hasta alcanzar el valor calculado para VREF


     ¿Por que se calcula con el 70%?
Por que si ven el datasheet del Pololu DRV8825, verán que el driver configurado en paso completo (full-step) energiza al motor con 70% de la corriente total por cada paso.


     ¿Donde encuentro y mido VREF?
El pin VREF a diferencia de todos los demás pines, se encuentra en medio de la placa, al lado del integrado. Es un pequeño circulo con estaño donde se ha de poner la punta del multimetro y realizar la medición (se coloca la punta roja en el pin VREF, y la punta negra del multimetro a GND)
El potenciometro está mas a la vista, es esa "placa metálica con ranura en forma de cruz", ahí es donde debes poner un destornillador y girar suavemente hacia la derecha o izquierda. Ojo que es algo frágil, por lo tanto se debe girar con cuidado de no romperlo.

Imagen con la ubicación del Pin VREF y el potenciometro:




     ¿Hay una manera mas simple y efectiva de limitar la corriente del driver?
Si, especialmente si estás utilizando drivers Chinos ya que no son más que una copia idéntica a los Pololu, por lo tanto no necesariamente van a funcionar exactamente igual que los drivers originales, especialmente con todo lo relacionado a VREF mencionados en este hilo.
Pues bien, la otra alternativa para medir la corriente similar a la primera mencionada y consiste en lo siguiente:

Colocar en motor en modo bloqueo (es decir, que el motor quede energizado pero sin girar, como si estuviese frenado), medir la corriente que circula por el motor y ajustar con sumo cuidado el potenciometro de VREF hasta llegar a la corriente deseada.

En este caso se puede hacer sin el Arduino conectado al driver, respetando el las conexiones descritas anteriormente, es decir, el driver alimentado entre 2,5 a 5,25V en el pin VDD, y el voltaje correspondiente al motor (entre 8,2 a 45V) en el pin VMOT, se debe conectar el pin ENABLE a 0V, esto pondrá al motor en modo bloqueo, energizando a X corriente el motor, es aquí donde se ha de medir esta corriente y  se ajusta girando cuidadosamente el potenciometro el driver.
El único detalle es que si cambias la configuración de micropasos o el voltaje (VMOT), se debe volver a medir


     ¿Hay alguna diferencia entre medir corriente en el motor o en la fuente de poder misma (VMOT)?
Si, pero debe ser una diferencia ínfima, debes tener en consideración que si mides directamente el cable del motor, tendrás la medición exacta de lo que consume el motor, por el contrario, si realizas la medición en la entrada de VMOT habrá una ínfima corriente que puede estar consumiendo el mismo driver, lo mismo si conectas el amperimetro (o multimtro) en la fuente de poder que energiza los motores, si tienes mas motores y drivers conectados, puede que la medición que realices te indique la corriente total que circula por todos los drivers y motores.


     ¿Es exacta la limitación de corriente del driver?
Todos los componentes electrónicos tienen un margen de error ínfimo, esto no es mas que un porcentaje de error admisible que se produce por que prácticamente es imposible fabricar en serie componentes exactamente iguales (cabe destacar que si se puede fabricar elementos idénticos, pero los costes de fabricación serían extremadamente elevados).
Este margen de error o tolerancia se aplica para cualquier elemento fabricado en serie, un ejemplo de esto y el caso que nos interesa a nosotros:
Todas las resistencias eléctricas traen señalizado el porcentaje de tolerancia, es decir, que una resistencia que dice ser de 100Ω y una tolerancia del 1%, en realidad puede tener un valor entre 999Ω y 101Ω. Este valor puede variar aun más, debido a que el material del que está compuesta la resistencia eléctrica, varia sus propiedades físicas con la temperatura (como es el caso de la resistividad).
En resumen, es posible que regules la corriente de tus drivers y esta quede fija en un determinado valor, pero luego de que el driver trabaje unos minutos podría la corriente ya limitada tener un valor un poco diferente a la regulada en un comienzo.
No hay que preocuparse, esta variación es ínfima y no debiera dañar tus motores o el driver. No olvides que es importante que mantengas los drivers correctamente ventilados para evitar daños y mal funcionamiento.


¿Como ventilo los drivers y por que es importante?
Todos los componentes electrónicos sufren con las altas temperaturas, si no controlamos la temperatura que pueden alcanzar podríamos tener daños irreversibles en dichos componentes como lo es quemar el driver.
Para evitar esto, se utilizan disipadores de calor, que no son más que placas metálicas con una buena transmisión de calor (por ejemplo cobre o aluminio). Los disipadores tienen la finalidad de extraer el calor desde un punto caliente y disiparlo a través del aire, también pueden tener una ventilación forzada que ayuda a disipar de mejor manera el calor.
Para ventilar correctamente los drivers solo es necesario instalar un disipador y agregar ventilación forzada con un ventilador (puede ser un ventilador de 12V de ordenador común y silvestre).

Un ejemplo de disipador para el DRV8825 es el siguiente:




Y puesto en nuestro DRV8825 quedaría de la siguiente manera:



Un ejemplo de ventilación forzada sería la utilización de un ventilador de ordenador como este:


*Lo único que se debe hacer es colocar uno ventilador como este sobre nuestro driver (arrojando el viento al driver)


En nuestro caso, debemos utilizar disipadores cuando queremos trabajar con corrientes superiores a 1,5A (no olvidar que 2,2A es el limite de este driver, por mas disipador de calor que tenga, difícilmente lograremos hacerlo trabajar por este limite sin dañarlo)


Precauciones a considerar

  • EL potenciometro incorporado en el driver para ajustar corriente es delicado, es decir, No gira libremente sin detenerse, solo gira desde un punto hasta otro para obtener un valor Vref mínimo y máximo, cuando ajustes este potenciometro, debes hacerlo con delicadeza para no romperlo, por otra parte solo basta girarlo tan solo un poco para alcanzar el Vref deseado. Si rompes este potenciometro, entonces el driver quedará regulado a X valor para siempre (claro, siempre y cuando no reemplaces el potenciometro dañado)
  • Es recomendable para la modificación de Vref, la utilización de un destornillador cerámico (o mas bien no metálico) para evitar dañar la electrónica por motivo de estática, haz de tener en cuenta que tu cuerpo porta una cierta estática la cual es dañina para la electrónica, claro que no siempre uno posee las herramientas ideales para todo, así que si no tienes un destornillador como el descrito procura hacerlo con alguno que al menos tenga el mango plástico y evitar tocar directamente el driver con los dedos
  • Nunca realices modificaciones en el cableado del driver con este energizado, es decir, si por ejemplo desconectas el motor con el driver aun alimentado, de seguro quemarás el driver... así que como precaución, si necesitas modificar alguna conexión en el driver, antes asegúrate de quitarle la energía y te evitas problemas
  • Debes saber que cuando giras el rotor de un servomotor, este genera una corriente tal como si fuera un pequeño generador o dinamo, esta corriente depende mucho de a que velocidad giras el rotor, por lo tanto, si el motor está conectado al driver y mueves el motor, le estarás enviando una corriente de retorno al driver que podría generar daños irreparables a la electrónica.
    Cabe destacar que hasta el momento nadie aquí en el foro ha quemado un driver por este motivo, pero para que no seas el primero, si ya tienes tu maquina armada y quieres posicionar un eje en determinado lugar (obviamente con todo conectado) hazlo con suavidad, para que la corriente generada por el motor PAP sea pequeña y no alcance a dañar la electrónica.



Notas:
*Cabe destacar que en el punto sobre medir corriente, intenté explicar lo que dice la pagina de Pololu con respecto al tema, pero no  necesariamente esto aplica de manera exacta con los drivers alternativos (copias Chinas del DRV8825), si tienes drivers alternativos, entonces calcula la corriente limite de la ultima forma mencionada para irte a la segura.



**Toda la información oficial respecto al driver DRV8825, la puedes encontrar pinchando aquí (en ingles).

:D Espero que esta mini guía haya sido de utilidad, saludos y comenta lo que quieras!  :D





Bueno, intente responder todas las preguntas que fui leyendo en otros hilos y otras me hice yo mismo en algún momento.
Cualquier aporte, sugerencia, critica es bienvenida :)
« Última modificación: Septiembre 01, 2015, 04:42:33 am por kos000134679 »

kos000134679

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #1 en: Junio 25, 2015, 08:23:17 pm »
Al igual que con el otro post, puse los links directo a mi Google Drive por si fallan las imágenes de Subefotos, los invito a revisar y avisarme si hay algún error o cualquier cosa, y en caso de que no funcione algun link o lo que sea por favor no duden en escribirme y lo soluciono a la brevedad

Saludos  :D

darkheart

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #2 en: Junio 25, 2015, 09:37:52 pm »
  Excelente Kos !!! muy buen trabajo se agradece el que tomes tu tiempo para reunir la informacion y compartirla !!

  Ahora existe solo un problema con los DRV8825 Y ES QUE AUN NO ME LLEGAN !!! :ouch: :ouch:
Diseñar, probar, errar, rectificar pero seguir avanzando !!

juancarbuho

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #3 en: Junio 25, 2015, 10:16:57 pm »
si señor
plaudo la iniciativa y aplaudo las explicaciones
todo superior
gracias

kos000134679

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #4 en: Junio 25, 2015, 10:20:50 pm »
  Excelente Kos !!! muy buen trabajo se agradece el que tomes tu tiempo para reunir la informacion y compartirla !!

  Ahora existe solo un problema con los DRV8825 Y ES QUE AUN NO ME LLEGAN !!! :ouch: :ouch:
jajaja yo igual me pedí unos DRV8825 que quizá cuando llegarán... pero bueno, me alegro que sea de ayuda esta información, que mas que mal es una recopilación de varias cosas y sobre todo la información oficial de Pololu.

si señor
plaudo la iniciativa y aplaudo las explicaciones
todo superior
gracias
Muchas gracias  :D

Por cierto, entonces están bien todos los links? hay uno solo que yo no puedo ver, pero me paso lo mismo en otro hilo y al pasar los dias sin hacer ningún cambio ya se podía visualizar correctamente  :-O

Saludos  :)

soko

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #5 en: Junio 25, 2015, 10:43:14 pm »
Fantastico curro!!!!!!!!!!!!!! se agradece!!!!!!!!!  :) :)

Foshland

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #6 en: Junio 25, 2015, 11:40:01 pm »
Si señor, muy buena informacion, a mucha gente le vendra de perlas. Gracias por el post
Me sigue fascinando el ingenio humano

estami

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #7 en: Junio 26, 2015, 06:35:12 am »
Todo muy bien explicado, perfecto esta muy bien esta guía. Yo tengo este tipo de drivers y la verdad van muy bien.
Un saludo. ;D

onasiis

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #8 en: Junio 26, 2015, 07:24:32 am »
Gracias!!! Como te lo curras ehhh!   :-)
Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo.

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Algunos diseños para imprimir: http://www.thingiverse.com/onasiis/designs

kos000134679

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #9 en: Junio 26, 2015, 07:23:02 pm »
Gracias a todos por sus comentarios  :D

Como mencione antes, estas cosas son las que al ser uno un principiante no sabe ni encuentra fácilmente, así que espero que a cualquiera que venga por aquí con dudas le sean respondidas.

Por otra parte les reitero la importancia de que me ayuden a completar esto, ya que no es solo merito mio, si no que de todos y cada uno de ustedes que en otros hilos ha ido preguntando y/o respondiendo, yo mas que nada he intentado resumir y ordenar un poco esas preguntas-respuestas para que sea de fácil lectura... Por ejemplo ayer leí un compañero de foro en otro hilo que tenia la duda de como poner en bloqueo los drivers A4988, creo que tendré que agregar un apartado para explicar en detalle como se controlan de manera manual estos drivers (es decir sin Arduino), claro que a medida que tengo tiempo iré agregando información.

Saludos  :D :D

titopol

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #10 en: Enero 09, 2016, 05:31:01 pm »
Hola buenas,

Actualmente en mis inventos estoy con los A4988, pero quiero usar los DRV8825 que me compré, y quiero hacer esta sintonización sin hacerla tan manual como la hice hasta ahora, que es girando el potenciómetro al mínimo necesario sin que llegaran a pararse los motores en su funcionamiento.

La primera duda que me surge es sobre la corriente limite. No me queda claro cual es: la que finalmente pasa por el driver? o la que es mayor, de tal forma que la que pasa por el driver es el 70 % de esta mayor?

Os pongo lo que yo entiendo si uso la segunda aproximación que propongo, y me decís si está bien. Digamos que yo quiero hace funcionar a los DRV8825 con 2A, ya que voy con disipadores y ventiladores. Esa será la corriente que pasa por el driver, y por ello la límite es mayor, en concreto 2,8 A, de forma que los 2A del driver es el 70% de la límite que es 2,8 A, por ello, aplicando la formula Corriente limite = VREF * 2, la VREF será 2,8/2=1,4 A y eso será lo que regule con el tornillo en el driver, verdad?

Y luego segunda duda: Para medir esa VREF en bloqueo, ¿lo puedo hacer mientras funciono con la fresadora teniendo todo conectado, pero uno a uno en los motores? Es decir, yo conecto en serie el amperimetro en una de las bobinas de uno de los motores, y conecto todo lo demás y arranco la fresadora, con su 4 motores y drivers, aunque yo tengo conectado el multimetro en uno de ellos. Entonces hago un movimiento con cualquiera de los motores, y al parar, quedan todos bloqueados, y en ese momento veo la corriente que pasa por el motor en estudio? mientras estan bloqueados, cierto? y esa corriente es la del driver, verdad?

Un saludo, siento el tocho y gracias por la ayuda!

kos000134679

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #11 en: Enero 09, 2016, 07:24:12 pm »
Citar
Os pongo lo que yo entiendo si uso la segunda aproximación que propongo, y me decís si está bien. Digamos que yo quiero hace funcionar a los DRV8825 con 2A, ya que voy con disipadores y ventiladores. Esa será la corriente que pasa por el driver, y por ello la límite es mayor, en concreto 2,8 A, de forma que los 2A del driver es el 70% de la límite que es 2,8 A, por ello, aplicando la formula Corriente limite = VREF * 2, la VREF será 2,8/2=1,4 A y eso será lo que regule con el tornillo en el driver, verdad?

No, si tu motor es de 2A, debes sacar el 70% de esos 2A, es decir 1,4A, en base a ese numero calculas tu Vref (que sería 0,7), Si y solo Si tienes el driver configurado en Full Step... Esto por que cuando el motor esta a full steple enviará un 70% de la corriente regulada por cada pulso. (luego de hecho el calculo configuras los micropasos como quieras)

Ahora, si regulaste bien la corriente del driver como mencione antes (y el driver es original Pololu), al medir la corriente que pasa por una de las bobinas del motor (en bloqueo) deberías medir los 2A antes mencionados.
(recuerda que no necesariamente el Vref funcionara bien ocn drivers alternativos)

Sobre poner los motores en bloqueo tengo entendido que es cosa de habilitar la opción en GRBL para que mantenga siempre bloqueados, siendo así deberías poder medir sus corrientes con todo conectado, PERO no olvides desconectar la fuente de poder antes de intervenir el circuito con el amperimetro para no quemar accidentalmente los drivers.

titopol

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #12 en: Enero 09, 2016, 07:39:37 pm »
Muchas gracias Kos por la amable respuesta.

Efectivamente los motores los tengo en bloqueo cuando no se mueven, tengo configurado la opción correspondiente en la pestaña GRBL del cncControl.

Para poner en Full step simplemente los MS1, MS2, y MS3 sin conectar o a GND, aunque yo de normal los usara en 1/32 con los tres en nivel alto, verdad?

En este escenario que manejamos, por el motor pasarían 2A y por el driver 1,4A?

Un saludo.

P.D.: Por cierto, donde en el mensaje anterior puse 2,8, queria poner 2,85.....

Majestad278

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #13 en: Enero 09, 2016, 07:43:43 pm »
Yo  llevo un par de días usando los DRV y si muevo manualmente distancias cortas de 1 hasta 50 mas o menos los drivers funcionan bien (no se recalienta), pero cuando inicio un GCODE cualquiera da igual las lineas que contenga estos se ponen demasiado calientes, les puse el disipador pero nada, se puede freír un huevo a los 40 segundos de funcionamiento.

Mi configuración es nema 17 a 1/4 steps  y he probado dos fuentes de alimentación la de 24v a unos 4A y la de un PC 12v no se el amperaje.

El problema es de la alimentación? ??? %-}
Proyecto RPi CNC aqui:
(https://sourceforge.net/p/rpi-cnc/)

kos000134679

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Re:DRV8825, Todo lo que debes saber
« Respuesta #14 en: Enero 09, 2016, 07:56:04 pm »
Full Step = M0, M1, M2 sin conectar (creo que no es necesario llevarlos a GND, al menos con los A4988 no es necesario)

Sobre la corriente, como te comente antes, poniendo el Vref a 0,7, por el driver pasaran maximo 2A

Creo que te estas confundiendo con lo del 70%, lo que sucede es que el driver y el motor trabajan en corriente continua, es decir un voltaje alto y uno bajo... pero para el caso de controlar de manera mas eficiente el motor (micropasos) el driver simula una onda alterna con pulsos de diferente intensidad. En este punto es que, cuando el driver esta configurado a FULL STEP, le envia SOLO un pulso positivo y luego uno negativo, pero estos pulsos son del 70% de la corriente total....

Si estuviera configurado a HALF STEP te enviaría pulsos de esta manera:

100%

            70%

                               
----------------0 %-----------------

                               -70%           

                                          -100 %

Para que quede mas claro, si miras esta imagen (tomada al azar desde google) tendriamos:
La linea ondulada es la que se supone imitará el driver
La linea rosada seria el primer micro paso Hasta la interseccion con... La linea Azul que seria el segundo micro paso