2017年4月21日金曜日

proxxonフライス盤をCNCに改造する (24) ドライバA4988の電流制限

主要部品を組んでこんな全体形状になりました.少々問題が...
問題とは、、、
Z軸にスピンドルモーターを取り付けました.同モーターの重量は2kgぐらいありそうです.
さらにZステージの摺動ロスも加わって、Z軸のステッピングモーターが下がる方向は正常に動くのだけど、Z軸を上げる方向へは重すぎて動かなくなっちゃったんです.トルク不足です.

今まではXYステージを扱ってきて、所詮は水平駆動ですからステッピングモーターのトルク不足は感じませんでした.でもZ軸はあきらかに重たいです.

↓arduino CNC shieldステッピングモータードライバのA4988というICが載った基板には、電流制限用のVRが載っています.いままでこのVRを調節せずに使って来ました.ですがそろそろ強烈な電流を流し込んでやるべき場面が来たようです.
調整するにはVRを回せばよいのですが、狙いはどうすればいいのか?
A4988のデータシートにこういう式が書かれています.
Itripmaxがステッピングモータに流す最大電流なのだと思います.
Vrefは、上の写真のVRの上面電極の電圧です.テスターで測定できます.
Rsは、上の写真のS1Y,S2Yとシルクが打たれた抵抗です.写真から、0.1Ωになっています.注意を要するのは、「真正A4988ドライバ基板」であればこのRsは0.05Ωまたは0.068Ωなのですが、わたしが入手したパチモン基板にはR10すなわち0.1Ωがついています.
皆さんが入手されたパチモンA4988基板でもこのようなイレギュラーがありうるので現物目視で確認しまょう.念のため右にA4988基板の回路図を貼っておきます.

それで、わたしはステッピングモーターに2A流したいと思います.理由はA4988の最大電流が2Aだからです.
最大電流を2Aに設定するためにVrefをいくつに設定したらよいか?を考えます.
Vref = Itripmax * 8* Rs
= 2*8*0.1 = 1.6V
このパチモンA4988基板ではVref=1.6Vに設定すれば2A流せるとわかりました.

テスターでVRの上面電極(マイナスドライバで回すところ)の対GND電圧を測りながらVRを回します.だがしかし、この基板の設定だと1.6Vまでは上がらず、1.26Vが最大でした.(定数変更すれば可能になるがそこまでしなかった)

ゆえに、Vref=1.26Vとすると、最大電流は約1.6Aになったはずです.

これにて、トルク不足のZ軸も上下動できるようなりました.

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A4988基板の放熱について.

A4988は2Aまで流す能力を持つのですが、それ相応に発熱するらしく、小さいけど放熱器が同梱されています.
両面テープで貼ると熱抵抗が増えそうだし、熱くなって両面テープの接着剤がドロドロ溶けそうなので両面テープはやめておきます.
エポキシだと厚塗りになってしまいそうで、熱抵抗が増えそうなのでやめておきます.
瞬間接着剤がよろしかろうと思い、乗せてみたのが上の写真です.

でも、「うぅっ」とうめいて手が止まってしまうんだなぁこれが.

ICの周辺にあるチップコンデンサとショートしそうだからです.部品高さがICとチップコンが同じくらいなんだもん.

あ~かったるい.ひとまず放熱器は放置プレイでいいや.

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かしこ

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