TMC2208替代A4988

前言

TMC2208 是一款先进的 1 轴步进驱动器,支持 stealthChop ™和 256 微步。本应用说明介绍了如何设置 TMC2208 以替代 A4988(传统模式)。

引脚比较

与其他电机驱动器相比,TMC2208 具有附加功能:256 微步。

自动电流降低功能可降低功耗和冷却要求。默认情况下,通过将 PDN UART 输入拉至 GND 来启用静止电流降低。

UART 单线接口允许使用任何微控制器 UART 控制 TMC2208。这样就可以对 TMC2208 进行编程并添加其他功能,例如完整的 256 微步控制(不仅仅是插值)。UART 在传统模式下不可用。

活动的 DIAG 输出表明驱动器无法正常工作。

INDEX 输出信号指示微步计数器的零位,每电气旋转一次/四个全步进发生一次。与机械归位开关结合使用,可实现更精确的归位。

TMC2208 能够以每全步 256 微步控制电机。在传统模式下,TMC2208 会将接收到的步进信号插入到 256 微步。

为了在传统模式下优化性能,建议考虑如下比较所示的提示:

表 1. I/O 引脚比较。

引脚编号A4988TMC2208在传统模式下使用 TMC 系列的提示
1输出2BOB2-
2使能够 新奥 -
3地线 地线 -
4CP1 CP0 -
5CP2 消费者物价指数 使用 22nF(而非 100nF)连接至 CPO
6虚拟控制协议 虚拟控制协议 -
7- - -
8电压调节器 5V输出 -
9MS1 MS1 (一个)
10MS2 MS2 (一个)
11MS3 诊断 诊断输出。驱动器错误时为高电平。通过 ENN = 高电平复位。(b)
12重置 索引X 可配置索引输出。提供索引脉冲。(c)
13区域协调中心 时钟 CLK 输入。使用短线连接至 GND 以获取内部时钟或提供外部时钟。
14睡觉 PDN 串口 断电不控制输入(低=自动停止电流降低)。可选 UART 输入/输出。断电功能可在 UART 模式下禁用。
15电压源 电源输入 -
16步 步 -
17参考 参考电压 (四)
18地线 地线 -
19目录 目录 -
20- - -
21输出1B OA2 -
22电压抑制器 对比 -
23感知1 胸罩 -
24输出1A OA1 -
25- - -
26输出2A OB1 -
27SENSE2 布里斯托尔 -
28电压降2 对比 -

I/O 配置:使用 2、4、16 微步不需要任何更改。请参阅下表 2。不同的微步配置以粗体标记:

表 2. 带有 I/O 的微步配置。

TMC2208/A4988 MS1TMC2208/A4988 MS2A4988 MS3A4988微步TMC2208微步
低的低的低的18
高的低的低的22
低的高的低的44
高的高的高的1616

使用默认设置,TMC2208 将把 I/O 配置引脚设置的微步插值到 256 个微步。

TMC2208 不使用第三个配置引脚进行外部微步配置,而是使用这个引脚提供可选诊断功能。这是一个输出引脚,应在 MCU 中设置为输入,如果未使用则保持打开状态。

INDEX 引脚是输出引脚,在 MCU 中应设置为输入,如果不使用则保持开路。

用于电流缩放的模拟参考电压或用于使用内部检测电阻的参考电流(可选模式)。0V 和 2.5V 之间的电压可线性缩放 0 和检测电阻设置定义的电流缩放之间的电流。将检测电阻调整为电机电流 IRMS:

应用示例
在这里插入图片描述

图 1a.Stepstick 示意图。

在这里插入图片描述

图 1b.Stepstick 示意图。

作为应用示例,顶部描绘了 StepStick 的示意图(子图 1a)。插入 TMC2208 并以传统模式使用(子图 1b)。建议更改的部分标记为蓝色。如表 1 所述,引脚 PDN/UART、INDEX、DIAG、MS2、MS1 具有附加或略微更改的功能。

应根据应用的电机电流选择检测电阻。表 3 显示了公式 1 中 VREF = 2.5A 时检测电阻与电流之间的关系。对于应用示例,RSENSE 设置为 0.18Ω,允许控制高达 1.2A 的电机电流。

表 3. R SENSE的选择及其产生的最大电机电流。

电阻感测RMS 电流[A],VREF = 2.5V 或开路适合电机类型(示例)
1.000.22300mA 电机
0.820.27
0.750.29
0.680.32400mA 电机
0.50.43500mA 电机
0.470.46
0.390.55600mA 电机
0.330.64700mA 电机
0.270.77800mA 电机
0.220.921 A电机
0.181.091.2A电机
0.151.281.5A 电机
0.121.53*
0.101.77*
  • 值超过了上限电流额定值,需要缩小,例如通过降低 VREF。

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