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Les TMC2100 / TMC2130 / TMC2208 sont arrivés

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La famille des TMC (TMC2100 / TMC2130 / TMC2208)  sont arrivés enfin!

Ces fameux drivers moteur silencieux qui intègrent les fonctions suivantes:

Les fonctions en détail:

C’est bien beau tous ces noms mais de quoi parle-t-on exactement et quels effet ont ces différents fonction sur vos moteurs

Voyons le détails de chaque fonction

  • StealthChop  & Spreadcycle

StealthChop  permet d’obtenir un moteur pas à pas silencieux et performant.

Les moteurs pas à pas tournant à basses vitesses montrent un phénomène de magnétostriction qui produit des sons audible de hautes fréquences.

Le driver régule la modulation de voltage du moteur afin de minimiser les fluctuations de courant. On obtient des niveaux de bruit de 10dB(A) ce qui est bien en dessous des niveaux classique.

Les performances du mode Stealthchop: Disponible en pdf ici

Tests de comparaison du couple des modes StealthChop  vs  Spreadcycle  (disponible en pdf ici)

TMC SpreadCycle Vs Stealthchop comparison chart

Tableau comparatif des modes SpreadCycle Vs Stealthchop en fonction du couple pour les drivers TMC

Voici le tableau comparatif des 2 modes, les pour et les contres:

Pour résumer:

A basse vitesse et accélérations modérées: préférer le mode Stealthchop

A haute vitesse et accélérations plus importantes: préférer le mode SpreadCycle

Tableau comparatif des modes SpreadCycle & Stealthchop

Tableau comparatif des modes SpreadCycle & Stealthchop. Les + et les –

Voici une vidéo qui explique le fonctionnement de Stealthchop et SpreadCycle

  • Stallguard2 & Coolstep

– Documentation complète sur le mode StallGuard2 & Coolstep disponible ici

Stallguard2 Permet de mesurer à très grande précision la résistance d’une charge sans capteur en utilisation le retour EMF des bobinages des moteurs.

Dans le détail Stallguard2  mesure la différence entre l’énergie qui passe dans le moteur et l’énergie utilisée pour se déplacer. Les pertes résistives dans les bobines induisent un offset.

Cet offset peut varier avec la température du moteur.

Afin que la mesure soit le plus précis possible, le moteur doit fonctionne en mode micro stepping.

Coolstep est un mode qui adapte le courant dans les bobines en fonction de la charge du moteur mesuré par la fonction Stallguard2 . La consommation d’énergie peut être réduite de 75%. La dissipation de chaleur induite est également réduite.

Lorsqu’un moteur est fabriqué pour fournir son couple utile pour 80% du courant max, ses pertes résistives sont réduites de 64% lorsque 80% de son couple est disponible.

Une autre vidéo de Trinamic qui explique le fonctionnement de Stallguard et Coolstep

Vidéo spécial sur Coolstep:

Lorsqu’un driver moteur à boucle ouverte va perdre des pas lors d’une surcharge, la fonction DcStep va réduire la vitesse afin de palier à la surcharge. A cette fin DcStep maintient de façon unique la position  du moteur. C’est une solution qui permet de se passer d’un circuit à boucle fermée onéreux.

Afin de garantir ce fonctionnement, la plage de fonctionnement est restreinte de telle manière que le couple du moteur et sa vitesse soient maintenues dans une plage de niveau acceptable.

Avec cette fonction le moteur réagit comme une moteur DC en terme d’efficacité énergétique. C’est à dire que la vitesse du moteur va diminuer si la charge est trop importante et s’adapter au couple maximum du moteur. Ceci permet de conserver intégrité de la position du moteur au détriment des variations de vitesses liées aux charges trop importantes.

Ce mode est utilisé dans les plages de vitesse moyenne et importantes.

voici un graphique qui montre les plages d’utilisation du mode DcStep

Plage d'application du mode DcStep des drivers TMC

Plage d’application du mode DcStep des drivers TMC

Câble SPI pour le 2130

Un câble SPI compatible Ramps 1.4 / MKS GEN 1.4 / MKS GEN-L est disponible ici

Il permet relier 2 drivers TMC2130 (souvent pour les axes X et Y).

TMC2130 SPI cable for 2 motors

Il se connecte sur le port AUX-3 de la carte Ramps 1.4

Note spéciale à propos du câble SPI double driver:

Avec les cartes Ramps 1.4 , l’utilisation du connecteur SPI nécéssite que l’afficheur LCD ne soit pas utilisé car ce dernier utilise le connecteur SPI. VOus pouvez cependant vous connectez comme vous pouvez par dessus la carte fille de l’afficheur LCD en soudant des rallonges de pins au autre .

Si vous utilisez les cartes MKS GEN , Vous aurez access au connecteur AUX-3 tout en pouvant utiliser l’afficheur LCD.

Notez cependant que la pin D49 (Cable noir) est utilisée par la pin de détection de la carte SD , donc elle sera déjà utilisée par le firmware lorsque vous voudrez configurer votre driver Y.

La pin D53 quand à elle est utilisée pour l’initialisation de la carte SD. donc elle sera déjà utilisée par le firmware lorsque vous voudrez configurer votre driver X.

Le workaround est de retirer le cable noir du connecteur 2×4 pins et de le connecter sur la pin D44 au niveau de l’ AUX-2 .

Idem pour le câble bleu, retirez le et connectez le sur D42 de l‘AUX-2

Astuce par rapport au connecteur dupont 1 pin:  Avec les drivers TMC2100 vous devriez avoir déjà un câble 4 pins simple avec les 4 pins indépendantes . Vous pouvez donc ré-utiliser un des connecteurs noir d’un de ces câble pour l’utiliser sur le câble noir que vous venez de recâbler.

Ramps 1.4 2Way SPI cable workaround

AU niveau de marlin, il vous reste à re-router la pin D49 vers la pin D44 idem pour D53 vers D42

Ouvrez pins_RAMPS.h vers la ligne 102

changez

#define Y_CS_PIN 49

par

#define Y_CS_PIN 44

Marlin workaround 2Way spi wable Ramps 1.4

A la ligne 95, changez

#define X_CS_PIN 53

par

#define Y_CS_PIN 42

Marlin workaround 2Way spi wable Ramps 1.4

TMC Comparison chart

Tableau comparatif

Voici un tableau comparatif des différents modèles:

TMC2130 comparison chart