Загрузка всех файлов

master
smartUA 2021-01-13 17:33:32 +02:00
parent bb9e05dec0
commit 00c85dc5a5
9 changed files with 169 additions and 223 deletions

View File

@ -1,80 +1,133 @@
// #define EN_PIN 17 // D1
// #define DIR_PIN 3 // D2
// #define STEP_PIN 1 // D3
// #define CS_PIN 16 // D8
// #define MOSI_PIN 23 // D7
// #define MISO_PIN 19 // D6
// #define SCK_PIN 18 // D5
/* Отрисовка графика значений в плоттере
/*
* You can control the rotation speed with
* 0 Stop
* 1 Resume
* + Speed up
* - Slow down
* Вы можете точно настроить показания, изменив STALL_VALUE.
* Это позволит вам контролировать, при какой нагрузке значение будет равно 0
* и сработает флаг остановки. Это также установит высокий уровень на выводе DIAG1.
* Более высокое значение STALL_VALUE сделает чтение менее чувствительным и
* меньшее значение STALL_VALUE сделает его более чувствительным.
*
* Если отправить 0 в консоль - остановка
* 1 - движение
* + увеличить скорость / При слишком большой скорости шаги будут проскакивать.
* - Уменьшить скорость
*/
#define MAX_SPEED 40 // In timer value
#include <TMCStepper.h>
#define MAX_SPEED 40 // Значение таймера в Millis для скорости
#define MIN_SPEED 1000
#define STALL_VALUE 0 // [-64..63]
#define STALL_VALUE 15 // [-64..63]
// Note: You also have to connect GND, 5V and VM.
// A connection diagram can be found in the schematics.
#define EN_PIN 17 // D1
#define DIR_PIN 3 // D2
#define STEP_PIN 1 // D3
#define CS_PIN 16 // D8
/*
Меньшее значение дает более высокую чувствительность. Нуль
начальное значение, которое работает с большинством двигателей.
От -64 до +63: чем выше значение, тем меньше stallGuard2.
чувствителен и требует большего крутящего момента для
определения остановки (залипания).
*/
#include <TMC2130Stepper.h>
#include <TMC2130Stepper_REGDEFS.h>
TMC2130Stepper driver = TMC2130Stepper(CS_PIN);
//Настройка пинов для Software SPI. На Arduino Mega все пины кроме Аналоговых
bool vsense;
#define EN_PIN 46 // Enable
#define DIR_PIN 24 // Direction
#define STEP_PIN 26 // Step
#define CS_PIN 30 // Chip select
#define SW_MOSI 34 // Software Master Out Slave In (MOSI)
#define SW_MISO 28 // Software Master In Slave Out (MISO)
#define SW_SCK 32 // Software Slave Clock (SCK)
uint16_t rms_current(uint8_t CS, float Rsense = 0.11)
#define R_SENSE 0.11f // Резистор с которого будет делаться замер на драйвере - уточнить. \
// SilentStepStick series use 0.11 - выбрать данный параметр \
// UltiMachine Einsy and Archim2 boards use 0.2 \
// Panucatt BSD2660 uses 0.1 \
// Watterott TMC5160 uses 0.075
//Silent-Step-Stick 0.11 - это плата драйвера шагового двигателя для двухфазных двигателей,
//основанная на драйверах Trinamic: TMC 2100 / TMC 2130 / TMC 2208 / TMC 2209 / TMC 5160 / TMC 5161.
// Тип подключения
//TMC2130Stepper driver(CS_PIN, R_SENSE); // Hardware SPI будут использоваться стандратные пины
TMC2130Stepper driver(CS_PIN, R_SENSE, SW_MOSI, SW_MISO, SW_SCK); // Software SPI
using namespace TMC2130_n;
// Using direct register manipulation can reach faster stepping times
#define STEP_PORT PORTF // Match with STEP_PIN
#define STEP_BIT_POS 0 // Match with STEP_PIN
ISR(TIMER1_COMPA_vect)
{
return (float)(CS + 1) / 32.0 * (vsense ? 0.180 : 0.325) / (Rsense + 0.02) / 1.41421 * 1000;
//STEP_PORT ^= 1 << STEP_BIT_POS;
digitalWrite(STEP_PIN, !digitalRead(STEP_PIN));
}
void setup()
{
//init serial port
{
Serial.begin(250000); //init serial port and set baudrate
while (!Serial)
; //wait for serial port to connect (needed for Leonardo only)
Serial.println("\nStart...");
pinMode(EN_PIN, OUTPUT);
pinMode(DIR_PIN, OUTPUT);
pinMode(STEP_PIN, OUTPUT);
pinMode(CS_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(EN_PIN, HIGH); //deactivate driver (LOW active)
digitalWrite(DIR_PIN, LOW); //LOW or HIGH
digitalWrite(STEP_PIN, LOW);
digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
SPI.begin();
pinMode(MISO, INPUT_PULLUP);
}
SPI.begin();
Serial.begin(115200);
//set TMC2130 config
{
driver.push();
driver.toff(3);
driver.tbl(1);
driver.hysteresis_start(4);
driver.hysteresis_end(-2);
driver.rms_current(600); // mA
driver.microsteps(16);
driver.diag1_stall(1);
driver.diag1_active_high(1);
driver.coolstep_min_speed(0xFFFFF); // 20bit max
driver.THIGH(0);
driver.semin(5);
driver.semax(2);
driver.sedn(0b01);
driver.sg_stall_value(STALL_VALUE);
}
//Установка пинов как выходов и состояний
pinMode(EN_PIN, OUTPUT);
pinMode(STEP_PIN, OUTPUT);
pinMode(CS_PIN, OUTPUT);
pinMode(DIR_PIN, OUTPUT);
pinMode(MISO, INPUT_PULLUP);
digitalWrite(EN_PIN, LOW);
driver.begin();
driver.toff(4); //Общее разрешение для управления двигателем 0 Драйвер выключен / 1… 15 Драйвер включен. значение не влияет на stealthChop
driver.blank_time(24); //16 tCLK 1 24 tCLK 2 36 tCLK 3 54 tCLK
/* Время холостого хода компаратора.Нужно безопасно
охватить событие переключения и продолжительность
звон на сенсорном резисторе. Выберите настройку
1 или 2 для типичных приложений. Для больших
емкостных нагрузок, может потребоваться 3. Нижние
настройки позволяют StealthChop регулировать до
более низкие значения тока катушки
*/
driver.rms_current(1000); // mA
driver.microsteps(16); //Микрошагов за шаг 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, FULLSTEP
driver.en_pwm_mode(true); //Разрешение работы со скоростями
driver.pwm_autoscale(true);
/*
Автоматический режим с использованием обратной связи по току (pwm_autoscale = 1) и подачи
режим управления скоростью поступательного движения (pwm_autoscale = 0). Режим управления скоростью прямой связи не
реагирует на изменение напряжения питания или на такие события, как остановка двигателя, но обеспечивает очень стабильную работу
амплитуда.
*/
driver.TCOOLTHRS(0xFFFFF); // 20bit max 0 … 1048575
/*
Определяет верхнюю скорость для работы в
StealthChop по напряжению в режиме ШИМ.
*/
driver.THIGH(0); //0…1048575
/*
Настройка для управления
верхний порог для
работы с coolStep
и stallGuard - уточнить.
*/
driver.semin(5); //0- выкл / 1..15
/*
4-битовое целое число без знака, задающее нижний порог.
Если SG опускается ниже этого порога, coolStep
увеличивает ток на обе катушки. 4-битный
Значение SEMIN масштабируется на 32, чтобы покрыть нижнюю
половина диапазона 10-битового значения SG. StallGuard
*/
driver.semax(2); //0...15
driver.sedn(0b01); // 0,1,2,3
/*
Устанавливает количество показаний stallGuard2 над
верхний порог, необходимый для каждого тока
уменьшение тока двигателя. number of stallGuard2 measurements per decrement: 32, 8, 2, 1
*/
driver.sgt(STALL_VALUE); //Установка StallGuard
// Set stepper interrupt
{
@ -91,17 +144,6 @@ void setup()
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);
sei(); //allow interrupts
}
//TMC2130 outputs on (LOW active)
digitalWrite(EN_PIN, LOW);
vsense = driver.vsense();
}
ISR(TIMER1_COMPA_vect)
{
PORTF |= 1 << 0;
PORTF &= ~(1 << 0);
}
void loop()
@ -109,9 +151,11 @@ void loop()
static uint32_t last_time = 0;
uint32_t ms = millis();
//При получении определенного символа из консоли происходит прерывание и установка параметров
while (Serial.available() > 0)
{
int8_t read_byte = Serial.read();
if (read_byte == '0')
{
TIMSK1 &= ~(1 << OCIE1A);
@ -122,135 +166,34 @@ void loop()
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);
digitalWrite(EN_PIN, LOW);
}
else if (read_byte == '+')
{
if (OCR1A > MAX_SPEED)
OCR1A -= 20;
else if (read_byte == '-')
if (OCR1A < MIN_SPEED)
OCR1A += 20;
}
else if (read_byte == '-')
{
if (OCR1A < MIN_SPEED)
OCR1A += 20;
}
}
if ((ms - last_time) > 100) //run every 0.1s
//Каждые 101 милисекунду опрашиваем статус драйвера
if ((ms - last_time) > 100)
{
last_time = ms;
uint32_t drv_status = driver.DRV_STATUS();
Serial.print("0 ");
Serial.print((drv_status & SG_RESULT_bm) >> SG_RESULT_bp, DEC);
DRV_STATUS_t drv_status{0};
//Данная функция возвращает статус всего драйвера. Из данного результата возможно взять 1 или 0 для состояния StallGuard. Сработал или нет
//Описание регистра с флагами в файле TMC2130_datasheet.pdf на 38й странице. DRV_STATUS stallGuard2 Value and Driver Error Flags
drv_status.sr = driver.DRV_STATUS();
// Serial.println(drv_status.sr);
Serial.print(drv_status.sg_result, DEC); //Результат 1 или 0. Смена состояния при превышении установленного значения StallGuard
Serial.print(" ");
Serial.println(rms_current((drv_status & CS_ACTUAL_bm) >> CS_ACTUAL_bp), DEC);
Serial.println(driver.cs2rms(drv_status.cs_actual), DEC); //Текущее состояние StallGuard
}
}
// bool dir = true;
// #include <TMC2130Stepper.h>
// TMC2130Stepper TMC2130 = TMC2130Stepper(EN_PIN, DIR_PIN, STEP_PIN, CS_PIN);
// void setup() {
// Serial.begin(9600);
// TMC2130.begin(); // Initiate pins and registeries
// TMC2130.SilentStepStick2130(600); // Set stepper current to 600mA
// TMC2130.stealthChop(1); // Enable extremely quiet stepping
// digitalWrite(EN_PIN, LOW);
// }
// void loop() {
// digitalWrite(STEP_PIN, HIGH);
// delayMicroseconds(10);
// digitalWrite(STEP_PIN, LOW);
// delayMicroseconds(10);
// uint32_t ms = millis();
// static uint32_t last_time = 0;
// if ((ms - last_time) > 2000) {
// if (dir) {
// Serial.println("Dir -> 0");
// TMC2130.shaft_dir(0);
// } else {
// Serial.println("Dir -> 1");
// TMC2130.shaft_dir(1);
// }
// dir = !dir;
// Serial.println(TMC2130.GCONF(), BIN);
// last_time = ms;
// }
// }
// bool dir = true;
// #define TMC2130DEBUG
// #include <TMC2130Stepper.h>
// // Soft SPI
// TMC2130Stepper driver = TMC2130Stepper(EN_PIN, DIR_PIN, STEP_PIN, CS_PIN, MOSI_PIN, MISO_PIN, SCK_PIN);
// // Hard SPI
// //TMC2130Stepper driver = TMC2130Stepper(EN_PIN, DIR_PIN, STEP_PIN, CS_PIN);
// void setup()
// {
// Serial.begin(9600);
// while (!Serial)
// ;
// Serial.println("Start...");
// driver.begin(); // Initiate pins and registeries
// driver.rms_current(1200); // Set stepper current to 600mA. The command is the same as command TMC2130.setCurrent(600, 0.11, 0.5);
// driver.microsteps(16);
// driver.stealthChop(1); // Enable extremely quiet stepping
// digitalWrite(EN_PIN, LOW);
// Serial.print("DRV_STATUS=0b");
// Serial.println(driver.DRV_STATUS(), BIN);
// }
// bool isKilled = false;
// void loop()
// {
// if (driver.checkOT())
// {
// if (!isKilled)
// {
// Serial.print("Overheat flag triggered: ");
// Serial.println(driver.getOTPW(), DEC);
// driver.TPOWERDOWN();
// isKilled = true;
// Serial.println("Program stopped");
// }
// else
// {
// delay(1000);
// }
// }
// else
// {
// digitalWrite(STEP_PIN, HIGH);
// delayMicroseconds(10);
// digitalWrite(STEP_PIN, LOW);
// delayMicroseconds(10);
// uint32_t ms = millis();
// static uint32_t last_time = 0;
// if ((ms - last_time) > 500)
// {
// if (dir)
// {
// Serial.println("Dir -> 0");
// driver.shaft_dir(0);
// }
// else
// {
// Serial.println("Dir -> 1");
// driver.shaft_dir(1);
// }
// Serial.print("OverTemperature: ");
// Serial.print(driver.getOTPW(), DEC);
// Serial.print(" MSTEP: ");
// Serial.print(driver.microsteps(), DEC);
// Serial.print(" DIR: ");
// Serial.println(driver.dir(), DEC);
// Serial.println("---");
// //Serial.println(driver.checkStatus());
// //driver.checkStatus();
// dir = !dir;
// last_time = ms;
// }
// }
// }
}

View File

@ -9,9 +9,16 @@
Обдув решает все вопросы. Обдув обязателен<br/>
Как и в предыдущих версиях драйверов не рекомендуется отключать двигатель при включенном питании драйвера (необзодимо предотвратить самостоятельное отключение)<br/>
<b>Лучше всего использовать совместно с BIGTREETECH protector ( https://www.gearbest.com/printer-parts/pp_3005227053225004.html )
Файл:
<br/>M5_TMC2130.ino - содержит пример кода с комментариями
<br/>Папка pdf - документация к драйверу (Полный и понятный документ pdf/TMC2130_datasheet.pdf)
<br/> Папка img - рисунку распиновка фото
<br>Лучше всего использовать совместно с BIGTREETECH protector ( https://www.gearbest.com/printer-parts/pp_3005227053225004.html )
Это шилд между драйвером и любой платой управления для защиты драйвера от перегорания при обрыве части контаков двигателя, или ручной прокрутки двигателей. В общем это защита драйвера от токов которые может генерировать мотор, или от обрывов проводов.
</b>
<br>
<b>Еще лучше использовать готовую плату SKR v1.3 которая приходит по умолчанию настроенная на использование данных драйверов</b>
<b>---------------------------------------</b>
@ -29,18 +36,18 @@
<br/>
В прошивке опытным путем было определено: Лучше использовать программный SPI, так как он учитывает все входы которые в аппаратном SPI необходимо подключить вручную к питанию Vio, GND или выставить необходимый уровень (DIR, STEP, EN) которыми возможно управлять в коде. Индивидуально необходимо рассматривать данные пины при использовании шилда.
Пример соединения драйвера с Arduino Mega (Фото добавленно в папку IMG)
Пример соединения драйвера с Arduino Mega (Фото добавленно в папку IMG) <br/>
Стоит позаботится о качественном контакте пинов. Так как мотор может крутиться медленно из за плохого контакта STEP/DIR
#define EN_PIN 46 // Enable
#define DIR_PIN 24 // Direction
#define STEP_PIN 26 // Step
#define CS_PIN 30 // Chip Select
#define SW_MOSI 34 // Software Master Out Slave In (MOSI)
#define SW_MISO 28 // Software Master In Slave Out (MISO)
#define SW_SCK 32 // Software Slave Clock (SCK)
#define EN_PIN 46 // Enable<br/>
#define DIR_PIN 24 // Direction<br/>
#define STEP_PIN 26 // Step<br/>
#define CS_PIN 30 // Chip Select<br/>
#define SW_MOSI 34 // Software Master Out Slave In (MOSI)<br/>
#define SW_MISO 28 // Software Master In Slave Out (MISO)<br/>
#define SW_SCK 32 // Software Slave Clock (SCK)<br/>
<br/>
<b>---------------------------------------</b>
<strong> - понимание по подстройке ограничителя тока на TMC2130 </strong>
@ -48,7 +55,6 @@
<strong> После перевода в режим SPI подстроечный резистор перестает влиять на работу драйвера, ток выставляется в прошивке. </strong>
<br/>
Установка тока происходит путем вызофа функции rms_current(); для обьекта класса TMC2130Stepper
Пример: driver.rms_current(1000);
1000 - ток устанавливаемый в милиамперах
@ -58,34 +64,32 @@
<br/>
модель: JK42HS34-1334AC<br/>
Распиновка: зеленый А+, черный А-, синий В+, красный В-.<br/>
угол поворота за один шаг: 1.8 º<br/>
<b>НОМИНАЛЬНЫЙ ток на обмотку: 1.33 А</b><br/>
сопротивление обмотки: 2.1 Ом по факту 3 Ом<br/>
индуктивность обмотки: 2.5 мГн<br/>
крутящий момент удержания: 2.2 кг/см<br/>
<br/><br/>
<br/>
Верная настройка токов позволяет: <br/>
Избавится от пропуска шагов<br/>
Снизить нагрев двигателей<br/>
Снизить шум двигателей<br/>
<br/>
<strong> - выбор библиотеки и экземплы по обработке детектов (stallGuard2)</strong>
<br/>
Пример использования библиотеки с определением текущего состояния параметра StallGuard находится в файле M5_TMC2130.ino
Cуществует старая версия библиотки: https://github.com/teemuatlut/TMC2130Stepper ,но она 3х летней давности
Необходимо скачать и установить библиотеку: https://github.com/teemuatlut/TMCStepper (обновляемая и поддерживаем большее количество драйверов)
<b>Про stallGuard2:</b> <br/>
Когда подвижный механизм упирается в препятствие, нагрузка двигателя возрастает, что и обнаруживает stallGuard2<br/>
Схема измерения определяет электрическую энергию, подаваемую в двигатель (EI) и энергию, которая возвращается в источник питания (EB). Разница между этими показателями определяет энергию, которая была передана механической системе (EM). stallGuard2 контролирует значение EB, и, если оно приближается к нулю, это значит, что вся энергия передается в систему и подвижный механизм, скорее всего, уперся в препятствие.
<br/>
Видео с примером и принципом работы: https://youtu.be/UrRlFIkvNxc
<br/>
<br/><br/>
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: библиотека TMC2130Stepper-master должна запускаться на архитектурах avr, sam и может быть несовместима с вашей платой на архитектуре esp32.
если кто-то собирается использовать библиотеку TMCStepper вместе с ESP32, как я, вам необходимо использовать HardwareSerial из-за проблем с совместимостью.
Цитата с форума: <br/>
Eсли кто-то собирается использовать библиотеку TMCStepper вместе с ESP32, как я, вам необходимо использовать HardwareSerial из-за проблем с совместимостью.
<br/>
Ссылки:
@ -94,5 +98,4 @@
Библиотека: https://github.com/teemuatlut/TMC2130Stepper<br/>
https://github.com/teemuatlut/TMC2130Stepper/tree/master/examples <br/>
Про StallGuard2: https://3dtoday.ru/blogs/svs0724/tms2130-applied-technology-and-connection-to-ruramps4d-in-the-configur/<br/>
Решение от автора: https://gist.github.com/teemuatlut/2bc6d85732311087e3e5285e04c36cb5

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 603 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 77 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 64 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 27 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 65 KiB

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 777 KiB

Binary file not shown.

Before

Width:  |  Height:  |  Size: 76 KiB