Тест на шумность шаговых двигателей и драйверов для 3D принтера

Цель теста сравнить шумность работы 3D принтера на различных сочетаниях шаговых двигателей и драйверов для них, и определить для себя оптимальный вариант. В этом тесте я попытаюсь развеять или подтвердить некоторые мифы. Ну и основная цель ТриДэшника – просвещение в массы; любое действие должно быть обосновано на основе расчётов и графиков.

Тест шаговых двигателей

 

Драйверы шаговых двигателей: DRV8825, TMC2100, A4988

DSM

 

Формулы расчёта Vref

A4988

Vref = Current Limit / 2,5

DRV8825

Vref = Current Limit / 2

TMC2100

Irms = (Vref * 1,77A) / 2,5V

Vref = (Irms * 2,5V) / 1,77A

Imax = 1.41 * Irms

 

G-код для теста

G21
G90
M107
G28 Y0
M117 Run Test…
G1 F1500 Y190
G1 F6000 Y90
G1 F3000 Y40
G1 F1500 Y10
G1 F750 Y3
G1 F9000 Y100
G1 F6000 Y160
G1 F3000 Y200
M117 Test Done!
G91
G28 Y0
M84
G90

Чтобы получить понятную скорость нужно значение F разделить на 60.

 

Начинаем тест на шумность

Wantai 42BYGHW609 1,7А

Начинаю тест с этого шагового двигателя потому, что он стандартной мощности и уже стоит на 3D принтере Mendel90. На 3D принтере в прошивке Marlin стоят ускорения 1500 – это стандартные ускорения для подобных 3D принтеров. У этого двигателя есть ещё одно отличие – он работает на принтере с весны 2014 года (сейчас январь 2016 года), а все остальные новые (лежали и не использовались до этого момента).

A4988

Vref = 1,7 / 2,5 = 0,68В

DRV8825

Тестирую только на этом ШД для относительного сравнения графиков уровней громкости на различных скоростях. И самое интересное – сравнение на двух микрошаговых установках 1/16 и 1/32.

Vref = 1,7 / 2 = 0.85В

TMC2100

Vref = (Current Limit * 0,709 * 2,5В) / 1,77А = (1,7 * 0,709 * 2,5) / 1,77 = 1,7В

Vref 1,7В после часа печати температура шагового двигателя 54 градуса. Замерял термометром с термопарой TM-902C

54 градуса говорят о том, что на двигатель подаётся ток выше нормы и нужно его снижать.

Vref 1,5В после часа печати температура шагового двигателя 50,3 градуса

Vref 1,2В после часа печати температура шагового двигателя 44 градуса. Меня это пока устроило; получился коэффициент 1,2 / 1,7 = 0,706 от расчётного Vref, его и буду использовать в дальнейшем

TMC2100+A4988

W609_DRV8825

 

17HS4402 1,3А

Нестандартный шаговый двигатель – обычная мощность и необычный ток. По легенде он менее шумный. Проверим это!

A4988

Vref = 1,3 / 2,5 = 0,52В

TMC2100

Vref = (Current Limit * 0,709 * 2,5В) / 1,77А = (1,3 * 0,709 * 2,5) / 1,77 = 1,3В

Теперь для меньшего нагрева шагового двигателя Vref умножим на выведенный коэффициент 1,3 * 0,706 = 0,92В

На TMC2100 этот двигатель свистит!

17HS4402 TMC2100 A4988

 

Wantai 42BYGHW811 2,5А

Мощнее чем W609 в 1,2 раза, поэтому я подкорректирую Vref под нашу нагрузку. Возможно он будет меньше шуметь, так как будет работать на меньшем токе.

A4988

Vref = 2,5 / 2,5 = 1  / 1,2 = 0,83В

TMC2100

Vref = (2,5А * 0,709 * 2,5В) / 1,77А = 2,5 / 1,2 = 2,08В

умножим на коэффициент 0,706 = 1,47В

42BYGHW811 TMC2100 A4988

 

17HS4401 1,7А

Сейчас это самый стандартный ШД. Vref как у Wantai 42BYGHW609 1,7А

Издаёт свист на TMC2100 во время работы!

17HS4401 TMC2100 A4988

17HS4401N 1,7А

Такой двигатель тоже часто устанавливают на 3D принтеры. Vref как у Wantai 42BYGHW609 1,7А

4401N

 

Ещё интересное сравнение

Wantai 42BYGHW609 1,7А на A4988 Vref 0,68В

LM10UU

 

Сравнение всех двигателей на драйвере A4988

A4988_ALL

 

Сравнение всех двигателей на драйвере TMC2100

TMC2100

 

Выводы

Тест проведён на средних скоростях печати для большинства принтеров. С повышением скорости шум возрастает. Анализируйте G-код и выбирайте интересующие вас скорости.

 

Драйверы DRV8825 очень неоднозначные. Выводы по ним сложно сделать. Первый раз сравнив записи я решил, что ошибся и повторил тест с ними. Снижение напряжения Vref повышает шумность работы драйверов. Микрошаг 1/32 не даёт видимого преимущества перед микрошагом 1/16. На низких скоростях DRV8825 1/32 менее шумный, чем A4988.

 

Драйвер A4988 в среднем аутсайдер, но не так уж и плох для своей цены. Звук работы на нём приятнее, чем на DRV8825 1/32.

 

TMC2100 (куплен в США) явный лидер теста. Очень большая непонятность в формуле расчёта Vref, правды я так и не нашёл, поэтому уменьшал Vref по итогам нагрева двигателя во время полуторачасовой печати. Себе пока поставил Vref 1,1В. Ещё одна странность – некоторые двигатели на нём свистят. Раньше я такое встречал на DRV8825. Не знаю от чего это зависит, от драйвера или от двигателя.

 

Шаговые двигатели 17HS4401 и 17HS4401N оказались аутсайдерами теста, но цена и доступность им всё прощает.

 

17HS4402 мог быть лидером, если бы не свистел в связке с драйвером TMC2100. Возможно даже свист немного портит график.

 

Wantai 42BYGHW609 просто хороший двигатель.

 

Мощные двигатели типа Wantai 42BYGHW811 тоже можно использовать, если подобрать Vref для малошумной работы.

 

Для более глубокого понимания формул смотрите отдельную тему на форуме по этому вопросу.

 

Архив с записями. Анализируйте и делайте свои выводы!

Варианты борьбы с шумом 3D принтера обсуждаем на форуме. Ссылка на обсуждение.

Свои выводы и замечания оставляйте в комментариях.

20

Метки: , , , , , , , , ,    2016-01-17      Раздел: Настройка, Электроника  
Автор: Просмотров: 9 440   19 комментариев



19 комментариев на «Тест на шумность шаговых двигателей и драйверов для 3D принтера»

  1. А как же двигатели с 0.9 градусами?

    0
    1. Не обзавёлся такими в своё время *SCRATCH*

      0
  2. Жалко… а то я как то изначально начитался что они получше будут и щас блин сравнить не с чем. :)
    Использую 42BYGHM809 56oz-in 1.7A

    0
    1. Всё-таки это более мощные двигатели. Их лучше как более точные использовать, чем как тихие.

      0
      1. Ну у меня чтоб ардуинку не перегружать и делитель 1/8 стоит. :)
        По Z вообще делителя нет, но там и винт с шагом 2мм стоит.

        0
        1. Выходит смысл потерян. Ведь чем меньше микрошаг, тем меньше шум. А по Z двигатель наверное вообще рычит. Ставьте по XY 1/16, а по Z 1/4. Должно быть вполне оптимально. Ардуинка возможно будет притормаживать при очень большом потоке G-кода, но думаю такое редко бывает.

          0
          1. Зачем? Ну по XY то еще можно 1/16 поставить, может потише будет, а по Z то зачем?
            Даже с отключенным микрошагом 2мм/400 шагов получаем смещение 0,005 мм на 1 шаг
            Там мотор дергается раз в несколько секунд, так что на шум не влияет.
            Микрошаг теряет мощность двигателя, а ее мало не бывает. :)

            0
  3. Микрошаг теряет мощность двигателя, а ее мало не бывает. :)

    =-O

    0
    1. Вернее момент удержания падает. :)

      0
  4. А тестировал ли ктонить движки ACT 17HS4417 с TMC2100 ?

    0
  5. Ну и свой сегодняшний тест добавлю сюда… все наглядно видно…

    0
  6. Добрый день! Подскажите, пожалуйста, отличия 17HS4401N от 17HS4401.

    0
    1. Мне тоже интересно. Есть ещё с буквой S. Моя версия разницы – это двигатели от разных производителей.

      0
  7. а что скажите о таком двигателе 64oz. in/45Ncm ?

    0
    1. Нормальный двигатель. Можно смело ставить на 3D принтер.

      0
      1. спасибо) а TMC2100 его потянут или лучше DRV8825 поставить? нуб ещё тока начал в этом копаться

        0
        1. Потянут. Не сравнивайте TMC2100 и DRV8825, у них разные задачи. Но работать будет на обоих. Посмотрите ещё здесь список деталей Может дешевле что нибудь найдёте.

          0
          1. спасибо)

            0

Добавить комментарий




     
Авторизация
*
*
Генерация пароля
Яндекс.Метрика