Nema A4988

Конечно. Вот подробное описание, технические характеристики, парт-номера и совместимые модели драйвера шагового двигателя Nema A4988.

Общее описание

A4988 — это классический и широко распространенный драйвер шаговых двигателей для микрошагового режима, созданный компанией Allegro MicroSystems. Он предназначен для управления биполярными шаговыми двигателями.

Его ключевая особенность — встроенный транслятор (translator), что означает: для управления драйвером и двигателем не требуется сложный контроллер. Достаточно подавать простые сигналы STEP (импульс для шага) и DIR (направление вращения). Драйвер сам преобразует эти сигналы в правильную последовательность переключения обмоток двигателя, что значительно упрощает проектирование систем на основе шаговых двигателей.

Основное применение:

• 3D-принтеры (был одним из самых популярных драйверов в моделях начального и среднего уровня)
• ЧПУ станки
• Робототехника
• Системы позиционирования и автоматизации

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Производитель | Allegro MicroSystems | | Тип драйвера | Микрошаговый драйвер с транслятором | | Модель чипа | A4988 | | Напряжение питания (Vmot) | 8 - 35 В (Абсолютный максимум: 36 В) | | Выходной ток (на фазу) | до 2 А (Регулируется, без радиатора ~1 А, с радиатором до 2 А) | | Напряжение логики (Vdd) | 3.3 - 5.5 В | | Режимы микрошага | Full, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 (Выбирается переключателями MS1, MS2, MS3) | | Защита | Защита от перегрева (Thermal shutdown), Защита от пониженного напряжения (UVLO), Защита от перегрузки по току | | Тепловой режим | Требуется внешний радиатор для работы на токах выше ~1 А. | | Разрешение шага | До 1/16 микрошага (зависит от режима и шага двигателя). Например, для двигателя 200 шагов/оборот: 200 * 16 = 3200 шагов/оборот. | | Интерфейс управления | STEP (импульс), DIR (направление), ENABLE (включение/отключение выхода) | | Ключевая особенность | Простота управления, низкая стоимость. | | Ключевой недостаток | Высокий уровень шума и вибраций на средних и высоких скоростях (по сравнению с более современными драйверами,如 TMC2208), сильный нагрев. |

Парт-номера и совместимые модули

Сам чип A4988 продается в корпусе QFN-28. Однако большинство пользователей покупают его в виде готового модуля (breakout board), куда чип уже установлен на плату с необходимыми разъемами, подстроечным резистором для ограничения тока и местами для перемычек.

Эти модули производятся множеством сторонних компаний и продаются под одним названием.

• Оригинальный чип (IC): A4988SETTR-T
• Наиболее распространенные парт-номера модулей: Парт-номера как таковые отсутствуют, модули обычно ищут по названию:
  • A4988 Stepper Motor Driver Module
  • A4988 Step Stick (распространенное название из-за форм-фактора)
• Совместимые/аналогичные модули (имеют одинаковый форм-фактор и распиновку):
  • DRV8825 (Ключевые отличия: ток до 2.5А, напряжение до 45В, режимы микрошага до 1/32. Внимание: Распиновка совместима, но из-за другого делителя напряжения номинал резистора для установки тока отличается. Прямая замена возможна, но требует перенастройки тока).
  • SilentStepStick (TMC2100, TMC2130, TMC2208, TMC2225) — драйверы от Trinamic. Имеют совместимую распиновку, но предлагают совершенно другой уровень производительности: бесшумная работа (StealthChop2), более плавный ход, дополнительные функции. Являются популярной апгрейд-заменой для A4988 в 3D-принтерах.
  • LV8729 (также совместим по пинам, имеет режимы до 1/32 шага).

Важно: Несмотря на совместимость по распиновку, всегда сверяйтесь с даташитом конкретного драйвера, особенно что касается настройки тока и логических уровней.

Совместимые шаговые двигатели

A4988 совместим с подавляющим большинством биполярных шаговых двигателей типа NEMA 17 и NEMA 23, которые соответствуют его электрическим характеристикам:

1. Напряжение питания: Двигатель должен работать в диапазоне 8-35В. Само напряжение выбирается исходя из требуемой скорости и момента.
2. Ток фазы: Самое важное условие. Ток, потребляемый одной фазой двигателя, не должен превышать 2А. Идеально подходят двигатели с током фазы от 0.8А до 1.8А.
   • Примеры популярных моделей NEMA 17:
     • 17HS16-2004S (1.6 А на фазу)
     • 17HS19-2004S (1.7 А на фазу)
     • 17HS4401 (1.5 А на фазу)
     • 17HS13-0404S (1.4 А на фазу)
   • Многие двигатели NEMA 23 также имеют ток в пределах 2А и отлично работают с A4988.

Внимание: Униполярные двигатели также можно использовать, но для этого необходимо оставить центральные отводы обмоток (center taps) неподключенными, то есть использовать их как биполярные.

Краткий итог

Nema A4988 — это проверенный, дешевый и простой в использовании драйвер, идеальный для обучения и простых проектов, где не критичны шум и нагрев. Однако для современных применений, особенно в 3D-печати, где ценится тишина, предпочтительнее look at его более современные и тихие аналоги от Trinamic (TMC2208/2225 и др.).