[3D printer]- TMC 2209의 VRef(Voltage Reference)설정

1. VRef(Voltage  Reference) 란 무엇인가??

  한글로는 기준 전압으로 표기됩니다. 그리고 motor driver에서 용도는 VRef를 조정하여 모터 드라이버에서 모터로 공급될 수 있는 전류의 한계치(current limit) 를 조정합니다.

VRef의 조절 방법은 Motor driver의 Voltage on Vref pin 통해서 조절 가능합니다.

 

* 용어 단위

  - VRef의 단위 : V (Voltage)

  - 전류(Current)의 단위 : A (ampere) , (1A = 1000mA)

 

2. VRef를 왜 조정해야 하는가?

  motor에서 허용하는 전류 이상을 공급하게 되면 모터는 망가지고 발열이 발생하기 때문에 조절이 필요합니다.

 

3. VRef를 조정하기 위해 알아야 할 정보

  1) Motor Spec

    - motor에 허용 가능한  전류의 기준으로 Vref를 설정하기 때문에 Vref계산을 위해 필요한 Motor의

      Rated Current(동영상에서는 MAX CURRENT로 표시됨)을 알아야 합니다.

 

  2) motor driver spec

    - motor driver에 지원하는 Vref 공식을 구하기 위해서 알아야 합니다.

 

4. motor spec

  1) 제조사

    - HANPOSE

  2) 모델명

    - 17HS4401

  3) Step Angle (step 당 회전 각도)

    - 1.8 deg

  4) Rated Current(정격 전류)

    - 1.7 A

    - Rated Current는 참조 4 ~ 6번 동영상에서 MAX CURRENT로 표시됩니다.

 

5. motor driver spec

  1) motor driver

    - fysetc사의 TMC2209

    - https://wiki.fysetc.com/Silent2209/

  2) Phase Current max(RMS(ROOT MEAN SQUARE)) (직역 : 최대 위상 전류)

    - 2A(RMS)

  3) Rsense

    - 110 mOhm

 

6. Motor의 최대 허용 전류 구하기

  1) 공식

    - 최대 허용 전류 = 정격전류 / 0.7

    Ex) 17HS4401의 최대 허용 전류

      - 17HS4401의 정격 전류(Rated Current) 1.7 A 

      - 최대 허용 전류 = 1.7 / 0.7  =  2.4A (소수 둘째 첫째 짜기 까만 표시)

      - TMC2209에서 Peak 가 2.8A까지 커버됨으로 사용 가능할 것으로 예상됨.

 

7. Motor dirver의 VRef 값 구하기

  1) 원리

    TMC 2209의 경우 RMS(ROOT MEAN SQUARE) Current를 이용하여 VRef를 구합니다.

 

  2) VRef 구하기

    (1단계) RMS Current 구하기

      A. 17HS4401 motor

        - 공식 : RMS Current = (Motor의 Rated Current) / 1.41

        Ex) RMS Current = 1.7 / 1.41 = 1.205

 

    (2단계) verf 구하기

      A. TMC2209

        - 공식 : VRef = (RMS current * 2.5) / 1.77  (출처 : https://wiki.fysetc.com/Silent2209/) 

        Ex) VRef = (1.205 * 2.5) / 1.77 = 1.701

 

    (3단계) 안전한 verf 구하기       

      A. TMC2209

        - VRef의 90%로만 사용하게 수정 

        Ex) 안전한 VRef = 1.701 * 0.9 = 1.530

 

  3) Current limt 구하기

    - TMC 2209 Peak 2.8A (출처 : https://wiki.fysetc.com/Silent2209/) 

 

8. Motor dirver의 VRef 값 설정 하기

  1) Configuration_adv.h 설정 

    - X_CURRENT를 7번에서 구한 안전한 VRef(1.530) 값으로 설정해 줍니다

#if HAS_TRINAMIC

  #define HOLD_MULTIPLIER    0.5  // Scales down the holding current from run current
  #define INTERPOLATE       true  // Interpolate X/Y/Z_MICROSTEPS to 256

  #if AXIS_IS_TMC(X)
    #define X_CURRENT      1.530        // (mA) RMS current. Multiply by 1.414 for peak current.
    #define X_CURRENT_HOME X_CURRENT // (mA) RMS current for sensorless homing
    #define X_MICROSTEPS   16         // 0..256
    #define X_RSENSE       0.11
    #define X_CHAIN_POS    -1         // <=0 : Not chained. 1 : MCU MOSI connected. 2 : Next in chain, ...
  #endif

  2) motor dirver의 Vref를 돌려서 X_CURRENT와 동일하게 조정해 줍니다.

 

 

* 참조 *

1. https://cafe.naver.com/makerfac/66481

2. https://cafe.naver.com/makerfac/27637

3. https://cafe.naver.com/makerfac/79980

4. https://www.youtube.com/watch?v=7VHwcEroHPk (part1)

5. https://www.youtube.com/watch?v=H41hIXdB6js&t=3s (part2)

6. https://www.youtube.com/watch?v=7VHwcEroHPk (Part3) (TMC Vref 공식)

7. https://wiki.fysetc.com/Silent2209/ (TMC2209 WIKI)