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Arma tu impresora 3d: regulación de los drivers

El driver es un Circuito Integrado (CI) que controla el motor Paso a Paso (PaP o stepper) desde cualquier microcontrolador. Este driver cuenta con las debidas protecciones (temperatura y amperaje) para garantizar un correcto funcionamiento al momento de utilizarlo. Dentro de las opciones que ofrece el mercado, tenemos motores PaP bipolares y motores PaP unipolares, los cuales son controlados de forma distinta y por esta razón cada tipo de motor utiliza un tipo específico de driver. En el caso de las impresoras 3d lo más común es encontrar motores PaP bipolares, entonces hoy hablaremos sobre los drivers bipolares y su uso en impresión 3d.

Driver A4988

El driver A4988 (famoso por ser el más utilizado en la impresoras 3D) es un controlador que permite manejar un motor PaP bipolar de hasta 2A de corriente. Opera en un rango de 8 hasta 35V con una corriente de 1A por fase (sin un disipador de calor) y tiene capacidad para soportar hasta 2A por bobina si hubiera suficiente refrigeración adicional. Tiene un interface tipo paso y dirección, cuenta con los micropasos de 1/2, 1/4, 1/8 y 1/16, posee control inteligente del consumo cuando el motor está detenido y control ajustable de la corriente (mediante potenciómetro), todo dentro de una placa de 20mm x 15mm. Las posibilidades de movimiento mencionadas (1/2, 1/4, 1/8, 1/16 de paso) incrementan la versatilidad del driver pudiendo ser utilizado en proyectos con requerimientos muy específicos.

Driver DRV8825

Driver DRV8825.
Driver DRV8825.

El driver DRV8825 es la versión mejorada del famoso A4988, que proporciona una potencia de 1.5A de forma continua y hasta 2.2A con refrigeración adicional. Este driver está basado en el circuito DRV8825 de Texas Instrument y tiene una disposición de pines compatible con el A4988 por lo que podrás reemplazarlo directamente. Opera entre 8.2V a 45V e incluye un micropaso de 1/32. De igual forma, tiene un potenciómetro que permite ajustar el consumo de corriente para evitar daños en el motor.

Los materiales a utilizar

1 Multímetro

El multímetro es un instrumento de medición que nos ayudará a medir la cantidad de corriente que circula por las bobinas del motor PaP.

Multímetro

1 Arduino Mega 2560 + 1 RAMPS 1.4 + 4 drivers A4988 + 1 destornillador

En el post anterior les presentamos la placa Arduino y placa de adaptación RAMPS 1.4 que nos permitirá realizar las conexiones adecuadas para que la impresora pueda trabajar.

Arduino/RAMPS1.4/A4988/destornillador.

1 Motor PaP (stepper)

Motor PaP.

¿Recuerdan la fuente de poder? Pues, me pidieron que no se vea tan “rudimentario” y siguiendo los consejos hice unas modificaciones. La versión final tendrá mejoras adicionales y para ello debo conseguir unos materiales y herramientas específicos para poder hacer esta modificación, por el momento les muestro cómo quedó la fuente de poder hasta ahora.

Fuente de poder.
Modificaciones en fuente de poder.

Esquema de conexión

Ahora que tenemos todos los materiales listos empezamos a realizar las conexiones. Antes de comenzar vamos a ensamblar la RAMPS 1.4 sobre la placa Arduino Mega 2560 y a partir de ahora llamaremos a este conjunto de interfaz.

Interfaz.
Interfaz (Arduino + RAMPS 1.4).

En la siguiente figura les muestro el esquema de conexión.

Esquema de conexión.
Esquema de conexión (Fuente: Obijuan).

Observando el esquema notamos que tenemos conectada la fuente de poder hacia la interfaz y en serie (en el camino) está conectado el multímetro (polímetro para Obijuan) que medirá la corriente que está circulando desde la fuente hacia la interfaz.

El procedimiento

Ahora que conectamos todo, empezamos a realizar las mediciones de consumo. Encendemos la fuente de poder y observamos el multímetro.

Medición inicial.
Consumo de la interfaz.

Notamos un consumo de 40mA que corresponde al consumo de la interfaz. Tendremos en cuenta este valor para las siguientes mediciones. Una recomendación ya muy extendida para el consumo de los motores es la siguiente:

  • Motores PaP en los ejes X y Y: 200mA, es decir debemos regularlo a 240mA,
  • motores PaP para el eje Z y el extrusor: 400mA, es decir debemos regularlo a 440mA.

Entonces, ahora que conocemos el consumo de la interfaz podemos conectar el primer driver a regular y uno de los motores PaP en los pines de salida que corresponden al eje X, de la siguiente forma.

Driver eje X.
Driver para el motor PaP para el eje X.
Motor PaP.
Motor PaP para realizar pruebas.

Abrimos el programa Repetier Host (vean el procedimiento de instalación) y con la interfaz físicamente conectada (a través del puerto USB) le damos click a conectar.

Conectar interfaz.
Conecta la interfaz y click en conectar.

Entonces aparecerá el siguiente error:

Error termistor.
Error por falta de termistor en T0.

El cual solucionaremos conectado un termistor de 100kOhm en los pines T0, como indica la siguiente figura:

Pines T0.
Ubicación de los pines T0.
Termistor 100k Ohm.
Termistor 100k Ohm.
Termistor conectado en interfaz.
Termistor conectado en interfaz.

Ahora, debemos activar el motor PaP conectado a la interfaz dando click a los botones de movimiento, de la siguiente forma:

Botón de movimiento en Repetier.
Botón de movimiento en el eje X.

Observamos el multímetro y la medida que nos muestra es:

Corriente consumida.
Corriente consumida por motor PaP.

Lo que no está tan mal (290mA), pero vamos a regular hasta 240mA. Entonces, regulamos la corriente ajustando el potenciómetro que el driver tiene incluido. Si giramos el potenciómetro en el sentido de las agujas del reloj, aumenta la corriente y en el sentido contrario disminuye el consumo.

Driver conectado.
El potenciómetro está ubicado en la parte derecha del driver.
Regulación de corriente.
Regulación de corriente por medio del potenciómetro del driver.
Consumo óptimo (X y Y).
Consumo óptimo para los motores en los ejes X y Y.

Retiramos el driver regulado, colocamos otro y regulamos a 240mA el controlador para el motor del eje Y. Además, debemos regular hasta 440mA los controladores del eje Z y extrusor.

Corriente consumida.
Corriente consumida por motor PaP.
Consumo óptimo (Z y extrusor).
Consumo óptimo para los motores en el eje Z y extrusor.

Cuando completamos la regulación de los 4 controladores o drivers podemos decir que hemos terminado por ahora. ¡No olvides entrar a Facebook e Instagram y seguirnos!, ¡comparte el post y ayúdanos a llegar a más personas! En el próximo post vamos a comprobar el funcionamiento de los finales de carrera.

2 comentarios en “Arma tu impresora 3d: regulación de los drivers

  1. Hola buenos días.
    Quería preguntarles acerca de un dato exacto, Cuanto es el presupuesto para dejar lista mi Impresora 3D ?

    1. Hola Camilo, la inversión es de aproximadamente USD 500.00.

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