“打印時(shí)整個(gè)房間都要跟著動(dòng)”“感覺(jué)就像是開了個(gè)工廠”“嗡嗡嗡嗡嗡~~”“桌面用戶體驗(yàn)感極差!”......

在3D打印逐步從工業(yè)應(yīng)用過(guò)渡到消費(fèi)領(lǐng)域的過(guò)程中，不僅需要考慮成本的控制，噪聲問(wèn)題也給諸多愛(ài)好者帶來(lái)了困擾。通常使用開環(huán)的步進(jìn)電機(jī)做驅(qū)動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致存在精度低、速度慢、易失步、噪聲大、功耗高、易振動(dòng)的問(wèn)題，體現(xiàn)到3D打印機(jī)上就是打印速度較慢，一旦調(diào)高速度就容易發(fā)生電機(jī)失步出現(xiàn)打印毛刺，精度和成功率大幅下降，同時(shí)存在較大的打印振動(dòng)和共振噪聲。此外，3D打印步進(jìn)電機(jī)無(wú)反饋時(shí)，電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)、突如其來(lái)的負(fù)載或增壓可能會(huì)影響到步進(jìn)電機(jī)的正常工作，從而出現(xiàn)丟步的情況。除了高速及負(fù)載可能造成丟步外，電機(jī)的加減速及系統(tǒng)的慣性，也會(huì)造成丟步的發(fā)生，這些都是3D打印步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制的缺陷。

面對(duì)3D打印時(shí)電機(jī)的噪音問(wèn)題，ADI Trinamic推出了一系列解決方案。最初的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片TMC2100/2130，因?yàn)槠涑錾撵o音能力在3D打印界享有盛譽(yù)。隨后推出TMC2208為3D打印、相機(jī)、掃描儀和其他自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用提供集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案，該設(shè)備具有集成的微步進(jìn)分度器，完全無(wú)噪聲的電流控制模式StealthChop2，旨在驅(qū)動(dòng)雙極步進(jìn)電機(jī)。不同于其他的斬波器，StealthChop2在無(wú)需配置的提前下，能讓3D打印機(jī)的噪音下降了15dB甚至更多。對(duì)于高性能的3D打印機(jī)，不同電流以及較大電壓的需求，ADI Trinamic也從未停止創(chuàng)新。比如該系列的新款TMC2209，就支持更大的電流，并且也符合更小的工作電壓。

靜音步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片TMC2130使用前后對(duì)比

在精度控制上，步進(jìn)電機(jī)的閉環(huán)控制有著校驗(yàn)步數(shù)、防止丟步、堵轉(zhuǎn)檢測(cè)、力矩控制等關(guān)鍵技術(shù)，其穩(wěn)定性更好、精度更高，同時(shí)具備高響應(yīng)、高速性，能夠彌補(bǔ)這樣的缺陷。在精度尤為重要的3D打印機(jī)行業(yè)，面對(duì)更高精度及高速的運(yùn)動(dòng)控制要求，ADI Trinamic推出無(wú)傳感器及小體積的更高性價(jià)比驅(qū)動(dòng)方案。

TMC4361+TMC2130/TMC5130(小功率)

TMC4361+TMC2160/TMC5160(大功率)

TMC4361

TMC4361是一款步進(jìn)電機(jī)全閉環(huán)伺服控制器，實(shí)現(xiàn)電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的全閉環(huán)工作，帶有S形斜坡發(fā)生器，可以任意一點(diǎn)加減速，防止電機(jī)啟停時(shí)發(fā)生過(guò)沖現(xiàn)象。此外，TMC4361采用ADI Trinamic DcStep、閉環(huán)控制和ChopSync技術(shù)，盡可能快地驅(qū)動(dòng)高負(fù)載而不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)損耗。

TMC2130

用于兩相步進(jìn)電機(jī)的高性能驅(qū)動(dòng)器芯片TMC2130，與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的16倍微步相比，可提供高達(dá)256倍微步，從而提供極其平穩(wěn)、精密的運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)高精度定位和最小諧振。StealthChop斬波器可以確保無(wú)噪音運(yùn)行，同時(shí)具有最高效率和最佳電機(jī)扭矩，CoolStep也可將能耗降低75%。

TMC5130

TMC5130是一款包含StealthChop模式的小型智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和控制器 IC，除了 StealthChop 之外，ADI Trinamic還改進(jìn)了電壓模式操作并將其與電流控制相結(jié)合。為了最大限度地減少電流波動(dòng)，TMC5130A-TA 芯片的驅(qū)動(dòng)器根據(jù)電流反饋調(diào)節(jié)電壓調(diào)制。這允許系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)參數(shù)和工作電壓進(jìn)行自我調(diào)整。

TMC2160

高性能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器TMC2160適合8V至60V的電源電壓，并且驅(qū)動(dòng)?xùn)烹娏鞲哌_(dá)500mA的N溝道MOSFETS，適用于具有最新MOSFET組件的+20A驅(qū)動(dòng)級(jí)。該組件通過(guò)步進(jìn)和方向接口進(jìn)行控制，并且可以與產(chǎn)生步進(jìn)信號(hào)的工業(yè)典型運(yùn)動(dòng)控制器獨(dú)立使用。通過(guò)使用1/16步或更低的脈沖，步進(jìn)脈沖內(nèi)插器MicroPlyer可實(shí)現(xiàn)高分辨率1/256微步。此外，通過(guò)SPI或單線UART接口，可提供完整的診斷以及所有最新的ADI Trinamic電流控制技術(shù)。兩者都支持使用改進(jìn)的StealthChop2實(shí)現(xiàn)完全無(wú)聲定位。

TMC5160

TMC5160是帶串行通信接口的高功率步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)芯片，將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)目標(biāo)定位的靈活斜坡發(fā)生器和業(yè)界最先進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器結(jié)合在一起。通過(guò)外置外部晶體管，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)、高扭矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)。ADI Trinamic先進(jìn)的 SpreadCycle 和 StealthChop 斬波器，驅(qū)動(dòng)器可絕對(duì)無(wú)噪音的運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)最大效率和最佳電機(jī)扭矩控制。高集成度、高能效和小外形尺寸使系統(tǒng)小型化和性能可擴(kuò)展可行，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。完整的解決方案在實(shí)現(xiàn)高性能基礎(chǔ)上將學(xué)習(xí)時(shí)間減小到最小。

自TMC2100的靜音能力在3D打印領(lǐng)域備受青睞之后，ADI Trinamic陸續(xù)推出的一系列的實(shí)施工具包和組件來(lái)提供平穩(wěn)、精確、安靜且?guī)в惺?a target="_blank">檢測(cè)功能的最先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，幫助制造商縮短設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，讓制造商工程師只需專注于創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值，而無(wú)需再專注運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題，進(jìn)而幫助企業(yè)成為市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。

審核編輯：湯梓紅