Motores paso a paso en impresión 3D (III): Calibración de corriente

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Hoy damos por terminada nuestra serie sobre motores en impresión 3D con esta tercera entrega, en la cual hablaremos de cómo ajustar correctamente la corriente que les vamos a entregar desde el driver.

Recordamos que en la primera entrega hablamos de unas nociones básicas de teoría sobre los motores y drivers más utilizados, mientras que en la segunda dimos unos criterios de selección de motores y drivers para impresoras 3D de tecnología FFF.

Recomendamos la lectura de las dos entradas anteriores, puesto que numerosos conceptos explicados anteriormente se darán por sabidos aquí.

¿Por qué ajustar la corriente?

Ya vimos en anteriores entregas que la fuerza (realmente, el par motor) que va a ejercer un motor depende directamente de la corriente que circula por él. Más corriente = más fuerza. Pero también, nuestros drivers tienen un valor máximo de corriente que pueden entregar con seguridad.

El valor óptimo de corriente al que debemos regular los drivers estará comprendido entre ambos valores. Lo representamos en esta “Regla de oro”:

Figura1

Figura 1: “Regla de oro” de la calibración de corriente


¿Cuál es la corriente que hace que mi motor tenga suficiente fuerza?

Una respuesta 100% exacta a esta pregunta requeriría de una gran cantidad de factores a considerar, además de definir el concepto de “suficiente fuerza”. Así que continuaremos los consejos que dimos en la entrada anterior para la selección de motores, y supondremos que ya tenemos elegidos unos motores adecuados (con suficiente par motor).

Dado que los valores de par motor (por ejemplo: 40N·cm) que entregan los fabricantes de motores se refieren a su funcionamiento a la corriente nominal (por ejemplo: 1,8A), dichos valores de par motor disminuirán si los calibramos a una corriente inferior.

Sin embargo, los consejos para selección de motores de la entrada anterior están ya dados con esta disminución de fuerza en mente, por lo que no será necesario que nuestro motor ya elegido lo calibremos a una corriente tan alta como la nominal, evitando que el driver sufra.


Entonces, ¿a qué corriente calibro mi motor?

Como regla general (tras seguir nuestros consejos de elección de motores), calibraremos los motores a una corriente mínima del 60-70% de su corriente nominal. Por ejemplo, un motor de 1,7A de corriente nominal lo calibraremos a una corriente de 1-1,2A, un valor nada elevado y perfectamente tolerable por la mayoría de los drivers disponibles.


Bien, ya tengo elegida la corriente adecuada. ¿Cómo calibro mi driver a esa corriente?

Todos los drivers compatibles con el zócalo de 2×8 pines que vimos en la anterior entrega se calibran midiendo y ajustando el voltaje en un punto determinado de la placa electrónica. Así que necesitamos tener una conversión voltaje medido – corriente a la que calibramos.

Esta conversión se da mediante una fórmula muy simple que, sin embargo, es distinta para los diferentes drivers. Así que, a continuación, daremos una tabla para identificar nuestro driver entre una serie de modelos y poder descubrir nuestra fórmula voltaje-corriente adecuada.

Cómo diferenciar
l
os distintos drivers 

(El color de la placa
NO es distintivo)

Nombre del driver

Basado en el chip Fórmula voltaje (V)-corriente (A)

Figura2a

Dos resistencias verdes en vertical

Pololu A4988 Allegro A4988 A = 2,5 x V
Figura2b

Dos resistencias negras en horizontal

Stepstick Allegro A4988 A = 1,25 x V
Figura2c

Chip en horizontal

Pololu DRV8825 TI DRV8825 A = 2 x V
Figura2d

Chip en vertical y en la parte inferior del driver

CoolDRV RRD

TI DRV8825

A = 4 x V

Figura 2: Tabla de identificación de drivers


Ya tengo mi valor adecuado de corriente, y su conversión a voltaje mediante la fórmula correcta para mi driver, ¿ahora qué?

A continuación realizaremos la calibración real. Necesitaremos un polímetro y un destornillador de estrella.

Antes hemos comentado que íbamos a medir y ajustar el voltaje en un punto determinado. Pues bien, ese punto es el potenciómetro metálico que poseen los drivers, señalado en la imagen inferior para algunos de ellos.

Figura3

Figura 3: Diferentes drivers con el potenciómetro señalado

Ese potenciómetro servirá tanto de punto de medida como de ajuste, al girarlo.

Vamos a seguir una serie de pasos:

  1. Coloque el polímetro en el modo de medir voltaje, en el rango de hasta 2 voltios.
  2. Coloque la punta roja del polímetro tocando el pequeño potenciómetro metálico del driver, y la punta negra del polímetro en un pin de tierra, como por ejemplo el de alimentación negativo. En la siguiente fotografía puede observarse un ejemplo en la placa RAMPS de la DIMA LT:Figura4

Figura 4: Puntos de medida de voltaje con el polímetro

  1. Gire cada uno de los potenciómetros con el tornillo mientras sigue midiendo el valor de voltaje que aparece. Debe girarlo hasta que aparezca el valor de voltaje que ha calculado anteriormente.
  2. Posteriormente, asegúrese de que cada driver tiene un disipador colocado si se dispone de él, ya que ayudará a su refrigeración y le permitirá trabajar a alta corriente sin apagarse por exceso de temperatura.

Figura5
Figura 5: Driver con el disipador colocado

De esa manera, tras repetir el proceso en el resto de drivers, ya tendremos todos calibrados correctamente. Es muy recomendable tener un ventilador refrigerando directamente la placa electrónica, encima de los drivers con su disipador colocado, ya que nos permite explotar mejor las capacidades de alta corriente de ellos sin problemas de temperatura.

Esperamos que os haya gustado esta serie de entradas. No dudéis en difundirlas y en escribir cualquier comentario o pregunta aquí debajo.

¡Hasta la próxima!

35 Comments

  1. Muy sencillo Dorian, con el DRV8825 tenemos la fórmula:

    A = 2 x V

    Despejando V:

    V=A/2

    Si nuestro motor es de 2A y queremos ajustarlo al 70% de su corriente como nos aconsejan en el post, deberemos ajustarlo a 1,4A, así que, sustituyendo en la formula tenemos:

    V=1,4/2=0,7V

    Este es el valor de voltaje al que tenemos que ajustar los pololus en este caso.
    Un saludo.

    • Hola, he calculado y calibrado mis drivers drv8825 a 0,6v ya que mis nema van a 1,7A, y los motores simplemente emiten un pitido sin realizar movimiento alguno. ¿Alguna sugerencia de qué puedo haber hecho ma o cómo solventar estol?

      Un saludo y gracias de antemano.

      • Hola Sergio,

        Ese es el sonido característico de cuando a los motores no les llega suficiente corriente. Prueba a subirlos progresivamente a 0.8V con el motor funcionando para comprobar si deja de emitir el ruido a medida que lo subes.

        Saludos

  2. Cordial Saludo y excelente tutorial. Una pregunta: La medición de voltaje se debe realizar sólo con el driver polarizado? O debe tener conectado y girando el motor?

    Gracias.

  3. Buenas tardes!
    Primero de todo daros enhorabuena por la página, me ha ayudado mucho a la hora de entender el funcionamiento de los motores y los drivers.
    El problema que tengo, por decirlo de alguna manera, es que he comprado los motores que tiene BQ, los que funcionan hasta 2,5A, y llevo unos drivers pololu de resistencia paralela, por lo que la fórmula para calibrarlos es:
    A=1,25xV

    Pero siguiendo esa fórmula, tendría que alimentarlos a 1,4A, y ya a 1,1A me parece que se calientan bastante, aunque el concepto de “bastante” no lo tengo del todo claro. Además, al moverse el motor, hace un pequeño sonido, pero no estoy seguro si es normal que hagan algo de ruido o tienen que ser completamente silencioso.
    Un saludo y muchas gracias!

    • Hola Jorge,

      Imagino que al alimentarlos te refieres a voltios (V), no amperios (A). Con 1.4V no se debería calentar el driver en exceso y el motor debería funcionar perfectamente. Cuando escuchamos una especie de “traqueteo” del motor es debido a que no le esta llegando suficiente corriente.

      Es importante que los drivers tengan una buena refrigeración siendo lo óptimo un ventilador enfocado directamente hacia ellos.

      Saludos

  4. Hola! Primer lugar muchas gracias por el blog, soy nuevo en la materia y se agradece un blog accesible y fácil de seguir. Mi duda era si es normal que el driver del extrusor (es bouden) alcance los 60*C grados centígrados después de una impresión de mas de media hora. El problema es que si le bajo el potenciómetro a los 20min de imprimir el motor hace microparadas cada 50-60 seg, seguido de un ruido parecido a un “TOC” y ya deja de sacar plástico. Un saludo y gracias!

    • Hola perico,

      El driver no debería llegar a esa temperatura en condiciones normales de ventilación. ¿Tienen los drivers un ventilador enfocando directamente hacia ellos para conseguir una buena refrigeración?

      Ese sonido al bajar el potenciómetro indica que muy probablemente al motor no le está llegando suficiente corriente.

      Saludos

  5. Buenas. Te hago una consulta. Tengo un drv8825 y cuando conecto la tensión de los motores (12 volt) eso es lo que me aparece en la tensión de referencia (o sea los 12 volt). La tension de referencia se debe medir sin la fuente conectada? Además sin girar me hace un gran ruido los motores. Y las bobinas me quedan energizadas. Saludos y gracias

    • Hola Alejandro,

      Para medir la tensión del driver es necesario que la fuente este conectada para que le llegue corriente. ¿Estás midiendo la tensión siguiendo el procedimiento que se indica en las imágenes? En ningún caso puede darte ese valor.

  6. Buenas tardes, tengo una consulta para realizar.Tengo que calibrar unos drivers A4988 de los que tienen la resistencia en paralelo, cuya formula es:

    I= Vx 1.25

    Tengo que alimentar unos Nema 17 de alto torque cuyo consumo de corriente es de 2 A. Según la formula antes mencionada, debo ajustar mi voltaje de referencia a 1.6V. El inconveniente que tengo, es que al regular el potenciometro del driver llega como máximo a 1.2 V y luego pasa de repente a 0v. Es decir que como máximo puede entregar 1.5 A.
    ¿Cuál puede ser el problema?

    Gracias y saludos!

  7. Buenas tardes, como se calibran los motores de bipolares que manejan las opticas de las lectoras de CD ROM?? porque en ningun lugar dice la corriente que manejan

  8. Hola primeramente se agradece la información. Consulta tengo un motor NEMA 17 de bajo torque según la ficha técnica es de 1,33A, si debo utilizarlo a un 70% debería usarlo a 0,93A. tengo el pololu STEPSTICK que según su formula es A=1,25 X V. Haciendo la formula V= 0,93/1,25 me da V=0,74. Mi pregunta es cuando tengo dos motores en paralelo conectado a un pololu como el eje Z de una impresora 3D, como debo calcular, le debo proporcionar el doble de tensión?.
    Desde ya muchas gracias por su aporte.

    • Yo estoy con la misma duda. Supongo que la tension del motor ha de ser la misma, pero al tener dos boinas en paralelo (los dos motores estan en paralelo su bobina A y su bobina B, entiendo que la corriente ha de ser el doble para que cada bibina tenga su correinte adecuada, por lo que el voltaje de referencia de ajuste deberia se el doble… Verdad????

      Que alguien me lo confirme porque entiendo que por logica es asi.

  9. Hola soy Alexandro M,Dominicano y solo me gustaria saber como configurar mi motores paso a paso con mi driver si en ves de tener el Amp sólo tengo el vort…según lo que e investigado para saber la corriente que necesito tengo que tener el A del motor y realizar una fórmula pero si no tengo el amp como lo ago…correo no_joda01@hotmail.com

  10. Hola buen dia gracias por el post muy buen tutorial
    Mi pregunya tengo un par de motores se que son nema 17 pero no tengo mas fi ja tecnica ni los encuenyro en la web se que son de una vieja fotocopiadora como hago para calculat su valor con lps drv 8825
    Gracias de antemano

  11. Hola, me da que mucho sde los casos aqui descritos se estan calculando mal los voltajes de entrada de los motores con la regla del (x1.25/x2/x2.5…). Cada driver varia las resistencias instaladas y depende de ellas el voltaje que se fije en el potenciometro. Para calcularla correctamente es conveninete leer la hoja de datos de cada fabricante y aplicar en función de ello. Por ejemplo, para los A4988 la formula es: ITripMAX = VREF /( 8×RS) donde RS es la que esta en el driver (0.1 o 0.2 ) si en el ejemplo anterior de 1.8A, teninedo una resistencia de 0.1 –>
    VREF=ITripMAX (1.8A) x (8 x 0.1) = 1.44 Voltios…. pero ojo!! que si la resistencia del driver es diferente (0.2 ohm) el voltaje seria 2.88V!!! revisar con calma el driver y la documentacion del fabricante!!.

  12. hola, y lo primero gracias por el post.

    sTras recibir mi arduino uno r3 y la shield cnc con los drivers drv8825, he realizado todo el montaje tal como se indica pero al intentar calibrarlos, estos siempre marcan 5v en el multimetro alimentando la placa de arduino desde el PC.
    ¿Podesi echarme una mano? He probado con varios de los driver pero todos marcan el mismo valor y no varía al rotar el potenciomentro.

  13. Hola a todos !!!
    Primero que nada agradecer por la info.
    Acabo de recibir el Arduino UNO + CNC Shield V3+ DRV8825.
    La cosa es que que monté uno de los DRV8825 en el CNC Shield y alimenté el shield con 24 VDC. Al medir la tensión entre el pin de VREF y el pin de GND obtengo exactamente la misma tensión de alimentación del Shield (24VDC) y por más que mueva el trimport no cambia en lo más minimo. Alguna Idea ????
    Muchas gracias.
    Matias

  14. Hola, excelente post.
    estpero alguien me pueda salvar la vida,
    tengo un driver DRV8834 y lo alimento directamente con el Arduino 5V
    y al momento de medir; Punta roja sobre el pot, y punta negra sobre GND)
    no me da ningun valor, me sale 0

    No sé que es lo que hago mal

  15. Hola,yo tengo un problema parecido, espero me ayuden,
    para calibrar un DRV8825 (chino)
    Basta con conectarlo al shield CNC y medir el voltaje (+al potenciometro, – a GND)?? es que así lo hago y no me sale ningun voltaje, se le 0.
    O se le debe cargar previamente un programa al Arduino?? Gracias

  16. Hola! Tengo un problema, la impresión se salta pasos en el eje X. Con la máquina apagada, probe moviendo el eje X con la mano y dependiendo de la velocidad (o fuerza) da una parada como saltandose pasos. Hice esto pensando que serian los rodamientos o los ejes, cambie todo y seguía igual. Finalmente me dio por desconectar el motor y ahí el movimiento fue fluido. Conecté el motor saqué el driver y no hubo problema (obviamente porque es como que estuviera desconectado). Luego moví el potenciómetro en sentido horario y dejó de dar grandes saltos, pero igual sigue con pequeños saltos. Moví el potenciómetro al máximo e igual salta pequeños pasos cuando muevo con la mano.
    No pasa lo mismo con el eje Y. Será que el driver o el motor murió?

  17. Hola amigo me puedes ayudar a calibrar el motor 28byj-48 con el driver A4988, según el motor trabaja a 55 mA. No sé si estaré en lo correcto realice la fórmula siendo que es a miliamperio pasándolo a 0.055 amperios y como resultado total 0.030 ya que en la fórmula específica que debe ser en la unidad Amperios?

  18. Hola;
    Necesito vuestra ayuda,.
    Estoy gotorizando un telescopio y tengo que configurar los 2 Drv8825 que lleva la placa.
    Los motores tienen estas caracteristicas electricas.
    Especificación eléctrica
    Número de pieza del fabricante: 17HS13-0404S-PG27
    Tipo de motor: Bipolar paso a paso
    Ángulo de paso: 0.067 grados
    Par de retención sin caja de engranajes: 22 Ncm (31.2 oz.in)
    Corriente nominal / fase: 0.4A
    Resistencia de fase: 30ohms
    Voltaje: 12V
    Inductancia: 34mH ± 20% (1KHz)

    Especificación eléctrica
    Número de pieza del fabricante: 17HS15-0404S-PG19
    Tipo de motor: Bipolar paso a paso
    Ángulo de paso: 0.094 grados
    Par de retención sin caja de engranajes: 40 Ncm (56.64 oz.in)
    Corriente nominal / fase: 0.4A
    Resistencia de fase: 30ohms
    Voltaje: 12V
    Inductancia: 58mH ± 20% (1KHz)

    Me estoy liando con lo que pone (Corriente nominal / fase: 0.4A)
    y no se si son motores de 0,4A o ¿hay que calcular eso con las fases que tienen estos motores de pasos bipolares.?
    Si me podrían calcular los valores que tendría que dejar los pontenciometros de los Drv8825.
    Muchas gracias

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