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Elettronica per sistemi CNC

Ultimo aggiornamento: 31/07/2015

(L'A3986 è un integrato obsoleto, sostituito dall'Allegro A4989)
 

L' Allegro A4989 a da considerarsi il naturale sostituto del vecchio A3986 (peraltro pin to pin compatibile). All'interno di un piccolissimo package (TSSOP38) troviamo un funzionale traslatore step-dir ed il driver per una serie di mosfet esterni, che rendono questo integrato perfetto per quelle applizazioni che richiesono 'robusti' motori passo passo bipolari (sino a 500W).



Le principali caratteristiche sono:

  • controllo corrent in PWM;
  • interfaccia con segnali di step-dir;
  • microstepping sino a 1/16 di passo;
  • mixed, fast or slow decay;
  • alimentazione sino a 50V (oltre a 3-5V per la logica interna di controllo).


Sinceramente non eravamo sicuri di pubblicare questo progetto per il fatto che l'Allegro A4989 (A3986), un driver per motori stepper bipolari anche di alta potenza, e` prodotto solo con package TSSOP. La dimensione di questo package e` talmente piccola (meno di 1 cm) che la saldatura risulta molto difficile senza l`ausilio di strumenti professionali. 

Alcuni utilizzano dei piccoli forni per saldare sulle boards componenti SMD ma in tutta onestà si deve dire che risultati ottimali non sono garantiti. 

Ad ogni modo questo chip include un driver per pilotare mosfet esterni (IRL540), con controllo di corrente. Questo fatto, quindi, consente di poter creare controller per motori bipolari anche di grandi dimensioni (da 30 a 500W). Nel link repository vi è un interessantissimo manuale della I.R. riguardante l'uso di gate drive hexfet mosfet.  

Lo schema e` abbastanza tradizionale ma si tratta di uno schema di base, con pilotaggio diretto dei mosfet senza l'ausilio dei relativi mosfet driver:

 

allegro a3986

ed e` molto ben commentato nel datasheet dell`integrato.

Ecco la board:

 
a3986 brd
 

Come potete vedere la board e` decisamente piccola ed i mosfet sono stati posizionati per agevolare l`utilizzo di un dissipatore (doveroso).

R12-R13, R14-R15 sono i resistori di sensing, a coppia per il fatto che valori al di sotto di 0.1 ohm sono molto rari in commercio (film metallico) accoppiandone due in parallelo l`acquist, e non solo, saranno agevolati.

Comunque, sulla base delle formule fornite, con due resistenze da 0.1 ohm per ramo ed una Vref di 2V (ITRIP(max) = VREF / (8 × RSENSE )) siamo sui 5 ampere per fase. Per motori di maggiori dimensioni si dovranno abbassare i valori delle resistenze.

I condensatori ceramici C10-C11-C12-C13 sono condensatori scelti sulla base delle indicazioni fornite dalla Allegro e dal datasheet degli IRL540. Nulla toglie di utilizzare altri mosfet  (canale N)  ma i valori dovranno essere rivisti. Nel nostro caso, 27nf andranno bene, e quindi il condensatore CREF (C9) dovrebbe essere intorno  ad 1uF. 

Il microstepping e la percentuale di decay potranno essere selezionate sulla base della seguente tabella.

 

 Microstepping Decay 
 MS2  MS1  Microstep    PFD2  PFD1  Fast Decay
 0  0  Passo intero     0  0   0%
 0  1  Mezzo passo    0  1  8%
 1  0  Un quarto di passo    1  0  26%
 1  1  Un sedicesimo di passo    1  1  100%


Ci stiamo sempre lavorando sopra. Lo schema ed il pcb potranno essere considerati una buona base di partenza per eventuali modifiche.

 

 

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