Schrittmotortreiber für die Fräse des Unperfekthauses
mit dem IC TMC2130

Die eigentliche Arbeit der Motorstromregelung übernimmt der Baustein TMC2130.

Der Baustein erhält die Befehle des Benutzers über die Eingänge step (Motorschritt) und dir (Drehrichtung). Daraus generiert er Strompulse für die beiden Spulen des zugehörigen Schrittmotors. Einzelheiten dazu beschreibt das 100-seitige Datenblatt des Herstellers: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/TMC2130_datasheet_rev1.16.pdf

Auf dem Fräsenrechner des Unperfekthauses liegt eine Kopie unter: /media/demo/kanotix/home/fraesnutz/Download/TMC2130_datasheet_rev1.16.pdf

Externe Bauteile

Wegen der autarken Funktion mussten zum Betrieb nur wenige externe Bauteile hinzugefügt werden:

• Optokoppler: Die Signale dir und step kommen von der Fräse und werden potentialfrei eingekoppelt.
• Speisung mit 42 Volt: Der TMC2130 wird für den Schrittmotor mit der vollen Betriebsspannung von 42 Volt betrieben – nahe der Leistungsgrenze des Bausteins. Die interne Logik verfügt über eigene Stromkreise mit 5 Volt.
• Zweistufige Spannungsregelung (5 Volt): Der TMC2130 hat einen internen Linearregler für 5 Volt. Um zu vermeiden, dass das winzige IC zu warm wird, wird davon abgeraten, diesen zu nutzen. Stattdessen wurde die Spannungsregelung zweistufig realisiert:
  1. 1. Stufe: Leistungstransistor BD137 und zwei Zenerdioden wandeln 42 Volt auf ca. 15 Volt.
  2. 2. Stufe: Spannungsregler LM7805 erzeugt eine präzise und belastbare 5-Volt-Spannung.