2019年3月15日金曜日

小型工作機CNC2418 その70(A4988/TB6560 波形比較)

前回、0.22ΩとCTセンサでA4988の電流波形を見ていたら
F50 と F500でPeakが変化してないのです!
F50でもリップルもなくPeak電流が下がりません。
A4988
所が、TB6560のZ軸で設定しようとしていた
F5025% Decayモード、Peak 1.0A
Peak 1Aの設定なのに、平均電流は、50%より低そうなのです。
リップルもとても多いのです。
TB6560、F50、25% Decay、Peak 1A
F50Normal Decayモード(0% Decay)にしても
リップルは若干減りますが、設定のPeak 1.0Aから30~40%downです。
しかも、ゼロ付近に歪みがでてきます。
TB6560、F50、Normal Decay、Peak 1A
ということで、
TB6560をもう一度よく確認することにしたのです。

実は、A4988の電流設定を同じにするのを忘れていたので、
終わってから電流設定を確認しているわけです(-_-;)

電流検出抵抗 Rs:100mΩです。
気をつけないと、50mΩや200mΩが混ざっているのです。
Peak 電流は、
A4988チップの本家AllegroのDatasheet(PDF)は、ここ右のリンクから
Ipeak = VREF ÷(8 x Rs)
  VREF:半固定VRのセンター端子の電圧
  Rs:電流検出抵抗値
  
VREF:0.715V、Rs:100mΩ なので
 Imax = 0.715 ÷(8 ÷ 0.1)= 0.89Aでした。
24V入力時とUSBのみの時で変わるので、24V入力で測定します。
ちなみに、USB給電のみの時は、0.651Vで10%も違います。
では、F500を基準にA4988とTB6560を比較します。
幸い、現状の設定でほぼ同じ波高になって比較には丁度いいです^^;
以下、左:TB6560、右:A4988
F500
まずは、Feedを速くしていきます。
F600
A4988が歪み始めました。
写真撮り忘れでA4988の方は、CT電流センサです。
TB6560もGND付近に僅かな歪があります。
F700
A4988が歪みが目立ちますが
TB6560は、F600と変わりないようです。
F1000
A4988がかなり歪んできます。
TB6560は、ここから100% Decayです。
F1500
A4988は、歪み+三角波に近づいてきます。
TB6560は、若干三角波っぽくなっています。 
F2000
A4988、TB6560とも、似たような三角波になりました。
ということで、F500以上では、TB6560に軍配が上がります。
特にF600~F700で差がでますが、
切削では、F500辺りまでなので、まあ同等と考えていいでしょう。
次は、Feedを下げていきます。
F300
波形は、TB6560のノイズは置いといて、ともにキレイです。
同じ0.22Ωで観測しているのですが、
TB6560は、やたらとノイズが多いです。
F200
これもTB6560のノイズは置いといて、ともにキレイです。
F150
TB6560は、この辺からリップルがでてきます。
50% Decayモードです。
Fast Decayが、1stepの約50%を締めるモードです。
F120
TB6560のリップルが更に大きくなり
平均電流は、70%位に落ちています。
F100
TB6560のリップルが更に大きくなり
平均電流は、50%程まで落ちていると思われます。
A4988のPeak電流は、変化ありません。
Decay制御の方式が明らかに異なるようです。
F50
TB6560の平均電流は、明らかに半分以下でしょう。
F10
TB6560のリップルが急に減りました。
たぶんオシロのサンプリング周波数のせいでしょう。
TB6560の平均電流は、もはや20%程しかありません。
これは、トルク下がり過ぎてちょっとまずそうです。
それにしても、A4988は、低速でも波形は変化なくキレイです。
完全にTB6560の負けかな~(´-﹏-`;)

普通は、F50辺りが最低だろうから
TB6560をNormal Decayにしてみると(左側)
平均電流は、少し回復した感じですが、ゼロ付近の歪がでてきます。
Normal Decayは、使いたくないですね~
ならば、F50、50% Decayモード、Peak 1A設定のまま
外部電源で駆動電圧を変えてみます。
上から12V、9V、7Vです。
7Vでは、リップルが減って平均電流が上がると思ったのですが、
Peakが下がって、平均電流は、返って少なくなっています。
ダメです(T_T)
ならば、Peak電流設定を 1.0A ⇒ 1.4Aに上げてみます。
駆動電圧は、12Vに戻しています。
上:Peak 1.0A設定
下:Peak 1.4A設定
リップルPeakが、1.1~1.2A辺りまで上がりました(0.45A/DIV)
50% Decay、1.4Aのまま、F100では、
平均1A弱という所です。
TB6560  F100、Peak 1.4A、50% Decay
50% Decay、1.4Aのまま、F150では、
0.45A/DIVなので、Peak 1.3Aというところ。
リップも減って平均電流が一気に上がっています。
TB6560  F150、Peak 1.4A、50% Decay
上の状態をマルチメーター交流電流レンジで平均値:0.85A
0.85 x √2 = 1.20Apeak
50% Decay、1.4A、F200
0.45A/DIVなので、Peak 1.3Aくらい。
TB6560  F200、Peak 1.4A、50% Decay
上の状態をマルチメーターの交流電流レンジで平均値:0.90A
0.90 x √2 = 1.27Apeak
上の波形とほぼ合います。
まあ、Z軸は、F200まで位だろうからいいでしょう!
低速Decayに関しては、A4988に軍配が上がります。
TB6560は、高速・高電流の方に最適化されているのかな~?
元々、TB6560に一番変えたいのは、Z軸なのですが
低速での平均電流低下は、どうも気に入りません。
XY軸より、掘り込みの力がいるZ軸は、トルクがいると思うので
電流設定:1.4Aにしておいた方がよさそうです。

そうだ、Z軸は、低速なので25% Decayモードを使うんでした。
広いテーブルを使える時間が限られてまして(-_-;)
25% Decayは、これしか撮っていないのです。
上:50% Decay
下:25% Decay
まあ、 平均電流的には、いいんじゃないでしょうか。

結局、ボードのSwitch設定は、これに変えようかな?
XY軸は、前回と同じです。

Z軸(Peak 1.4A、Stop 20%、1/16 Microstep、25% Decayモード)
SW1~3:↓ ↑ ↑  S1~6: ↓ ↑ ↓ ↑  ↓ 


XY軸(Peak 1.0A、Stop 20%、1/16 Microstep、50% Decayモード)
SW1~3:↓ ↑ ↓  S1~6: ↓ ↑ ↓ ↑ ↓  


それにしても、低速時のリップルがどうしても気になるな~
何故なんだろう~
また、凝り性がでてしまい、取り付けどころではありません
TB6560の謎解きにどんどん嵌っていきます^^;

***2019.3.17 修正***
その後、その71の検討でC10が間違った不良品であることが判明。
Switch設定は、XYZ軸、全部同じ、これに決定!
XYZ軸(Peak 1.0A、Stop 20%、1/16 Microstep、100% Decayモード)
SW1~3:↓ ↑ ↓  S1~6: ↓ ↑ ↓ ↑   
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