Trinamic TMC429

Trinamic TMC429
Артикул: 790883

производитель: Trinamic
Требуется установка или ремонт?

сервисный центр Kypidetali!

тел. +7(499)347-04-82

Описание Trinamic TMC429

Отличный выбор! TMC429 — это классический и очень популярный контроллер шаговых двигателей от компании Trinamic (ныне часть Analog Devices). Он служит "интеллектуальным" интерфейсом между микроконтроллером (MCU) и драйверами шаговых двигателей.

Краткое описание

TMC429 — это специализированный 3-осевой контроллер движения для шаговых двигателей с интегрированным генератором импульсов (pulse engine). Его основная задача — разгрузить центральный микроконтроллер от ресурсоемких расчетов траекторий (ускорение, замедление, постоянная скорость) и генерации точных импульсов STEP и направления DIR.

Ключевая идея: Вы задаете контроллеру простые команды (целевая позиция, скорость, ускорение), а он самостоятельно, в реальном времени, рассчитывает и выдает оптимальную траекторию движения по заданным параметрам, генерируя сигналы для драйверов двигателей.


Основные технические характеристики

  • Количество осей: 3 независимых оси.
  • Интерфейс управления: SPI (Serial Peripheral Interface) для связи с главным MCU.
  • Выходные сигналы на драйвер: Для каждой оси:
    • STEP (импульс вращения)
    • DIR (направление)
    • ENABLE (включение драйвера)
  • Входные сигналы: Для каждой оси:
    • REF_SWITCH (концевой датчик / датчик дома)
    • POS_COMP (сигнал сравнения позиции — для триггерных событий)
  • Режимы управления:
    • Режим позиционирования (RAMP_MODE): Полный контроль с ускорением и замедлением. Задается целевая позиция, максимальная скорость и ускорение/замедление.
    • Режим постоянной скорости (SOFT_MODE): Движение с заданной постоянной скоростью.
    • Режим управления напрямую (VELOCITY_MODE): Прямая выдача импульсов STEP/DIR от MCU через буфер TMC429.
  • Профиль движения: Трапециевидный (разгон - постоянная скорость - замедление). Примечание: Без поддержки S-образного профиля (Jerk control) на аппаратном уровне.
  • Разрешение микрошага (Microstepping): Программируется через делитель частоты для каждой оси. Поддерживает высокие степени микрошага (до 1/256 и более) в зависимости от тактовой частоты.
  • Тактовая частота: До 16 МГц (типично 12 МГц от кварцевого резонатора). От частоты зависит максимальная скорость импульсов STEP.
  • Максимальная скорость STEP: Теоретически до 1.6 МГц (при 16 МГц тактовой). Практически ~1 МГц, что достаточно для большинства высокоскоростных применений.
  • Питание: 3.3В или (логические уровни).
  • Корпус: QFP-44 (Quad Flat Package).

Ключевые преимущества

  1. Разгрузка MCU: MCU только отправляет высокоуровневые команды, не занимаясь расчетами в реальном времени.
  2. Высокая точность и плавность: Аппаратная генерация импульсов гарантирует отсутствие дрожания (jitter) на выходах STEP/DIR.
  3. Гибкость: Широкие настройки ускорения, скорости и микрошага.
  4. Надежность: Промышленный чип с проверенной годами репутацией.

Парт-номера (Part Numbers)

Основная и самая распространенная модель:

  • TMC429-LI — версия для корпуса QFP-44.

Ранее существовала версия TMC429-I, но в современных перечнях и для заказа используется -LI.

Совместимые драйверы и модели

Главная сила TMC429 — работа в паре с драйверами шаговых двигателей, также от Trinamic. Он идеально сочетается с драйверами, имеющими интерфейс STEP/DIR.

Наиболее популярные и совместимые драйверы:

  • TMC26x серия (классические, с внешними силовыми MOSFET):
    • TMC260, TMC261, TMC262
  • TMC21x серия (интегрированные силовые MOSFET):
    • TMC2100 ("StealthChop" тихий режим)
  • TMC22x серия (более современные, с UART):
    • TMC2208, TMC2209 (через режим STEP/DIR). Примечание: Эти драйверы также имеют собственный интеллектуальный UART-интерфейс, но с TMC429 используются именно в "тупом" режиме STEP/DIR, где всю логику движения берет на себя TMC429.
  • TMC51x серия (высокопроизводительные):
    • TMC5130, TMC5160 (также через режим STEP/DIR). Аналогично — эти чипы сами являются контроллерами-драйверами, но могут работать как мощные драйверы от внешних импульсов TMC429.

Важно: TMC429 НЕ совместим напрямую с драйверами, которые только имеют цифровой последовательный интерфейс (например, SPI, как ранние TMC23x) без выводов STEP/DIR.

Области применения

TMC429 широко использовался и продолжает использоваться в:

  • 3D-принтерах (особенно в платах поколения 2015-2018 гг., например, некоторые версии Ultimaker, Prusa i3).
  • ЧПУ станках и граверах.
  • Робототехнике (манипуляторы, дельта-роботы).
  • Оборудовании для автоматизации (позиционирование, дозирование).
  • Оптических и измерительных приборах.

Аналоги и современные альтернативы

Со временем Trinamic выпустила более интегрированные решения, которые объединяют логику контроллера и силовой драйвер в одном чипе:

  • TMC5130/TMC5160: Одноосевые контроллеры-драйверы с SPI/UART. Один такой чип заменяет связку TMC429 + TMC26x для одной оси.
  • TMC4671: Высокопроизводительный контроллер для сервоприводов (FOC для BLDC, серво для шаговых).
  • Многоосевые контроллеры на базе ARM Cortex-M: Современные решения от Trinamic (например, модули на базе TMCM-xxx) используют мощные MCU со специализированным ПО, заменяя несколько дискретных чипов.

Итог: TMC429 — это проверенный временем, надежный и мощный 3-осевой контроллер движения, отлично подходящий для построения систем позиционирования средней и высокой сложности. Его выбор оправдан в проектах, где требуется независимое управление тремя осями с разгрузкой основного процессора, а также при модернизации или ремонте существующего оборудования. Для новых проектов стоит также рассмотреть более современные интегрированные решения от того же производителя.

Совместимые модели для Trinamic TMC429

Trinamic TMC429