Итак, 5 месяцев прошло с момента написания моего обзора о электронике для 3D-принтера. Я думал к августу уже всё закончить, но предлагаю почитать под катом мои оправдания.

Часть 1
На самом деле мы планировали к концу лета уже собрать аппарат и начинать усиленно печатать, но вы же знаете, какими коварными могут быть планы на лето. То разъехались, то не смогли встретиться, то закончились деньги, то картошку копать надо. В общем, к концу лета не получилось. Но зато за последний месяц мы продвинулись довольно далеко. О чем я и поведаю в этом и последующих обзорах.

Итак, что же это за такой Nema и зачем его искать?
Начнем с теории: этот обзор посвящен шаговым двигателям. Их прелесть в том, что можно задавать угол, на который двигатель будет совершать оборот при подаче на него питания. И в отличии от коллекторных двигателей им не нужно время на раскрутку до необходимых оборотов и потом на остановку.


Для 3D-принтера небольшого размера рекомендуются двигатели стандарта Nema17 (размер фланца 42мм) мощностью 0,8-2А с крутящим моментом ~3-4 Н/см. Да и вообще применение их в DIY очень широко.
Непосредственно для наших целей их требовалось 5 штук: 1 на ось Х, 1 на ось Y, один для экструдера (продавливание прутка в нагреватель) и еще 2 для оси Z.

Довольно много времени нам понадобилось на то, чтобы найти подходящий вариант. Был перерыт весь Aliexpress, просмотрены все другие магазины, в какой-то момент даже проскакивала мысль купить в Украине с наценкой около 200-300%. Но в один прекрасный день мне достался купон от Gearbest на весьма значимую сумму, затем два вечера математики, чтобы понять подходят нам двигатели, представленные в этом магазине, или нет и после колебаний они были заказаны. Магазин заявляет следующие характеристики:

Step angle: 1.8 degree
Rated voltage: DC 4.83V
Rated current: 0.84A
Phase impedance: 5.75 Ohm + / — 10 degree centigrade
Phase inductance: 9.3 mH + / — 20 degree centigrade (1kHz 1V RMA)
Shaft diameter: 5mm / 0.188
Shaft length: 20mm
Motor height: 34mm
Number of lead wire: 4 wires

Угол шага играет практически решающую роль. Есть модели, в которых он равен 1.8 градусов (то, что нужно), 0.9 градуса (самый идеальный вариант, но и стоит соответственно), 3.6 градуса (если вам нужно просто печатать что-нибудь, не переживая о том, что каретка уедет на пару миллиметров в какую-нибудь сторону). Драйвер, описанный в предыдущем обзоре, умеет дробить этот угол на еще меньшие части (до 1/16), что значительно повышает точность печати. Соответственно, чем больше начальный угол, тем большими будут микрошаги, тем хуже будет точность.
Напряжение питания в 4.83В нас устраивает, просто потому что драйвер можно настроить на выдачу достаточно широкого диапазона вольт.
Мощность. Мощность здесь здорово подкачала, поскольку 0.84А — это довольно мало, хотя и подходит под рекомендации. Недостаток мощности может сказаться в дальнейшем, если прицепить слишком тяжелый вес на движущиеся части (например, пара куллеров на экструдер или дополнительный обвес на столик), и движки могут не справиться с нагрузкой. Но по расчетам нам для начала хватит и этих. Тем более ввиду стоимости — особо выбирать не приходилось :)
Сопротивление играет роль, но здесь не хотелось бы на нем останавливаться, поскольку это уже физика, а не простое описание.

Как можно заметить по дате доставки — пришли они уже давно. Упакованы были в обычный бумажный пакет. 5 двигателей имеют общий вес около 800 грамм. Каждый дополнительно упакован в собственную картонную упаковку (весьма хлипкую).



Размеры почти соответствуют размерам, предоставленным в описании — 5.8 х 4.2 х 4.2 (учитывая написанные мною выше стандарты для Nema17 было бы немножко странно, если бы они сильно отличались :))






Тестировались они как-то вот так, с логированием каждого оборота и дальнейшей сверкой положения контрольного флага (там на вале маркером полоска нарисована :))

По итогам могу сказать, что каждый движок выдержал 24-часовую работу сильно не нагреваясь. Не совсем выдержали драйверы. К сожалению, штуки 3 или 4 сгорели во время тестов и пришлось заказать еще комплект. Но теперь я знаю, что нужно сначала продумать охлаждение и правильно настроить вольтаж, а потом уже оставлять их крутиться в течении суток. Опыт, он же бесценен :)

Итого, движки хорошие, по-крайней мере выносливые. Гирьки я к ним не цеплял, в ближайшее время потестируем в сборе всё и посмотрим точно ли они справляются. В любом случае их можно использовать для создания какого-нибудь ЧПУ-станка с меньшей нагрузкой или, учитывая количество, направлять параллельно по 2 двигателя на одну ось.

Итого имеем траты на данный момент — $101.88. Хорошо идём, учитывая, что всё самое дорогое уже куплено.
А в конце обзорчика — небольшой спойлер будущих :)