SilentStepStick Review

Watterott hat mir freundlicherweise zwei Muster des SilentStepStick Schrittmotor Treiber Module zur Verfügung gestellt. Diese Module basieren auf dem brandneuen TMC2100 von Trinamic und sind quasi pinkompatibel zu den bekannten Pololu A4988 Treiber Modulen. Die A4988 Module findet man häufig in Ansteuerungsplatinen für 3D-Drucker. Ich möchte hier zeigen wie sich der Herausforderer TMC2100 gegenüber dem Platzhirsch A4888 schlägt und welches Modul besser für die Verwendung von Fotografie Projekten taugt.

A4988 vs. TMC2100

Rein äußerlich unterscheiden sich die beiden Module kaum. Auch in der Ansteuerung gibt es keine Unterschiede. Beide lassen sich ohne Änderungen mit der selben Software steuern. Über Konfigurations-Pins lassen sich die Module unterschiedlich konfigurieren. Hier zeigen sich erste Unterschiede. Während beim A4988 lediglich die Schrittunterteilung von 1/1 Vollschritt bis 1/16 Microstep eingestellt werden kann, gibt es beim TMC2100 deutlich mehr Einstellmöglichkeiten.

SilentStepStick.jpg

FeatureA4988TMC2100
Ansteuerung Step/DirStep/Dir
Logic IO Spannung3..5,5V3,3..5V
Motorspannung8..35V4,75..46V
max. Strangstrom1A continous, 2A peak1,2A continous, 1,7A peak
Mikro Schritt Auflösungfull, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16full, 1/2, 1/4, 1/8, and 1/16 (1/256 interpolated)

Spezielle Features des TMC2100

Die normalen technischen Daten ergeben zunächst keine großen Unterschiede zwischen den beiden Kontrahenten. Aber der TMC2100 hat noch einiges mehr auf der Pfanne.

StealthChop Mode

Der StealthChop Mode ist ein interessantes Feature des Trinamic TMC2100. Damit lässt sich ein Schrittmotor praktisch lautlos und vibrationsfrei betreiben. Ich hätte nie gedacht, dass ein Schrittmotor so leise sein kann. Das könnte z.B. sehr hilfreich sein, wenn man mit einem Kamera Slider Videos drehen möchte und dabei den Originalton benötigt. Allerdings ist das Drehmoment im StealthChop Mode nicht sehr hoch. Irgend ein Nachteil muss die Sache ja haben. Für den StealthChop Mode bleiben alle Konfigurations-Pins offen.

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SpreadCycle Mode

Der SpreadCycle Mode bietet sich an, wenn mehr Drehmoment gefordert ist. In diesem Mode findet eine dynamische Anpassung des Drehmoments bei wechselnder Last statt. Der SpreadCycle Mode ist ebenfalls für den Kamera Slider sehr interessant, wenn die Kamera Schiene schräg steht und der Schlitten nebst Kamera bergauf gezogen werden soll. Der SpreadCycle Mode wird über die Konfigurations-Pins CFG1 und CFG2 eingestellt.

IMG_4711.JPG

Stromreduzierung im Haltebetrieb

Ein weiteres sehr nützliches Feature ist die automatische Stromreduzierung bei stehendem Motor. Normalerweise fließt bei einem Schrittmotor permanent der Strangstrom, egal ob sich der Motor bewegt oder nicht. Das erzeugt ein Haltemoment, ähnlich wie bei einem Servo. Beim Trinamic Chip kann über den CFG6 Pin (Enable) die automatische Stromreduzierung eingeschaltet werden (Jumper offen lassen). Beim Stillstand zieht der Motor dann nur noch etwa 1/3 des Stromes. Das ist z.B. bei Timelapse Aufnahmen sinnvoll, bei denen die Kamera Schiene mehr still steht, als sich zu bewegen. Das spart Energie und ist besonders wichtig bei mobiler Stromversorgung über Akkus.

Testboard

Um alle Einstellmöglichkeiten und die verschiedenen Module testen zu können,habe ich mir ein Testboard auf Lochraster zusammen gelötet. Über Jumper sind alle Einstellungen konfigurierbar. Nebem dem SilentStepStick können auch die Pololu Module A4988, DRV8824/25 betrieben werden.

stepper-driver-v3-lochraster_Steckplatine.jpg

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Praxistest

Wie schlagen sich die Module in der Praxis? Das zeigt der Praxistest anhand einiger Fotografie Projekte. Derzeit benutze ich Schrittmotor Module für folgende Projekte:

  • motorisierter Kamera Slider für Timelapse
  • Automatischer Makro Fokus Stacker
  • Drehteller

In einem Vergleichstest wurden die Module Pololu A4988 Stepper Modul und SilentStepStick mit den Fotografie Projekten ausprobiert und die Ergebnisse verglichen. Dazu gibt es ein Youtube Video, denn teilweise ist der Unterschied nur hörbar.

Video Link

Fazit

Ein eindeutiges Urteil. Der SilentStepStick ist einfach klasse. Die zusätzlichen Features kommen gerade bei den Digitalfotografie Anwendungen zum Tragen. Eine klare Kaufempfehlung!

Update 2015-01-25

Kleiner Nachtrag zum SilentStepStick. So sieht das Modul jetzt in der Verkaufsversion aus. Alle Bauteile befinden sich nun auf der Unterseite. Damit können auch größere Kühlkörper verwendet werden, die über mehrere Module reichen. Das Poti kann weiterhin von oben durch ein Loch in der Leiterplatte bedient werden.

SilentStepStick1.jpg

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