Trinamic QFN32

Отличный выбор! Trinamic QFN32 — это не одна конкретная модель, а целое семейство микросхем в корпусе QFN32 (Quad Flat No-leads, 32 вывода) от немецкой компании Trinamic Motion Control (ныне часть компании Analog Devices). Эти чипы являются "мозгом" для интеллектуального управления двигателями.

Общее описание семейства

Микросхемы в корпусе QFN32 от Trinamic — это высокоинтегрированные драйверы шаговых двигателей со встроенным контроллером движения. Их ключевая особенность — технология StealthChop2, SpreadCycle и CoolStep. Они не просто подают ток на обмотки, а содержат полноценный контроллер, который по высокоуровневым командам (через UART, STEP/DIR или другие интерфейсы) самостоятельно рассчитывает и выполняет плавное движение (разгон, работа на скорости, замедление), подавляя вибрации и резонансы.

Основные преимущества:

• Высокая интеграция: В одном маленьком корпусе совмещены драйвер, контроллер, блок питания логики и защитные схемы.
• Тихая и плавная работа: Алгоритм StealthChop2 обеспечивает бесшумное движение на низких и средних скоростях.
• Мощность и эффективность: Алгоритм SpreadCycle обеспечивает максимальный момент на высоких скоростях, а CoolStep автоматически регулирует ток, снижая нагрев.
• Простота разработки: Минимизация внешних компонентов. Управление по высокоуровневым командам через UART или классическими сигналами STEP/DIR.
• Защита: Защита от перегрева, короткого замыкания, обрыва фазы, недо- и перенапряжения.

Технические характеристики (типичные для семейства)

• Корпус: QFN32 (5x5 мм или 6x6 мм, в зависимости от модели).
• Напряжение питания:
  • Двигателя (VM): от 8В до 29В (для большинства моделей) или до 45В+ (например, TMC2209).
  • Логики (VCC): 3.3В или 5В.
• Фазный ток (RMS): До 2.8А (пиковый ток может быть выше, например, до 4.0А для TMC2209), в зависимости от модели и условий охлаждения.
• Управляющие интерфейсы:
  • UART: Программирование параметров, чтение статуса, прямое управление.
  • STEP/DIR: Стандартный цифровой интерфейс для совместимости с любыми контроллерами (Arduino, ЧПУ и т.д.).
  • SPI (не у всех): Для высокоскоростного обмена данными и конфигурации (например, TMC2130).
• Ключевые технологии:
  • StealthChop2: Бесшумный режим с плавным движением.
  • SpreadCycle: Высокодинамичный режим для высоких скоростей.
  • CoolStep (energySave): Автоматическая регулировка тока в зависимости от нагрузки.
  • StallGuard2 (не у всех): Бессенсорная детекция механического срыва (заклинивания).
• Режимы микрошага: Программируемые, вплоть до 256 микрошагов.
• Детекция срыва (StallGuard): Есть у большинства современных моделей (TMC2209, TMC2130).
• Защита: OTP (перегрев), OCP (перегрузка по току), UVLO (низкое напряжение).

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Семейство делится на несколько поколений и линеек. Вот основные популярные модели в корпусе QFN32:

1. TMC2208/TMC2209 (Линейка "SilentStepStick")

• Описание: Флагманы для 3D-принтеров и хобби-проектов. Идеальный баланс цены, функциональности и простоты. TMC2209 — усовершенствованная версия TMC2208 с улучшенным UART и StallGuard4.
• Интерфейсы: STEP/DIR + UART.
• Особенности: StealthChop2, SpreadCycle, CoolStep. TMC2209 имеет более точный StallGuard4 и лучше работает с сенсорными датчиками (DIAG-выход).
• Совместимые модули (StepStick): Очень популярны в формате платы-драйвера "StepStick" (совместим с платами типа RAMPS, SKR и др.). Модули на основе TMC2208/2209 взаимозаменяемы между собой и с более старыми драйверами (A4988, DRV8825) по распиновке.

2. TMC2130

• Описание: Более ранняя, но очень функциональная модель с SPI-интерфейсом. Позволяет контролировать все параметры в реальном времени и считывать точную позицию.
• Интерфейсы: STEP/DIR + SPI.
• Особенности: StealthChop, SpreadCycle, CoolStep, StallGuard2, DcStep (ограничение по току). Требует больше проводов для SPI.
• Совместимость: Также выпускается в формате StepStick, но требует 5-6 проводов для полноценной работы (вместо 4 у TMC220x).

3. TMC2225/TMC2226

• Описание: Упрощенные и более дешевые версии, оптимизированные для работы только от 5В логики. Идеальны для встраивания в устройства с питанием от USB/5В.
• Интерфейсы: STEP/DIR (UART только у TMC2226).
• Особенности: StealthChop2, SpreadCycle. Проще в использовании, но с меньшим набором функций.

4. TMC5160/TMC5161

• Описание: Мощные профессиональные драйверы с полноценным контроллером движения и интерфейсом SPI. Предназначены для сложных задач с высокими скоростями и токами.
• Интерфейсы: STEP/DIR + SPI (и другие).
• Особенности: Встроенный генератор траекторий, поддержка энкодеров, очень высокий ток (до нескольких ампер с внешним MOSFET). TMC5161 — версия с внутренними ключами, как у TMC2130/2208.
• Корпус: TMC5160 часто в QFN40, а TMC5161 — в QFN32. Важно: Не всегда совместимы по выводам с простыми StepStick.

Таблица совместимости и замены

| Ваша текущая/базовая модель | Наиболее прямая и улучшенная замена от Trinamic (QFN32) | Ключевое улучшение | Совместимость по выводам (в формате StepStick) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | A4988 | TMC2208 / TMC2209 | Тишина (StealthChop), эффективность (CoolStep) | Да (прямая замена) | | DRV8825 | TMC2209 | Тишина, плавность, защита от срыва (StallGuard) | Да (прямая замена) | | LV8729 | TMC2209 | Более интеллектуальное управление и диагностика | Да (обычно) | | Требуется SPI-управление | TMC2130 | Полный контроль и диагностика по SPI | Да (но нужно больше проводов) | | Требуется максимальная мощность | TMC5161 | Высокий ток, продвинутый контроллер | Требует проверки (может отличаться) |

Важное примечание: Совместимость по выводам чаще всего относится к популярным модулям (StepStick), а не к чипам самим по себе. При замене чипа на плате необходимо сверяться с datasheet и pinout конкретной модели.