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TMC 2130 im SPI Mode mit StealthChop Erfahrungen

Die TMC2130 aus dem Hause Trinamic sind insbesondere für 3D-Drucker auf Basis von RAMPs gedachte Steppertreiber. Ihre Besonderheit liegt in der niedrigen Lautstärke bei der Ansteuerung von Schrittmotoren. Hierzu werden Sie im sogenannten StealthChop Modus Modus betrieben. Mit etwas weniger Kraft als im Normalmodus lassen sich Motoren fast lautlos antreiben. Eine der Schwierigkeiten hierbei liegt im Ermitteln der richtigen Spannung – zu viel und die Motoren werden laut, zu wenig und die Motoren verlieren Schritte.

 

TMC2130 - Ramps oder nicht Ramps

Bereits für meinen ersten 3D-Drucker habe ich TMC2130 v1.1 von BigTreeTech  (link) auf einem Ramps-Board v1.4 verwendet. Möchte man in dieser Konfiguration die TMCs im SPI-Mode nutzen ergeben sich leider einige Nachteile. Der gravierenste Nachteil ist die aufwendige, unübersichtliche und extrem fehleranfällige Verkabelung, da auf dem RAMPS-Board die notwendigen Pins nicht existieren. BigTreeTech legt daher einen Kabelstrang bei.

Selbst mit Kleber – immer wieder haben sich im Betrieb die Steckverbinder gelöst oder trotz sauberem Sitz war der Kontakt nicht gegeben. Die hieraus entstehenden Effekte gingen von Ruckeln und Stottern der Motoren bis zu summen oder Überhitzung. Als Zwischenlösung habe ich die Kabel angelötet. Da ich jedoch eine bsatelnde Bretzelbirne bin musste ich immer mal wieder den ein oder anderen Treiber tauschen (ja, Schrittmotortreiber brennen durch wenn man Strom drauf gibt ohne einen Motor angeschlossen zu haben). 

 

Eine saubere Lösung bietet das Ramps-Board v1.6 oder das SKR ab v1.3 (ebenfalls BigTreeTech). In  Verwendung mit diesen Boards lassen sich die Treiber ohne den Kabelstan im SPI-Mode betreiben. Dieses grundlegende Problem gelöst musste ich mich nun der Spannung widmen…

TMC2130 und die richtige Spannung

Wie oben erwähnt ist die Einstellung der richtigen Spannung (Motorcurrent / Steppercurrent) entscheidend für den lautlosen aber zuverlässigen Betrieb des Druckers. Betriebt man die Motoren im SPI-Mode ergibt sich ein großer Vorteil – die Spannung muss nicht mittels Multimeter und Schraubendreher am Treiber eingestellt werden, sondern kann sich bequem in der Firmware (bei mir Marlin) angepasst werden. Aktiviert man die erweiterten Funktionen der Firmware so lassen sch die einstellungen auh am Drucker selbst anpassen was es noch einfacher macht. 

Erwartet hier Perfektion! Nach vielen Versuchen und unzähligen Artikeln und Forenposts wurde mir klar das es nicht umsonst die Hybrid Threshold Funktion gibt…

Es gibt wohl schlichtweg keine Einstellung in der die TMC2130 sowohl lautlos als auch schnell arbeiten. Hierfür ist oben genannte Funktion geschaffen worden. Bei Bewegungsgeschwindigkeiten oberhalb des eingestellten Grenzwerts wird der StealthChop deaktiviert und im Normalen (lauten) Modus gedruckt. Sinnvolle Werte liegen bei mir bei 0,6V bis 0,65V und einem HybridThreshold von 90. Generell scheint zu gelten – je langsamer der Druck, umso leiser die Motoren. Aktuell drucke ich mit 60mm/s und Bewege den Druckkopf mit 90. Die Lautstärke ist dabei so gering das ich nebenbei ein Hörbuch hören kann ohne mich gestörrt zu fühlen. 

TMC2130 vs a4988, drv8825, TMC2209

Im Vergleich zu den häufig verwendeten a4988 und drv8825 sind die TMCs deutlich überlegen! Geringere Spannung, geringere Lautstärke und eine geringere Hitzeentwicklung sprechen für sich. Trinamic hat jedoch noch weitere Modelle entwickelt und ich konnte trotz geringem Bastelbudget einige testen. Besonders überzeugt haben mich die TMC2209 welche unter anderem auch in den Silence Boards von Creality zu finden sind. Neben diesen kann ich schlafen während der Drucker mit 60mm/s druckt! 

TMC2130 - das Fazit

Wer bereits ein passendes Board verwendet und die Treiber zu einen guten Preis findet (4x TMC ~ 40€) für den können die TMC2130 eine wunderbare Weiterentwicklung sein. Jedoch lohnt sich vorhher in jedem Fall ein Blick auf die anderen Modellreihen aus dem Hause Trinamic. Da ich genug Treiber für mindestens 3 weitere Drucker besitze werden mich die TMCs wohl noch eine Weile begleiten. Wer gerne einmal testen möchte darf sich gerne melden – so lange ich von den Treibern habe gebe ich sie gerne für eine Gummibärenspende oder Bastelelektronik weiter 🙂

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