TMC2226-EVAL评估板：步进电机评估的得力助手

在电子工程师的日常工作中，对步进电机驱动芯片进行评估和测试是一项重要任务。今天，我们就来深入了解一下TRINAMIC公司的TMC2226-EVAL评估板，看看它能为我们带来哪些便利和功能。

文件下载：TMC2226-EVAL.pdf

一、评估板概述

TMC2226-EVAL评估板允许我们对TMC2226芯片进行评估，既可以结合TRINAMIC评估板系统使用，也能作为独立的板子使用。它采用了标准的原理图设计，并提供了多种选项，方便我们测试不同的操作模式。

1. 主要特性

• 电机驱动能力：可驱动2相步进电机，线圈电流最大可达2A RMS。
• 电源电压范围：支持5 - 28V DC的电源输入。
• 通信接口：具备UART接口，方便与其他设备进行通信。
• 微步设置：支持1 - 256微步细分，可实现更精确的电机控制。
• 控制接口：提供Step/Dir接口，便于进行步进和方向控制。
• 先进控制模式：集成了StealthChop2™静音PWM模式、SpreadCycle™智能混合衰减模式、StallGuard4™智能电流控制和CoolStep™智能电流控制等先进技术。

2. 应用领域

该评估板适用于多种应用场景，包括3D打印机、普通打印机、POS机、办公和家庭自动化、纺织和缝纫机、CCTV和安防设备、ATM和现金回收机、实验室自动化以及HVAC系统等。

二、开始使用

1. 所需设备

在开始使用TMC2226-EVAL评估板之前，我们需要准备以下设备：

• TMC2226-EVAL评估板，确保Landungsbruecke带有最新的固件（Startrampe不支持UART接口）。
• Eselsbruecke桥接板。
• 步进电机，例如QMot系列。
• USB接口。
• 电源。
• 最新版本的TMCL-IDE V3.0和一台PC。
• 用于连接接口、电机和电源的电缆。

2. 注意事项

在操作过程中，我们需要注意以下几点：

• 不要混淆连接或短路引脚。
• 避免将I/O线与电机线捆绑在一起。
• 不要超过最大额定电源电压。
• 在通电时不要连接或断开电机。
• 务必在电源关闭的情况下开始操作。

3. 首次启动步骤

• 安装TMCL-IDE：确保安装了最新版本的TMCL-IDE 3.0，可以从www.trinamic.com/support/software/tmcl-ide/下载。
• 连接设备：打开TMCL-IDE，通过USB将Landungsbruecke连接到计算机。对于Windows 8及以上系统，无需安装驱动；在Windows 7系统上，TMCL-IDE会自动安装驱动。
• 验证固件版本：在连接设备树中查看Landungsbruecke的固件版本，确保使用的是最新版本。
• 调整窗口布局：为了更好地显示重要信息和提供全面的视图，建议将主窗口调整为全屏模式，并打开左侧的寄存器浏览器。为了获得更好的显示效果，可以点击右上角的图标将寄存器浏览器窗口最大化。
• 诊断和设置：TMCL-IDE包含一个用于诊断任务的对话框，连接评估套件后会立即弹出一个窗口，显示连接的实际状态。对话框的第二个选项卡提供了选择基本设置或将模块重置为出厂默认值的功能。

三、硬件信息

1. 设计文件下载

TRINAMIC公司为其评估板提供了免费的设计文件，包括原始ECAD文件、Gerber数据、BOM和PDF副本。通常，ECAD文件采用KiCAD格式，部分较旧的评估板可能仅提供Eagle、Altium或PADS格式的文件。这些文件可以直接从评估板的网站（TRINAMIC Eval Kit homepage）下载。如果网站上缺少文件或存在问题，可以向厂家发送反馈。

2. 板载跳线

TMC2226-Eval板有两个跳线，用于在MCU和外部引脚头（右下角）之间选择Step/Direction源。

四、TMCL-IDE评估功能

TMCL-IDE是一款强大的工具，为我们提供了多种评估功能。

1. 速度模式

在速度模式下，我们可以通过点击工具树中的相应条目打开速度模式工具。在该工具中，我们可以输入所需的速度和加速度，然后使用箭头按钮驱动电机。点击停止按钮可以随时停止电机。打开速度图工具可以以图形方式查看实际速度。为了获得更准确的图形速度视图，在使用速度图时建议关闭寄存器浏览器窗口。

2. 位置模式

在位置模式下，我们可以通过点击工具树中的相应条目打开位置模式工具。在该工具中，我们可以输入目标位置，然后点击“绝对移动”或“相对移动”按钮开始定位。同时，我们还可以调整定位时使用的速度和加速度。打开位置图工具可以以图形方式查看实际位置。同样，为了获得更准确的图形位置视图，在使用位置图时建议关闭寄存器浏览器窗口。

3. ChipClick工具

通过点击工具树中的相应条目打开ChipClick工具，我们可以配置TMC2226-EVAL的控制引脚。将鼠标悬停在图形视图中的引脚上，可以查看该引脚可能的配置描述。点击引脚可以更改其状态。

4. StallGuard4™调优

要正确调优StallGuard4™，我们首先需要为电机设置电流，例如1A RMS。然后指定电机运行的速度，例如75 rpm。我们可以使用TMCL IDE中的“参数计算器”工具来计算速度。在TMCL IDE的CoolStep™& StallGuard4™图中，StallGuard4™值以蓝色显示。为了正确使用StallGuard4™，需要调整两个参数：StallGuard4™阈值（SGT）。我们需要通过提高或降低SGT值来进行调优，目标是在电机失速之前使SGT值达到0。如果SGT值过高，会出现丢步现象，此时需要降低SGT值。在优化StallGuard4™设置后，我们可以选择激活CoolStep™。

5. CoolStep™调优

使用TMCL IDE和EVAL-KIT，我们可以找到最适合的CoolStep™设置，使电机运行更加节能和凉爽。打开CoolStep™& StallGuard2™或StallGuard4™窗口（连接EVAL板后可在IDE左侧找到），在CoolStep™选项卡中可以进行相关设置。当我们将“滞后启动”值设置为大于0，并输入一个大于0的“阈值速度”值时，CoolStep™将被激活。我们可以对以下参数进行微调，以确保CoolStep™在应用中可靠工作：

• 最小电流：CoolStep™激活时的最低电流设置。例如，当设置为1A RMS时，在电机轴上没有或施加较小力时，电流将降至该值的四分之一或一半。
• 电流下降步长：定义了电机轴负载释放后电流下降的速度。
• 电流上升步长：当达到较低的StallGuard2™或StallGuard4™阈值（滞后启动）时，该设置定义了电流上升的步长。
• 滞后宽度：定义了StallGuard2™或StallGuard4™阈值（滞后结束）的范围。
• 滞后启动：定义了与StallGuard2™或StallGuard4™值相关的切换点，当达到该点时，电流将上升一步。

五、文档修订历史

该文档的初始版本（V1.0）于2020年4月19日发布，作者为SK。

总的来说，TMC2226-EVAL评估板为电子工程师提供了一个方便、全面的平台，用于评估TMC2226芯片在步进电机控制中的性能。通过TMCL-IDE的各种功能，我们可以轻松地对电机进行不同模式的控制和参数调优。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。