Vref driver: regolarla correttamente

I driver sono quei componenti della tua stampante 3D che ne permettono il vero funzionamento, infatti sono loro ad inviare ai motori stepper i comandi su come muoversi. Solitamente li compriamo pronti all’uso, ma potrebbe essere necessaria la regolazione di un valore particolare: la vref.

Vref: cos’è

Prima di capire come regolarla, è buona cosa sapere cos’è.

La vref, acronomo di Voltage Reference (Voltaggio di riferimento) è un valore che rimane sempre uguale una volta regolato, e viene appunto utilizzato come riferimento.

I motori stepper delle nostre stampanti 3D utilizzano la vref per regolare la quantità di corrente fornita al motore, una vref troppo alta fornisce troppa corrente portando il motore a surriscaldarsi. Di contro, una vref troppo bassa non garantisce al motore sufficiente potenza, portando a perdita di passi a ed un danneggiamento del motore nel tempo.

Vref: calcolare il valore ottimale

Adesso sai cosa è la vref e a cosa serve, ma come si misura? E quale deve essere il suo valore ottimale? Ma sopratutto, è sempre uguale o cambia per ogni stampante?

Come dice il nome (Voltage Reference), la vref è un voltaggio, e quindi si misura in Volt (V). Ha un valore ottimale che cambia in base al tipo di driver ed al tipo di motore utilizzato. Ma quindi come capisco qual’è il valore giusto per la vref sulla mia stampante 3D?

Esiste un semplice calcolo matematico per calcolare la vref corretta:

Vref = I x 8 x R

Dove I è la corrente richiesta dal motore ed R è la resistenza posta sul driver.

Per quanto riguarda R, il suo valore è di 0,05 per il driver A4988, mentre è di 0,10 per il driver DRV8825. I valori della I li potete trovare sull’etichetta presente sul motore stesso, oppure con una breve ricerca su Google.

Come calcolo di esempio abbiamo preso quello per la nostra stampante 3D autocostruita, che monta dei motori da 1.0A ed i driver A4988, il calcolo quindi è il seguente:

Vref = 1 x 8 x 0,05

Quindi la nostra vref corretta è di 0,40V. Adesso aggiungiamo un margine del 20%, cosi da garantire al motore un poco di energia in più rispetto a quella di cui avrebbe bisogno. Per aggiungere il margine di errore moltiplichiamo per 1,2 il valore trovato precedentemente.

Quindi la vref da impostare sarà di 0,4 x 1,2 = 0,48V che arrontondiamo a 0,5V.

Vref: regolarla

Ovviamente la vref da sola non determina la qualità dell’oggetto finale, è importante anche scegliere lo slicer corretto. Per questo motivo noi abbiamo deciso di mettere alla prova i 3 slicer più popolari e pubblicare i risultati in questo articolo. E’ importante anche eseguire una corretta manutenzione della stampante 3D.

Regolare il suo valore è semplicissimo, abbiamo bisogno di soli due strumenti: un cacciavite ed un multimetro. Tutti hanno un cacciavite in casa, il multimetro invece potete acquistarlo qui.

Innanzitutto dobbiamo assicurarci che la scheda della stampante sia alimentata ma che il motore non lo sia, alcune stampanti presentano il comando per l’interruzione della corrente ai motori, nel caso non lo troviate potete semplicemente scollegare i cavi degli stepper.

I driver sono di moltissimi tipi diversi, possono essere a 2 o 4 layer, con il chip sotto o sopra. Ma tutti hanno un cosa in comune: la vite di regolazione della vref. Questa vite, che in realtà è un potenziometro, dovrà essere ruotata con il cacciavite per modificare il valore della sua resistenza, e quindi della vref.

Cominciamo con la preparazione del multimetro, che dovrà essere acceso e impostato per leggere il voltaggio in corrente continua ruotando l’apposita manovella. Il simbolo della corrente continua, è una linea continua affiancata da una linea tratteggiata. Il serpentello invece rappresenta la corrente alternata.

Per procedere alla misurazione della vref attuale, poggia il puntale rosso (+) del multimetro sul potenziometro, e il puntale nero (-) del multimetro sul piedino con la scritta GND. Attenzione a non toccare altri contatti, il rischio è di mandare in corto il driver.

Una volta misurata la vref impostata attualmente dobbiamo decidere se è necessario modificarla o se può essere mantenuta così com’è. Nel caso debba essere modificata perché si discosta troppo dal valore calcolato, procedi nella lettura.

Come abbiamo detto poco sopra, il potenziometro presente sul driver può essere ruotato per modificare il suo valore. Con il cacciavite giriamo il potenziometro, quindi effettuiamo la misurazione come illustrato prima. Dovrai ruotare e misurare fino a quando non arriverai ad un valore più vicino possibile a quello calcolato.

Vref: gli errori più comuni

La regolazione della vref viene fatta da tutti, sopratutto i principianti che hanno appena acquistato la loro prima stampante 3D e si apprestano a regolare questo importantissimo valore.

Proprio perché sono sopratutto i principianti a dover regolare la vref sulla stampante appena acquistata, spesso vengono commessi alcuni errori. Ecco i pù comuni.

Regolare male il multimetro

Per questo processo è fondamentale che il multimetro legga un valore il più corretto possibile. Se regolato sulle impostazioni sbagliate (per esempio sulla resistenza) potremmo misurare il valore sbagliato. Ricordiamo che dobbiamo regolarlo in modo che vada a misurare il voltaggio in corrente continua.

Calcoli

Per quanto nessuno metta in dubbio le vostre abilità matematiche, gli errori di calcolo possono essere commessi e potremmo regolare un valore troppo alto o troppo basso. Come capirlo? Nel caso il valore sia troppo basso avremo una perdita di passi ed i motori faranno fatica a muoversi, nel caso il valore sia troppo alto i motori ed i driver si scalderanno molto velocemente.

Ho regolato tutto correttamente, ma c’è comunque qualcosa che non torna

Se hai effettuato tutte le regolazioni correttamente, ci sono diverse cose che possono andare storte:

Potremmo notare un surriscaldamento di stepper e driver già dopo pochissimi minuti di stampa, in questo caso potrebbe bastare seguire la nostra guida su come raffreddare i motori.

Il secondo caso invece è leggermente più complicato, ma solitamente si tratta di un driver o di un motore difettoso, quindi basta sostituirli.

C’è un terzo problema che possiamo riscontrare, ed è la rumorosità della stampante. Anche questo problema può essere risolto con la nostra guida su come rendere più silenziosa la stampante 3D.

Altro problema che potrebbe dipendere dalla vref sono le stampe non accurate, ovvero che presentano dimensioni che non corrispondo a quelle previste. Il problema potrebbe dipendere da una leggerissima perdita di passi, ma di questo abbiamo parlato nell’articolo Quanto è accurata la tua stampante 3D?, ricorda che il problema della stampa imperfetta potrebbe dipendere anche da delle impostazioni sbagliate dello slicer, per il quale abbiamo la guida su quali sono i parametri dello slicer per una stampa perfetta.