Почему разные драйверы изменяют шум степперов?

Чтобы шаговый двигатель выполнял шаг, посылаются блочные сигналы для подачи питания на катушки для позиционирования ротора. Такой блокирующий сигнал вызывает резкое движение и запускает гармонические частоты. Это слышно как шаговый шум. Если сигнал блока сглажен, движение будет более плавным и будет наблюдаться меньше шума. Аналогичный эффект достигается при использовании микрошагов.

Возможно, новые шаговые драйверы используют больше/меньше микрошагов¹⁾ или сглаженный/блок¹⁾ сигнал в отличие от предыдущих драйверов, следовательно, меньше/больше¹⁾ шума.

¹⁾ _{В вопросе не указано, уменьшается или увеличивается шум, но наиболее вероятно снижение шума}

Шаговые двигатели содержат два различных набора катушек. Ток в этих катушках регулируется вашим драйвером шагового двигателя.

Для перемещения двигателя в любом направлении катушки приводятся в движение одна за другой и в разных направлениях. Представьте, что это обычный 3-фазный двигатель переменного тока, но вместо трех фаз используются только две.

"Полный шаг" (1/1 "микрошаг") будет означать выключение одной катушки, а другой - включение, что приведет к резкому перемещению в следующее положение. Реальные шаговые двигатели имеют несколько наборов этих катушек (а не две, как на диаграмме) - обычно 200 или 400, что обеспечивает вращение на 1,8° или 0,9° на "полный шаг".

Такое движение обычно нежелательно, так как немедленное движение двигателя создает шум и вибрацию. Если обе катушки приводятся в движение меньшим током (71% от полного тока, обратная величина квадратного корня из 2, так что общая сила на двигателе остается одинаковой) во время переключения с одного тока на другой, может быть достигнуто другое положение - "полшага" между двумя полными шагами.

Это можно повторить для большего числа "микрошагов", при этом 16 являются обычным компромиссом.

Оптимальная плавность - и почти полное отсутствие шума - будет достигнута за счет управления шаговым двигателем чистыми синусоидальными волнами. Чем ближе шаговый драйвер может подойти к этой чистой синусоидальной волне, тем ниже будет шум, создаваемый шаговым двигателем:

Некоторые драйверы шаговых двигателей, в первую очередь микросхемы семейства TMC, могут генерировать 256 микрошагов внутри, довольно хорошо аппроксимируя синусоидальную волну.

Другие драйверы шаговых двигателей (например, LV8729) также могут обрабатывать 128 микрошагов, но они требуют, чтобы плата управления принтером отправляла индивидуальный сигнал шага для каждого из этих шагов, что может ограничить скорость из-за дополнительной нагрузки на микроконтроллер платы.

Катушки в шаговом устройстве действуют как динамики. Дело не в том, что степпер производит меньше шума, он просто делает это на частотах, которые выше слуха среднего человека.