BIQU - TMC2209 Stepstick Stepper Motor Driver 출시 예정

Bigtreetech - TMC2209 V1.0

TRINAMIC이 TMC2208의 계보를 잇는 지난 3월에 발표한 TMC2209가 Stepstick Driver로 출시 될 예정 입니다. 첫 주자는 BIQU가 될 것 같네요. 아직은 Store에 등록된 것은 아니고 곧 판매를 개시할 것으로 보여 집니다. 

TRINAMIC의 TMC2209 칩

TMC2209는 이름에서 알 수 있듯이 TMC2208의 업그레이드 버전 IC 입니다. UART Interface를 사용하고 있으며, 최대 Motor Current를 2A RMS까지 지원할 수 있고, TMC2208과 TMC2130의 장점을 모두 하나로 모은 IC라고 볼 수 있는데요, TMC2208의 MicroPlayer, SpreedCycle, SthealthChop2 에 TMC2130의 CoolStep, short ditection, StallGuard 기능등을 하나로 통합했습니다. StallGuard는 2130의 StallGuard2 대신 새로운 StallGuard4 기능을 새롭게 업그레이드 했습니다. 

RMS 2A 지원
TMC2209는 RMS 2A까지 지원을 하는 것으로 되어 있지만 이것은 어디까지나 좀 특별한 Case이고, 실기에서는 기존 TMC2208은 최대 1.2A RMS이고 TMC2209는 1.4A RMS 수준으로 사용할 수 있어서 16% 정도이므로 큰 향상이 있다고는 말 할 수 없을 것 같습니다.   

StallGuard4
StallGuard기능은 실기에서는 Sensorless Homing기능으로 사용되는 것인데, Motor의 Load가 어딘가에 부딧치거나 모터 구동의 제한 위치에 놓여 더 이상 진행을 하지 못하는 상황을 센싱할 수 있는 일종의 보호 기능 입니다. 3D Printer에서는 전통적으로 Linear Motion 구간의 끝에 Limit Switch를 두고 스위치가 눌리게 되면 해당 방향으로의 구동을 멈추는 방법을 사용해왔는데요, TMC Driver의 StallGuard 기능을 사용하게 되면, Limit Switch 없이도, 단지 Load가 Limit 위치에서 더 이상 진행을 못하게 되었을때 이를 센싱하여 동작을 멈출 수 있습니다. Sensorless Homing이라는 용어를 사용하는 이유가 그것이죠.

TMC2130의 StallGuard2는 SpreadCycle 모드에 최적화 되어 있습니다. 따라서, 사용자가 Driver를 StealthChop 모드로 설정을 하고, Sensorless Homing 기능을 활성화 했다면 펌웨어가 Homing 코드(G28:Move to Origin)를 수행할 때, 내부적으로는 자동으로 SpreadCycle 모드로 바꾸고 Selsorless Homing을 수행한 후, 다시 StealthChop 모드로 변경하는 절차를 수행했었지요. 하지만, TMC2209의 Stallguard4는 StealthChop2 모드에 최적화 되어 있다는 점이 차이점 입니다.  이 말은 장점 같지만 엄밀히 말하면 그냥 조건이 뒤바뀐 것이라고 볼 수 있는데요. 즉, StallGuard4를 사용한단 것은 바꿔 말하면 SpreadCycle 모드에서는 StallGuard기능을 제대로 사용할 수 없다는 의미입니다.  

StallGuard2는 Stall이 발생했는지 안했는지의 여부를 내부 SG_RESULT 레지스터에 0혹은 1로만 기록을 하는 방식이였기 때문에, 실제로도 Stall 발생 여부의 결과만 확인할 수 있었지만, StallGuard4는  Refrence(SGTHRS) 대비 상대적인 비교값(comparison-value)을 산출하는 방식을 사용하기 때문에, Stall의 수준/정도를 판단할 수 있다는 점 또한 차이점 이라고 할 수 있습니다. 

TMC2208의 StealthChop2 에 그 동안 아쉬운 점이었던 Sensorless Homing기능을 사용할 수 있는 StallGuard 기능이 포함되었다는 점이 개선 포인트라고 요약을 할 수 있을 것 같습니다.

따라서, 이미 기존 TMC2130이나 TMC2208에서 충분히 만족할 만한 성능을 만끽하고 계시다면, 굳이 TMC2209로 업그레이드를 할 이유는 없어 보이고.. 실제 소매가격이 기존 모델들보다 얼마나 차이가 날지가 관건이긴 한데.. 처음으로  Controller를 구성하고자 하는 분들에게는 가격차이가 많이 나지 않는다는 가정에서 TMC2209를 고려 해 보는 것은 괜찮은 선택이지 아닐까 판단됩니다.

물론, Marlin과 TMC Driver에서 TMC2209를 지원할 수 있도록 펌웨어를 업그레이드 해줘야 한다는 점 ^^

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2019/05/29 - BIQU, FYSETC - TMC 2209 Stepper Motor Driver 사전 판매 개시