Какой драйвер выбрать: сравнительная таблица

На распродаже я купил по пачке всего, что крутилось: ULN2003, A4988, DRV8825, TMC2209 — и две недели переставлял их между проектами, как фигуры на доске, не понимая, что именно выбираю. Автокормушке достался TMC2209 за пятьсот рублей — там, где хватило бы ULN2003 за сорок; поворотному столику — 28BYJ-48 на ULN2003 там, где момента не хватало втрое и просился NEMA 17. Деньги ушли, зато вывелась шпаргалка из трёх вопросов, по которой я теперь выбираю драйвер за минуту.

Вопросы такие: какой ток у мотора на шильдике, где механизм будет жить и какой шум там переживают, и сколько я готов платить за плавность хода. Всё остальное — производные. В этом уроке пройдусь по четырём популярным драйверам с их числами, сведу в таблицу и скажу своё мнение с границей: что брать на первый проект, чтобы ошибка в выборе стоила ноль.

Каюсь и в обратном: два A4988 до сих пор лежат у меня в коробке «на всякий случай» — не потому что нужны, а потому что я их заказал, не задав себе ни одного из этих вопросов. Коробка с модулями — это склад решений, а не запчастей, и каждый модуль должен знать своё место. Ниже — расклад, который я вывел за две недели перестановок и который сэкономит вам и деньги, и вечер пайки.

ULN2003 — вообще не чоппер, а семь транзисторных ключей: канал открывается и закрывается, куда скажете, а ток фазы определяется сопротивлением самой обмотки. Для униполярного 28BYJ-48 с его 90 мА это идеал: деталь копеечная, лежит в каждом наборе, а плата ULN2003 со светодиодами ещё и показывает фазы глазами — мы гоняли по ней все режимы в уроке про фазы. Микрошага нет вовсе — только такты. И на биполярный NEMA 17 его не поставить: моста нет, а полампера на канал — потолок.

A4988 — рабочая лошадка хобби-станков: до 2 А с радиатором (без него честно около 1-1,2), микрошаг до 1/16, цена 100-150 рублей и гуглимость такая, что любой ваш вопрос задавали раз пятьдесят. Vref выставляется отвёрткой за пять минут — вся процедура с формулой разобрана отдельно. Минус один, но громкий: на средних скоростях чип рубит ток жёстко, и мотор трещит и воет — лечится это не смазкой и не прокладками, а сменой драйвера.

Почему про 90 мА я говорю ULN2003, а не A4988, удобнее всего увидеть на анатомии мотора: у 28BYJ-48 внутри униполярная обвязка с общим плюсом, и каналу драйвера остаётся только замыкать конец обмотки на землю — никаких мостов, никакого чоппера, никакой настройки. Плата греется на удержании, но терпит; светодиоды горят по кругу — и вы видите работу фаз, не подключая осциллограф. Для первого знакомства с шаговиками связка не имеет конкурентов по цене входа.

DRV8825 берите, когда мотору тесно в двух амперах или нужен более мелкий шаг для гладкости: 2,2 А и 1/32 против 2 А и 1/16, при этом модуль садится в ту же колодку. Помните два сюрприза из урока про DRV8825 и TMC2209: своя формула Vref — полвольта на ампер — и минимум питания мотора около 8,2 вольта, от блока на 6-7 В чип не стартует. Аварийный вывод FAULT, если он разведён на плате, заводите на Arduino: перегрев узнается из Serial, а не по запаху.

TMC2209 — выбор для квартиры и ночи: StealthChop убирает 10-20 дБ, микрошаг 1/256 делает ход маслянистым, а UART позволяет менять ток из скетча и ловить остановку ротора через stall detection. Плата за это — цена в два-три раза выше и капризность к горячему подключению. Для станка в гараже тишину покупать незачем, для принтера в спальне — нечего и гадать.

Как я сравнивал драйверы на практике: один и тот же маршрут — четверть оборота, пауза, назад — я гнал на всех четырёх модулях с одним мотором. Маршрут дробил на порции через millis, как в уроке про неблокирующий цикл, чтобы loop() оставался живым и можно было снимать времена честно. Итог читался за минуту: ULN2003 щёлкает и греется, A4988 быстрый, но трещит, DRV8825 плавнее на той же скорости, TMC2209 не слышен вовсе, пока не упрёшься в большую нагрузку.

Порядок вопросов у меня теперь жёсткий. Первый — ток мотора с шильдика: до полампера и униполярная обвязка — ULN2003, один-два ампера — A4988, выше двух — DRV8825. Второй — окружение: механизм в спальне, детской или работает ночью — только TMC2209, и тут нечего экономить; станок в гараже или мастерской — шум не считается, берите дешевле. Третий — охлаждение: без радиатора честный потолок около ампера, всё, что выше, — уже с алюминием, и это правило, а не рекомендация.

Отдельный вопрос — плавность. Микрошаг дробит рывок: 1/16 у A4988 сглаживает ход заметно лучше полного шага, 1/32 у DRV8825 — ещё вдвое мельче, 1/256 у TMC2209 с интерполяцией делает движение непрерывным на глаз. Для слайдера камеры и поворотного столика предметной съёмки это не эстетика, а качество кадра. А чтобы увидеть, куда девается ток при дроблении шага, — симулятор ниже.

Четвёртый вопрос я добавил после распродажи: что уже лежит в ящике. Если стоит исправный A4988 с радиатором, покупать DRV8825 ради двух десятых ампера нет смысла — поднимите микрошаг и проверьте нагрев. Если в наборе остался только ULN2003, а проект просит NEMA 17 — это повод докупить ровно один модуль, а не пачку: инвентарь экономит не только деньги, но и время доставки, которое в середине проекта дороже денег.

Моё мнение для первых проектов, оплаченное теми самыми пачками с распродажи: начните с того, что уже лежит в наборе. ULN2003 с 28BYJ-48 закрывает учёбу, кормушки, заслонки и всё медленное; A4988 с NEMA 17 закрывает первый серьёзный механизм. С обоими ошибка в выборе стоит ноль: они переживают перепутанные провода, перекрученный Vref и тысячи шагов в тестовом цикле. TMC2209 покупайте, когда проект дожил до спальни — то есть когда шум стал реальной проблемой, а не гипотетической: тишина заранее — это шуба, купленная летом.

И наоборот, не несите ULN2003 туда, где нужен момент: униполярная схема задействует половину обмотки на такт, и NEMA 17 с ней не поедет. Если сомневаетесь между двумя драйверами, купите оба — дешёвые модули окупаются тестом за вечер, который покажет, что вашему механизму нужно на самом деле. А потолок скорости 28BYJ-48 и срыв шагов на высоких оборотах мы вымеряли в уроке про скорость: драйвер меняет тягу, но не предел редуктора. Скорость выжимайте механикой и питанием, а не покупками.

И последнее из практики: храните драйверы в антистатике и подписывайте Vref маркером сразу после настройки — мотор, ток и дату. Через полгода вы не вспомните, какой модуль для какого мотора крутился, а перепроверка займёт пять минут, которых в тот вечер у вас не будет. У меня такая подпись спасла субботу, когда станок переехал на новый стол и настройки пришлось собирать заново: воткнул, сверил цифры на маркере с мультиметром — и поехал.