Naujienos

Impulsų pločio moduliacija (PWM) yra išgalvotas terminas, apibūdinantis skaitmeninio signalo tipą. PWM naudojami įvairiose srityse, įskaitant sudėtingas valdymo grandines. Įprastas būdas, kuriuo juos naudojame „SparkFun“, yra RGB šviesos diodo pritemdymas arba servo variklio krypties valdymas. Abiejose šiose srityse galime pasiekti įvairių rezultatų, nes PWM leidžia mums analoginiu būdu keisti laiką, kurį signalas yra aukštas. Nors signalas bet kuriuo metu gali būti tik aukštas (paprastai 5 V) arba žemas (įžeminimas), per pastovų laiko intervalą galime keisti laiko dalį, kai signalas yra aukštas, palyginti su žemu.

Darbo ciklas

Kai signalas yra aukštas, vadiname jį „įjungtu laiku“. Norėdami apibūdinti „įjungimo laiką“, naudojame darbo ciklo sąvoką. Darbo ciklas matuojamas procentais. Darbo ciklo procentas konkrečiai apibūdina laiko procentą, kurį skaitmeninis signalas yra įjungtas intervale arba periode. Periodas yra atvirkštinė bangos formos dažnio vertė. Jei skaitmeninis signalas yra įjungtas pusę laiko, o kitą pusę – išjungtas, sakome, kad skaitmeninio signalo darbo ciklas yra 50 %, panašiai kaip ideali stačiakampė banga. Jei procentas yra didesnis nei 50 %, skaitmeninis signalas daugiau laiko praleidžia aukštoje būsenoje nei žemoje būsenoje, ir atvirkščiai, jei darbo ciklas yra mažesnis nei 50 %. Šioje diagramoje iliustruojami šie trys atvejai:

100 % darbo ciklas yra tas pats, kas nustatyti 5 voltų (aukštą) įtampą. 0 % darbo ciklas yra tas pats, kas prijungti signalą prie žemės.

pavyzdys

LED ryškumą galite reguliuoti keisdami darbo ciklą.

Naudodami RGB (raudoną, žalią ir mėlyną) šviesos diodus, galite valdyti kiekvienos iš trijų spalvų sumaišymo kiekį, pritemdydami jas skirtingais kiekiais.

Jei visos trys bus įjungtos vienodai, rezultatas bus įvairių atspalvių balta šviesa. Tas pats mėlynos ir žalios spalvų sumaišymas sukurs melsvai žalią spalvą. Šiek tiek sudėtingesniam pavyzdžiui pabandykite visiškai įjungti raudoną, visiškai įjungti žalią esant 50 % darbo ciklui ir visiškai išjungti mėlyną, kad sukurtumėte oranžinę spalvą.

Valdant šviesos diodus, stačiakampės bangos dažnis turi būti pakankamai aukštas, kad būtų pasiektas tinkamas pritemdymo efektas. 20 % darbo ciklo banga, esant 1 Hz dažniui, aiškiai matys jos įsijungimą ir išsijungimą, o 100 % darbo ciklo banga, esant 20 Hz ar didesniam dažniui, atrodys pritemdyta nei tada, kai ji visiškai įjungta. Iš esmės, jei jūsų tikslas yra pasiekti pritemdymo efektą naudojant šviesos diodus, periodas negali būti per didelis. Taip pat galite naudoti impulsų pločio moduliaciją, norėdami valdyti servovariklio, prijungto prie mechaninio įrenginio, pvz., robotinės rankos, kampą. Servovariklis turi veleną, kuris sukasi į tam tikrą padėtį pagal jo valdymo liniją. Mūsų servovariklių diapazonas yra maždaug 180 laipsnių.

Dažnis/periodas yra būdingas konkretaus servo variklio valdymui. Įprastas servo variklis tikisi atnaujinimo kas 20 ms, o impulso trukmė yra nuo 1 ms iki 2 ms, kitaip tariant, darbo ciklas yra nuo 5 % iki 10 % esant 50 Hz bangos formai. Esant 1,5 ms impulsui, servo variklis bus natūralioje 90 laipsnių padėtyje. Esant 1 ms impulsui, servo variklis bus 0 laipsnių, o esant 2 ms impulsui – 180 laipsnių. Visą judesio diapazoną galite gauti atnaujindami servo variklio vertes tarp šių dviejų.

Impulsų pločio moduliacija naudojama įvairiose srityse, ypač valdyme. Dabar, kai žinote, kad ją galima naudoti šviesos diodų intensyvumui pritemdyti ir servo variklių kampui valdyti, galite pradėti tyrinėti kitus galimus panaudojimo būdus. Jei jaučiatės pasimetę, peržiūrėkite „SparkFun Inventor's Kit“, kuriame yra impulsų pločio moduliacijos naudojimo pavyzdžių. Jei esate pasiruošę pradėti programuoti iš karto ir turite „Arduino“, peržiūrėkite PWM kodavimo pavyzdžius čia.