Vijesti

Modulacija širine impulsa (PWM) je fensi termin za vrstu digitalnog signala. PWM-ovi se koriste u raznim primjenama, uključujući složena kontrolna kola. Uobičajeni način na koji ih koristimo u SparkFunu je za prigušivanje RGB LED diode ili kontrolu smjera servo motora. Možemo postići niz rezultata u obje ove primjene jer nam PWM omogućava da mijenjamo vrijeme koliko je signal visok na analogni način. Dok signal može biti samo visok (obično 5V) ili nizak (uzemljenje) u bilo kojem trenutku, možemo mijenjati proporciju vremena koliko je signal visok u odnosu na nizak tokom konzistentnog vremenskog intervala.

Radni ciklus

Kada je signal visok, nazivamo ga "uključenim na vrijeme". Da bismo opisali količinu "uključenog na vrijeme", koristimo koncept radnog ciklusa. Radni ciklus se mjeri u procentima. Procenat radnog ciklusa specifično opisuje procenat vremena koliko je digitalni signal uključen unutar intervala ili perioda. Period je inverz frekvencije talasnog oblika. Ako je digitalni signal uključen pola vremena, a isključen drugu polovinu, kažemo da digitalni signal ima radni ciklus od 50%, slično idealnom pravougaonom talasu. Ako je procenat veći od 50%, digitalni signal provodi više vremena u visokom stanju nego u niskom stanju i obrnuto ako je radni ciklus manji od 50%. Sljedeći dijagram ilustruje ova tri slučaja:

Radni ciklus od 100% je isti kao postavljanje napona na 5 volti (visoki). Radni ciklus od 0% je isti kao spajanje signala na masu.

primjer

Možete kontrolisati svjetlinu LED diode podešavanjem radnog ciklusa.

Sa RGB (crvena, zelena i plava) LED diodama, možete kontrolisati količinu svake od tri boje koje se miješaju tako što ćete ih zatamniti za različite vrijednosti.

Ako su sva tri uključena u jednakim količinama, rezultat će biti različite nijanse bijele svjetlosti. Ista mješavina plave i zelene stvorit će plavkasto-zelenu boju. Za malo složeniji primjer, pokušajte potpuno uključiti crvenu, potpuno uključiti zelenu na 50% radnog ciklusa i potpuno isključiti plavu kako biste stvorili narančastu boju.

Prilikom upravljanja LED diodama, frekvencija pravougaonog vala mora biti dovoljno visoka da bi se postigao odgovarajući efekat zatamnjenja. Talas sa radnim ciklusom od 20% na 1 Hz će jasno pokazati vašem oku da se pali i gasi, dok će se radni ciklus od 100% na 20 Hz ili više činiti tamnijim nego kada je potpuno uključen. U suštini, ako vam je cilj postići efekat zatamnjenja sa LED diodama, period ne smije biti prevelik. Također možete koristiti modulaciju širine impulsa za kontrolu ugla servo motora povezanog sa mehaničkim uređajem poput robotske ruke. Servo ima osovinu koja se okreće u određeni položaj na osnovu svoje kontrolne linije. Naši servo motori imaju raspon od približno 180 stepeni.

Frekvencija/period je specifičan za upravljanje određenim servo motorom. Tipičan servo motor očekuje ažuriranje svakih 20 ms, sa impulsom između 1 ms i 2 ms - drugim riječima, radni ciklus između 5% i 10% na talasnom obliku od 50 Hz. Sa impulsom od 1,5 ms, servo motor će biti u svom prirodnom položaju od 90 stepeni. Pri impulsu od 1 ms, servo motor će biti na 0 stepeni, a pri impulsu od 2 ms, servo motor će biti na 180 stepeni. Možete dobiti puni opseg kretanja ažuriranjem servo motora na vrijednosti između.

Modulacija širine impulsa se koristi u raznim primjenama, posebno u kontroli. Sada kada znate da se može koristiti za prigušivanje LED dioda i kontrolu ugla servo motora, možete početi istraživati ​​druge moguće upotrebe. Ako se osjećate izgubljeno, slobodno pogledajte SparkFun Inventor's Kit, koji uključuje primjere korištenja modulacije širine impulsa. Ako ste spremni odmah početi s kodiranjem i imate Arduino, pogledajte primjere PWM kodiranja ovdje.