- Požadované komponenty:
- Čo je to signál PWM?
- Schéma zapojenia a vysvetlenie generátora časovača PWM 555:
- Simulácia generovania PWM pomocou časovača IC 555:
PWM (Pulse Width Modulation) je dôležitou vlastnosťou dnešného každého mikrokontroléra kvôli jeho požiadavke na riadenie mnohých zariadení v takmer každej oblasti elektroniky. PWM je široko používaný na riadenie motorov, riadenie osvetlenia atď. Niekedy v našich aplikáciách nepoužívame mikrokontrolér a ak potrebujeme generovať PWM bez mikrokontroléra, uprednostňujeme niektoré integrované obvody na všeobecné použitie, ako sú operačné zosilňovače, časovače, generátory impulzov atď. používajú 555 časovač IC na generovanie PWM. 555 Timer IC je veľmi užitočný a univerzálny IC, ktorý je možné použiť v mnohých aplikáciách.
Požadované komponenty:
- 555 časovač IC -1
- 10K hrniec -1
- 100ohmový odpor -1
- 0,1uF kondenzátor -1
- 1k rezistor -1 (voliteľné)
- Chlebová doska -1
- 9v batéria -1
- LED -1
- multimetr alebo CRO -1
- Prepojovací drôt -
- Konektor batérie -1
Čo je to signál PWM?
Pulzná šírková modulácia (PWM) je digitálny signál, ktorý sa najčastejšie používa v riadiacich obvodoch. Tento signál je nastavený na vysokú (5v) a nízku (0v) vo vopred určenom čase a rýchlosti. Čas, počas ktorého signál zostáva vysoký, sa nazýva „čas zapnutia“ a čas, počas ktorého signál zostáva nízky, sa nazýva „čas vypnutia“. Ďalej sú uvedené dva dôležité parametre pre PWM:
Pracovný cyklus PWM:
Percento času, v ktorom signál PWM zostáva VYSOKÝ (v čase), sa nazýva pracovný cyklus. Ak je signál stále ZAPNUTÝ, je v 100% pracovnom cykle a ak je vždy vypnutý, je to 0% pracovný cyklus.
Pracovný cyklus = čas zapnutia / (čas zapnutia + čas vypnutia)
Frekvencia signálu PWM určuje, ako rýchlo PWM dokončí jednu periódu. Jedna perióda je úplná ZAPNUTIE a VYPNUTIE signálu PWM, ako je znázornené na obrázku vyššie. V našom návode nastavíme frekvenciu 5KHz.
Môžeme si všimnúť, či LED nesvieti na pol sekundy a LED svieti na ďalšiu pol sekundu. Ale ak sa frekvencia časov zapnutia a vypnutia zvýšila z „1 za sekundu“ na „50 za sekundu“. Ľudské oko nemôže túto frekvenciu zachytiť. Pre normálne oko bude LED dióda viditeľná ako polovica jasu. Takže s ďalším znížením času ZAPNUTIA sa LED dióda javí oveľa svetlejšia.
Predtým sme v mnohých našich projektoch používali PWM, pozrite si ich nižšie:
- Pulzná šírková modulácia s ATmega32
- PWM s Arduino Uno
- Generovanie PWM pomocou PIC mikrokontroléra
- Výukový program pre Raspberry Pi PWM
- Ovládanie jednosmerného motora s Raspberry Pi
- 1 W LED stmievač
- Arduino LED stmievač využívajúci PWM
Schéma zapojenia a vysvetlenie generátora časovača PWM 555:
V tomto obvode generátora PWM, ako sme už uviedli vyššie, sme na generovanie signálu PWM použili časovač 555 IC. Tu sme riadili výstupnú frekvenciu signálu PWM výberom odporu RV1 a kondenzátora C1. Na zmenu pracovného cyklu výstupného signálu sme namiesto fixného odporu použili premenný rezistor. Nabíjanie kondenzátora cez diódu D1 a výboj cez diódu D2 generuje signál PWM na výstupnom kolíku časovača 555.
Na odvodenie frekvencie signálu PWM sa používa nasledujúci vzorec:
F = 0,693 * RV1 * C1
Celá práca a ukážka generovania PWM je uvedená vo videu na konci, kde nájdete efekt PWM na LED a môžete ho skontrolovať na multimetri.
Simulácia generovania PWM pomocou časovača IC 555:
Nižšie uvádzame niektoré snímky: