- Ano ang PWM (Pulse Width Modulation)?
- Pag-ikot ng tungkulin ng PWM
- Ang ilang karaniwang mga umuusbong na katanungan sa PWM
Mga inverter, Converter, SMPS circuit at Speed control…. Isang bagay na karaniwan sa lahat ng mga circuit na ito ay binubuo ito ng maraming mga electronic switch sa loob nito. Ang mga switch na ito ay walang iba kundi ang mga elektronikong aparato ng Power tulad ng MOSFET, IGBT, TRIAC atbp. Upang makontrol ang naturang mga power electronic switch ay karaniwang ginagamit namin ang isang bagay na tinatawag na PWM signal (Pulse Width Modulation). Maliban dito, ginagamit din ang mga signal ng PWM para sa pagmamaneho ng mga motor ng Servo at para din sa iba pang mga simpleng gawain tulad ng pagkontrol sa liwanag ng isang LED.
Sa aming nakaraang artikulo natutunan namin ang tungkol sa ADC, habang ang ADC ay ginagamit upang mabasa ang Mga signal ng analog ng isang digital na aparato tulad ng microcontroller. Ang isang PWM ay maaaring maituring bilang isang eksaktong kabaligtaran nito, ang PWM ay ginagamit upang makabuo ng mga signal ng Analog mula sa isang digital na aparato tulad ng microcontroller. Sa artikulong ito malalaman natin ang tungkol sa kung ano ang PWM, mga signal ng PWM at ilang mga parameter na nauugnay dito, upang makatiyak kami sa paggamit ng mga ito sa aming mga disenyo.
Ano ang PWM (Pulse Width Modulation)?
Ang PWM ay nangangahulugang Pulse Width Modulation; mapupunta tayo sa dahilan para sa ganoong pangalan sa paglaon. Ngunit, sa ngayon ay nauunawaan ang PWM bilang isang uri ng signal na maaaring magawa mula sa isang digital IC tulad ng microcontroller o 555 timer. Ang signal na ginawa kaya ay magkakaroon ng isang tren ng mga pulso at ang mga pulso ay magiging form ng isang square wave. Iyon ay, sa anumang naibigay na halimbawa ng oras ang alon ay maaaring mataas o magiging mababa. Para sa kadalian ng pag-unawa isaalang-alang natin ang isang 5V PWM signal, sa kasong ito ang PWM signal ay maaaring 5V (mataas) o sa ground level 0V (mababa). Ang tagal na kung saan mananatiling mataas ang mga signal ay tinatawag na " on time " at ang tagal na mananatiling mababa ang signal ay tinawag bilang " off time ".
Para sa isang senyas ng PWM kailangan nating tingnan ang dalawang mahahalagang parameter na nauugnay dito ang isa ay ang PWM duty cycle at ang isa pa ay dalas ng PWM.
Pag-ikot ng tungkulin ng PWM
Tulad ng sinabi kanina, ang isang signal ng PWM ay mananatili sa isang partikular na oras at pagkatapos ay mananatili sa natitirang panahon. Ano ang espesyal at mas kapaki-pakinabang sa signal ng PWM na ito ay maaari nating itakda kung gaano katagal dapat itong manatili sa pamamagitan ng pagkontrol sa cycle ng tungkulin ng PWM signal.
Ang porsyento ng oras kung saan ang signal ng PWM ay mananatiling TAAS (sa oras) ay tinawag bilang duty cycle. Kung ang signal ay laging ON ito ay nasa 100% na cycle ng tungkulin at kung palaging naka-off ito ay 0% na cycle ng tungkulin. Ang mga formula upang makalkula ang cycle ng tungkulin ay ipinapakita sa ibaba.
Duty Cycle = I-ON ang oras / (I-ON ang oras + I-OFF ang oras)
Ang sumusunod na imahe ay kumakatawan sa isang PWM signal na may 50% cycle ng tungkulin. Tulad ng nakikita mo, isinasaalang-alang ang isang buong tagal ng panahon (sa oras + na walang oras) ang signal ng PWM ay mananatili lamang sa 50% ng tagal ng panahon.
Dalas = 1 / Oras ng Panahon Oras ng Oras = Sa oras + Oras na wala
Karaniwan ang mga signal ng PWM na nabuo ng microcontroller ay nasa halos 500 Hz, ang mga naturang matataas na frequency ay gagamitin sa mga high speed switching device tulad ng mga inverter o converter. Ngunit hindi lahat ng mga aplikasyon ay nangangailangan ng mataas na dalas. Halimbawa upang makontrol ang isang servo motor na kailangan namin upang makabuo ng mga signal ng PWM na may dalas ng 50Hz, kaya ang dalas ng isang signal ng PWM ay makokontrol din ng programa para sa lahat ng mga microcontroller.
Ang ilang karaniwang mga umuusbong na katanungan sa PWM
Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng Duty cycle at Frequency ng isang PWM signal?
Ang cycle ng tungkulin at dalas ng isang signal ng PWM ay madalas na nalilito. Tulad ng alam natin ang isang PWM signal ay isang square wave na may isang partikular sa oras at off time. Ang kabuuan nito sa oras at off time ay tinatawag na isang yugto ng panahon. Ang kabaligtaran ng isang yugto ng panahon ay tinatawag na dalas. Habang ang dami ng oras na ang signal ng PWM ay dapat manatili sa isang oras na oras ay napagpasyahan ng Duty cycle ng PWM.
Upang ilagay ito nang simple, kung gaano kabilis ang signal ng PWM dapat i-on at patayin ay napagpasyahan ng dalas ng signal ng PWM at sa bilis na iyon kung gaano katagal dapat manatili na nakabukas ang signal ng PWM ay napagpasyahan ng duty cycle ng PWM signal.
Paano mai-convert ang mga signal ng PWM sa Boltahe ng Analog?
Para sa mga simpleng application tulad ng pagkontrol sa bilis ng isang DC motor o pag-aayos ng liwanag ng isang LED kailangan naming i-convert ang mga signal ng PWM sa analog boltahe. Madali itong magagawa sa pamamagitan ng paggamit ng isang RC filter at karaniwang ginagamit kung saan kinakailangan ang isang tampok na DAC. Ang circuit para sa pareho ay ipinapakita sa ibaba
Sa grap na ipinakita sa itaas, ang Dilaw na may kulay na isa ay ang PWM signal at ang asul na kulay ay ang output analog boltahe. Ang halaga ng risistor R1 at capacitor C1 ay maaaring kalkulahin batay sa dalas ng signal ng PWM ngunit normal na isang 5.7K o 10K risistor at isang 0.1u o 1u Capacitor ang ginagamit.
Paano makalkula ang output boltahe ng PWM signal?
Ang boltahe ng output ng isang signal ng PWM matapos itong i-convert sa analog ay magiging porsyento ng Duty cycle. Halimbawa kung ang operating boltahe ay 5V pagkatapos ang signal ng PWM ay magkakaroon din ng 5V kapag mataas. Sa ganitong kaso para sa isang 100% na cycle ng tungkulin ang output boltahe ay magiging 5V para sa isang 50% na cycle ng tungkulin ito ay magiging 2.5V.
Output Boltahe = Siklo ng tungkulin (%) * 5
Mga halimbawa:
Ginamit namin dati ang PWM na may iba't ibang microcontroller sa marami sa aming mga proyekto:
- Pulso lapad Modulasyon na may ATmega32
- PWM kasama si Arduino Uno
- Bumubuo ng PWM gamit ang PIC Microcontroller
- Tutorial sa Raspberry Pi PWM
- Servo Motor Control na may Raspberry Pi
- Pulse width Modulation (PWM) gamit ang MSP430G2
- Pulse width Modulation (PWM) sa STM32F103C8
- Servo Motor Control na may Raspberry Pi
- DC Motor Control na may Raspberry Pi
- 1 watt LED Dimmer
- Batay sa Arduino LED Dimmer gamit ang PWM
Dagdag na suriin ang lahat ng mga proyekto na nauugnay sa PWM dito.