PWM ที่ง่ายมากด้วย 555Modulate ทุกอย่าง: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

หมายเหตุ: ทุกคนสามารถขอความช่วยเหลือจากฉันได้ อย่าแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับการสะกดคำและไวยากรณ์ของฉัน…….เพราะภาษาแม่ของฉันไม่ใช่ภาษาอังกฤษ โอเค ไปกันเถอะ และได้โปรด โปรดให้คะแนนการสอนของฉันด้วย สวัสดีทุกคน วันนี้ฉัน ' จะแสดงวิธีการสร้าง PWM (การปรับความกว้างพัลส์) จากชิปที่มีชื่อเสียงมาก 555 (lm ไม่มีใครทำ) กับส่วนอื่น ๆ นอกหลักสูตรซึ่งง่ายมากและมีประโยชน์มากหากคุณต้องการควบคุม ไฟ LED, หลอดไฟ, เซอร์โวมอเตอร์หรือมอเตอร์กระแสตรง (แบบไม่มีแปรงก็ใช้งานได้) pwm ของฉันสามารถเปลี่ยนแปลงรอบการทำงานจาก 10% เป็น 90% เท่านั้น ไม่สามารถทำอะไรได้อีก!

ขั้นตอนที่ 1: PWM. คืออะไร

การปรับความกว้างพัลส์ (PWM) ของสัญญาณหรือแหล่งพลังงานเกี่ยวข้องกับการปรับรอบการทำงาน เพื่อถ่ายทอดข้อมูลผ่านช่องทางการสื่อสารหรือควบคุมปริมาณพลังงานที่ส่งไปยังโหลด วิธีที่ง่ายที่สุดในการสร้างสัญญาณ PWM คือ วิธีการตัดกัน ซึ่งต้องใช้เพียงฟันเลื่อยหรือรูปคลื่นสามเหลี่ยม (สร้างได้ง่ายโดยใช้ออสซิลเลเตอร์อย่างง่าย) และตัวเปรียบเทียบ เมื่อค่าของสัญญาณอ้างอิง (คลื่นไซน์สีเขียวในรูปที่ 2) มีค่ามากกว่ารูปคลื่นมอดูเลต (สีน้ำเงิน) สัญญาณ PWM (สีม่วงแดง) จะอยู่ในสถานะสูง มิฉะนั้น จะอยู่ในสถานะต่ำ แต่ใน pwm ของฉัน ฉันจะไม่ใช้ตัวเปรียบเทียบ

ขั้นตอนที่ 2: ประเภทของ Pwm

การมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) สามารถทำได้สามประเภท: 1. ศูนย์กลางพัลส์อาจถูกกำหนดไว้ที่กึ่งกลางของกรอบเวลา และขอบทั้งสองของพัลส์ขยับเพื่อบีบอัดหรือขยายความกว้าง 2. ขอบตะกั่วสามารถยึดไว้ที่ขอบตะกั่วของหน้าต่างและปรับขอบหางได้ 3. ขอบหางสามารถแก้ไขได้และปรับขอบตะกั่ว สัญญาณ PWM สามประเภท (สีน้ำเงิน): การมอดูเลตขอบชั้นนำ (ด้านบน) การมอดูเลตขอบต่อท้าย (กลาง) และพัลส์ตรงกลาง (ขอบทั้งสองถูกมอดูเลต ด้านล่าง) เส้นสีเขียวคือสัญญาณฟันเลื่อยที่ใช้สร้างรูปคลื่น PWM โดยใช้วิธีตัดกัน

ขั้นตอนที่ 3: PWM สามารถช่วยเราได้อย่างไร ???

การจ่ายพลังงาน:PWM สามารถใช้เพื่อลดปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ส่งไปยังโหลดโดยไม่สูญเสียซึ่งปกติเกิดขึ้นเมื่อแหล่งพลังงานถูกจำกัดโดยวิธีต้านทาน ทั้งนี้เนื่องจากกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยที่จ่ายไปเป็นสัดส่วนกับรอบหน้าที่การมอดูเลต ด้วยอัตราการมอดูเลตที่สูงเพียงพอ ฟิลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟสามารถใช้เพื่อทำให้พัลส์เทรนราบรื่นและกู้คืนรูปคลื่นแอนะล็อกโดยเฉลี่ยได้ ระบบควบคุมพลังงาน PWM ความถี่สูงนั้นใช้งานได้ง่ายด้วยสวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ สถานะการเปิด/ปิดแบบไม่ต่อเนื่องของการมอดูเลตใช้เพื่อควบคุมสถานะของสวิตช์ซึ่งควบคุมแรงดันไฟฟ้าข้ามหรือกระแสผ่านโหลดตามลำดับ ข้อได้เปรียบที่สำคัญของระบบนี้คือสวิตช์ปิดอยู่และไม่นำกระแสไฟใดๆ หรือเปิดอยู่ และ (ตามหลักแล้ว) จะไม่มีแรงดันตกคร่อมสวิตช์ ผลคูณของกระแสและแรงดัน ณ เวลาที่กำหนดจะกำหนดกำลังงานที่สูญเสียไปโดยสวิตช์ ดังนั้น (ตามหลักแล้ว) สวิตช์จะไม่จ่ายกำลังไฟฟ้า ในความเป็นจริง สวิตช์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น MOSFET หรือ BJT เป็นสวิตช์ที่ไม่เหมาะสม แต่ยังคงสร้างตัวควบคุมประสิทธิภาพสูงได้ PWM ยังมักใช้เพื่อควบคุมการจ่ายพลังงานไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์อื่น เช่น ในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้า การควบคุมระดับเสียง ของเครื่องขยายเสียง Class D หรือการควบคุมความสว่างของแหล่งกำเนิดแสงและแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์กำลังอื่น ๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น สวิตช์หรี่ไฟสำหรับใช้ในบ้านใช้การควบคุม PWM บางประเภท โดยทั่วไปแล้วเครื่องหรี่ไฟสำหรับใช้ในบ้านจะมีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งยับยั้งการไหลของกระแสระหว่างส่วนที่กำหนดไว้ของแต่ละรอบของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ การปรับความสว่างของแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงนั้นเป็นเพียงเรื่องของการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้า (หรือเฟส) ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่เครื่องหรี่จะเริ่มจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังแหล่งกำเนิดแสง (เช่น โดยใช้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น ไตรแอค). ในกรณีนี้ รอบการทำงาน PWM ถูกกำหนดโดยความถี่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (50 Hz หรือ 60 Hz ขึ้นอยู่กับแต่ละประเทศ) สวิตช์หรี่ไฟแบบธรรมดาเหล่านี้สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพกับแหล่งกำเนิดแสงเฉื่อย (หรือทำปฏิกิริยาค่อนข้างช้า) เช่น หลอดไส้ เป็นต้น ซึ่งการปรับเพิ่มเติมในพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้ซึ่งเกิดจากการหรี่ไฟทำให้เกิดความผันผวนเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อยใน แสงที่ปล่อยออกมา แหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ บางประเภท เช่น ไดโอดเปล่งแสง (LED) จะเปิดและปิดอย่างรวดเร็วมาก และจะสั่นไหวอย่างเห็นได้ชัดหากใช้แรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์ความถี่ต่ำ เอฟเฟกต์การสั่นไหวที่รับรู้ได้จากแหล่งกำเนิดแสงตอบสนองที่รวดเร็วนั้นสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มความถี่ PWM หากแสงผันผวนเร็วเพียงพอ ระบบการมองเห็นของมนุษย์จะไม่สามารถแก้ไขได้อีกต่อไป และดวงตาจะรับรู้ความเข้มของเวลาโดยเฉลี่ยโดยไม่เกิดการสั่นไหว (ดูเกณฑ์การสั่นไหวของแสงวูบวาบ) การควบคุมแรงดันไฟฟ้า:PWM ยังใช้ในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพอีกด้วย โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเป็นโหลดด้วยรอบการทำงานที่เหมาะสม เอาต์พุตจะใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าที่ระดับที่ต้องการ เสียงรบกวนจากสวิตช์มักจะถูกกรองด้วยตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ วิธีหนึ่งวัดแรงดันขาออก เมื่อต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการก็จะเปิดสวิตช์ เมื่อแรงดันไฟขาออกสูงกว่าแรงดันที่ต้องการ สวิตช์จะปิดสวิตช์ ตัวควบคุมพัดลมปรับความเร็วได้สำหรับคอมพิวเตอร์มักใช้ PWM เนื่องจากมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อเทียบกับโพเทนชิออมิเตอร์ เอฟเฟกต์เสียงและการขยายเสียง: บางครั้งใช้ PWM ในเสียง การสังเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเคราะห์แบบหักลบ เพราะมันให้เอฟเฟกต์เสียงที่คล้ายกับคอรัสหรือออสซิลเลเตอร์ที่แยกออกเล็กน้อยที่เล่นด้วยกัน (อันที่จริง PWM เทียบเท่ากับความแตกต่างของคลื่นฟันเลื่อยสองคลื่น [1]) อัตราส่วนระหว่างระดับสูงและต่ำมักจะถูกมอดูเลตด้วยออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำหรือ LFO แอมพลิฟายเออร์เสียงคลาสใหม่ตามหลักการ PWM กำลังเป็นที่นิยม แอมพลิฟายเออร์ที่เรียกว่า "Class-D amplifiers" แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ผลิต PWM ที่เทียบเท่ากับสัญญาณอินพุตแบบอะนาล็อกซึ่งป้อนไปยังลำโพงผ่านเครือข่ายตัวกรองที่เหมาะสมเพื่อบล็อกผู้ให้บริการและกู้คืนเสียงต้นฉบับ แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้มีลักษณะเด่นด้วยตัวเลขประสิทธิภาพที่ดีมาก (e 90%) และขนาดกะทัดรัด/น้ำหนักเบาสำหรับเอาต์พุตกำลังสูง ในอดีต รูปแบบหยาบของ PWM ถูกใช้เพื่อเล่นเสียงดิจิตอล PCM บนลำโพง PC ซึ่งมีความสามารถเท่านั้น ของเอาต์พุตเสียงสองระดับ โดยการจับเวลาช่วงเวลาของพัลส์อย่างระมัดระวัง และโดยอาศัยคุณสมบัติการกรองทางกายภาพของผู้พูด (การตอบสนองความถี่ที่จำกัด การเหนี่ยวนำตัวเอง ฯลฯ) เป็นไปได้ที่จะได้การเล่นตัวอย่าง PCM แบบโมโนโดยประมาณ แม้ว่าจะมีคุณภาพต่ำมากก็ตาม และด้วยผลลัพธ์ที่แตกต่างกันอย่างมากระหว่างการใช้งาน ในช่วงที่ผ่านมา ได้มีการแนะนำวิธีการเข้ารหัสเสียง Direct Stream Digital ซึ่งใช้รูปแบบทั่วไปของการมอดูเลตความกว้างพัลส์ที่เรียกว่าการมอดูเลตความหนาแน่นของพัลส์ที่อัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงเพียงพอ MHz) เพื่อให้ครอบคลุมช่วงความถี่เสียงทั้งหมดด้วยความเที่ยงตรงที่เพียงพอ วิธีนี้ใช้ในรูปแบบ SACD และการทำซ้ำของสัญญาณเสียงที่เข้ารหัสจะคล้ายกับวิธีการที่ใช้ในเครื่องขยายเสียง class-D ผู้พูด: การใช้ pwm จะสามารถปรับส่วนโค้ง (พลาสม่า) ได้และหากอยู่ในระยะการได้ยิน สามารถใช้เป็นลำโพงได้ ลำโพงดังกล่าวใช้ในระบบเสียง Hi-Fi เช่น ทวีตเตอร์COOLLLL ใช่ไหม?

ขั้นตอนที่ 4: สิ่งที่คุณต้องการ

เนื่องจากเป็นวงจรชิปตัวเดียวแบบง่ายๆ คุณไม่จำเป็นต้องมี part1. NE555, LM555 หรือ 7555(cmos) มากนัก 2. แนะนำให้ใช้ไดโอด 2 ตัว 1n4148 แต่คุณสามารถใช้ 1n40xx series diodes3.100k pot ได้ (หม้อควบคุมระดับเสียงเหมาะสำหรับสิ่งนี้ วงจร) 4.100nf ฝาเขียว 5.220pf ฝาเซรามิก6.breadbord7.ทรานซิสเตอร์กำลัง ง่ายใช่มั้ย?

ขั้นตอนที่ 5: สร้างมัน $$$$

เพียงทำตามไดอะแกรมและใส่ทุกส่วนบนเขียงหั่นขนม ตรวจสอบทุกอย่างอีกครั้งสองครั้งก่อนที่คุณจะเปิดเครื่อง หากคุณต้องการขับอย่างมีประสิทธิภาพและควบคุมความสว่างของแหล่งกำเนิดแสงหรือมอเตอร์ คุณสามารถใส่ทรานซิสเตอร์กำลังบนได้เท่านั้น แต่ถ้าคุณต้องการขับแหล่งกำเนิดแสงหรือมอเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพ แนะนำให้ใส่หมวกเรตติ้งที่สูงกว่า 2200uf ถ้าใส่ฝาครอบนี้และขับมอเตอร์ในไซล์หน้าที่ 40% มอเตอร์ของคุณจะมีประสิทธิภาพ 60% ที่ความเร็วเกือบเท่ากันและเท่ากัน แรงบิด ไปสร้างมันตอนนี้มีวิดีโอสองรายการ คุณสามารถดูว่า pwm ทำงานอย่างไร และ pwm ของฉันใช้งานได้จริงโดยไม่มี op amp1 ใด ๆ คุณสามารถเห็นว่าพัดลมเริ่มหมุน 1/2 วินาทีจากนั้นก็เริ่มหมุนรอบการทำงาน 90%2.u สามารถเห็นไฟ LED กะพริบเหมือนไฟกระพริบของรถยนต์ซึ่งอยู่ในรอบการทำงาน 80% PS: ได้โปรดให้คะแนนคำแนะนำนี้ ด้วยคะแนนที่สูงกว่าฉันอายุเพียง 15 ปี Good-byemy ผู้สอนคนต่อไปจะเป็นลำโพงอาร์คพร้อม pwm