Модулација ширине импулса (PWM) је модеран термин за врсту дигиталног сигнала. PWM се користе у разним применама, укључујући сложена управљачка кола. Уобичајени начин на који их користимо у SparkFun-у јесте за затамњивање RGB LED диоде или контролу смера серво мотора. Можемо постићи низ резултата у обе ове примене јер нам PWM омогућава да мењамо време током којег је сигнал висок на аналогни начин. Иако сигнал може бити само висок (обично 5V) или низак (уземљење) у било ком датом тренутку, можемо мењати пропорцију времена током којег је сигнал висок у поређењу са ниским током конзистентног временског интервала.
Радни циклус
Када је сигнал висок, називамо га „укљученим на време“. Да бисмо описали количину „укључености“, користимо концепт радног циклуса. Радни циклус се мери у процентима. Проценат радног циклуса посебно описује проценат времена колико је дигитални сигнал укључен унутар интервала или периода. Период је инверзна вредност фреквенције таласног облика. Ако је дигитални сигнал укључен половину времена, а искључен другу половину, кажемо да дигитални сигнал има радни циклус од 50%, слично идеалном правоугаоном таласу. Ако је проценат већи од 50%, дигитални сигнал проводи више времена у високом стању него у ниском стању и обрнуто ако је радни циклус мањи од 50%. Следећи дијаграм илуструје ова три случаја:
Радни циклус од 100% је исти као подешавање напона на 5 волти (висок). Радни циклус од 0% је исти као повезивање сигнала са масом.
пример
Можете контролисати осветљеност ЛЕД диоде подешавањем радног циклуса.
Са RGB (црвеним, зеленим и плавим) ЛЕД диодама, можете контролисати количину сваке од три боје помешане тако што ћете их затамнити за различите количине.
Ако су сва три укључена у једнаким количинама, резултат ће бити различите нијансе беле светлости. Исто мешање плаве и зелене створиће плавичасто-зелену боју. За мало сложенији пример, покушајте да потпуно укључите црвену, зелену потпуно укључите на 50% радног циклуса и плаву потпуно искључите да бисте створили наранџасту боју.
Приликом контроле ЛЕД диода, фреквенција правоугаоног таласа мора бити довољно висока да би се постигао правилан ефекат затамњења. Талас са радним циклусом од 20% на 1 Hz ће јасно показати вашем оку да се укључује и искључује, док ће радни циклус од 100% на 20 Hz или више деловати тамније него када је потпуно укључен. У суштини, ако вам је циљ да постигнете ефекат затамњења са ЛЕД диодама, период не сме бити превелик. Такође можете користити модулацију ширине импулса да бисте контролисали угао серво мотора повезаног са механичким уређајем попут роботске руке. Серво има осовину која се окреће у одређени положај на основу своје контролне линије. Наши серво мотори имају опсег од приближно 180 степени.
Фреквенција/период је специфичан за контролу одређеног серво мотора. Типичан серво мотор очекује ажурирање сваких 20 ms, са импулсом између 1 ms и 2 ms - другим речима, радни циклус између 5% и 10% на таласном облику од 50 Hz. Са импулсом од 1,5 ms, серво мотор ће бити у свом природном положају од 90 степени. При импулсу од 1 ms, серво ће бити на 0 степени, а при импулсу од 2 ms, серво ће бити на 180 степени. Можете добити пун опсег кретања ажурирањем серва на вредности између.
Модулација ширине импулса се користи у разним применама, посебно у контроли. Сада када знате да се може користити за затамњивање ЛЕД диода и контролу угла серво мотора, можете почети да истражујете друге могуће примене. Ако се осећате изгубљено, слободно погледајте SparkFun Inventor's Kit, који укључује примере коришћења модулације ширине импулса. Ако сте спремни да одмах почнете са кодирањем и имате Ардуино, погледајте примере ПВМ кодирања овде.
Време објаве: 31. јул 2025.