PWM molto semplice con 555Modula ogni cosa: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Nota: chiunque può chiedermi aiuto. Non commentarmi sulla mia ortografia e grammatica ……. Perché la mia lingua madre non è l'inglese. OK ANDIAMO e anche per favore valuta bene il mio istruibile Ciao a tutti. Oggi i' Ti mostrerò come creare un PWM (modulazione dell'ampiezza dell'impulso) da un famoso chip 555 (lm, nessuno lo farà) con alcune altre parti ovviamente. Questo è davvero semplice ed è molto utile se vuoi controllare il tuo led, lampadina, servomotore o motore a corrente continua (funziona anche il brushless). Il mio pwm può solo cambiare il ciclo di lavoro dal 10% al 90%, non può fare altro!

Passaggio 1: cos'è il PWM?

La modulazione di larghezza di impulso (PWM) di un segnale o di una fonte di alimentazione comporta la modulazione del suo ciclo di lavoro, per trasmettere informazioni su un canale di comunicazione o controllare la quantità di potenza inviata a un carico. Il modo più semplice per generare un segnale PWM è il metodo intersezionale, che richiede solo una forma d'onda a dente di sega o triangolare (facilmente generabile utilizzando un semplice oscillatore) e un comparatore. Quando il valore del segnale di riferimento (l'onda sinusoidale verde in figura 2) è maggiore della forma d'onda di modulazione (blu), il segnale PWM (magenta) è nello stato alto, altrimenti è nello stato basso. Ma nel mio pwm Non userò comparatore.

Passaggio 2: tipi di Pwm

Sono possibili tre tipi di modulazione dell'ampiezza dell'impulso (PWM): 1. Il centro dell'impulso può essere fissato al centro della finestra temporale ed entrambi i bordi dell'impulso possono essere spostati per comprimere o espandere la larghezza. 2. Il bordo anteriore può essere tenuto sul bordo anteriore della finestra e il bordo posteriore può essere modulato. 3. Il bordo di coda può essere fissato e il bordo di entrata modulato. Tre tipi di segnali PWM (blu): modulazione del bordo di entrata (in alto), modulazione del bordo di uscita (al centro) e impulsi centrati (entrambi i bordi sono modulati, in basso). Le linee verdi sono i segnali a dente di sega utilizzati per generare le forme d'onda PWM utilizzando il metodo intersezionale.

Passaggio 3: come può aiutarci il PWM???

Erogazione di potenza: PWM può essere utilizzato per ridurre la quantità totale di potenza fornita a un carico senza perdite normalmente sostenute quando una fonte di alimentazione è limitata da mezzi resistivi. Questo perché la potenza media erogata è proporzionale al duty cycle di modulazione. Con una velocità di modulazione sufficientemente elevata, i filtri elettronici passivi possono essere utilizzati per livellare il treno di impulsi e recuperare una forma d'onda analogica media. I sistemi di controllo della potenza PWM ad alta frequenza sono facilmente realizzabili con interruttori a semiconduttore. Gli stati on/off discreti della modulazione vengono utilizzati per controllare lo stato degli interruttori che controllano corrispondentemente la tensione ai capi o la corrente attraverso il carico. Il principale vantaggio di questo sistema è che gli interruttori sono spenti e non conducono corrente, oppure accesi e (idealmente) non hanno cadute di tensione su di essi. Il prodotto della corrente e della tensione in un dato momento definisce la potenza dissipata dall'interruttore, quindi (idealmente) nessuna potenza viene dissipata dall'interruttore. Realisticamente, gli interruttori a semiconduttore come MOSFET o BJT sono interruttori non ideali, ma è ancora possibile costruire controller ad alta efficienza. Il PWM viene spesso utilizzato anche per controllare la fornitura di energia elettrica a un altro dispositivo come nel controllo della velocità di motori elettrici, controllo del volume di amplificatori audio di classe D o controllo della luminosità di sorgenti luminose e molte altre applicazioni dell'elettronica di potenza. Ad esempio, i dimmer di luce per uso domestico utilizzano un tipo specifico di controllo PWM. I dimmer per luce per uso domestico in genere includono circuiti elettronici che sopprimono il flusso di corrente durante porzioni definite di ciascun ciclo della tensione di linea CA. La regolazione della luminosità della luce emessa da una sorgente luminosa è quindi semplicemente una questione di impostazione a quale tensione (o fase) nel ciclo CA il dimmer inizia a fornire corrente elettrica alla sorgente luminosa (ad esempio utilizzando un interruttore elettronico come un triac). In questo caso il duty cycle PWM è definito dalla frequenza della tensione di linea AC (50 Hz o 60 Hz a seconda del paese). Questi tipi piuttosto semplici di dimmer possono essere efficacemente utilizzati con sorgenti luminose inerti (o a reazione relativamente lenta) come ad esempio le lampade ad incandescenza, per le quali la modulazione aggiuntiva dell'energia elettrica fornita causata dal dimmer provoca solo fluttuazioni aggiuntive trascurabili nella luce emessa. Alcuni altri tipi di sorgenti luminose come i diodi a emissione di luce (LED), tuttavia, si accendono e si spengono molto rapidamente e sfarfallerebbero in modo percettibile se alimentati con tensioni di pilotaggio a bassa frequenza. Gli effetti di sfarfallio percepibili da tali sorgenti luminose a risposta rapida possono essere ridotti aumentando la frequenza PWM. Se le fluttuazioni luminose sono sufficientemente rapide, il sistema visivo umano non è più in grado di risolverle e l'occhio percepisce l'intensità media temporale senza sfarfallio (vedi soglia di fusione del flicker). Regolazione della tensione: il PWM viene utilizzato anche in efficienti regolatori di tensione. Commutando la tensione sul carico con il ciclo di lavoro appropriato, l'uscita approssima una tensione al livello desiderato. Il rumore di commutazione viene solitamente filtrato con un induttore e un condensatore. Un metodo misura la tensione di uscita. Quando è inferiore alla tensione desiderata, accende l'interruttore. Quando la tensione di uscita è superiore alla tensione desiderata, spegne l'interruttore. I controller della ventola a velocità variabile per computer di solito utilizzano il PWM, poiché è molto più efficiente rispetto a un potenziometro. Effetti audio e amplificazione: il PWM viene talvolta utilizzato nel suono sintesi, in particolare sintesi sottrattiva, in quanto dà un effetto sonoro simile a chorus o oscillatori leggermente stornati suonati insieme. (In effetti, PWM è equivalente alla differenza di due onde a dente di sega. [1]) Il rapporto tra il livello alto e basso è tipicamente modulato con un oscillatore a bassa frequenza, o LFO. Una nuova classe di amplificatori audio basata sul principio PWM sta diventando popolare. Chiamati "amplificatori di classe D", questi amplificatori producono un equivalente PWM del segnale di ingresso analogico che viene inviato all'altoparlante tramite un'adeguata rete di filtri per bloccare la portante e recuperare l'audio originale. Questi amplificatori sono caratterizzati da ottimi valori di efficienza (e 90%) e dimensioni compatte/peso leggero per grandi uscite di potenza. Storicamente, una forma grezza di PWM è stata utilizzata per riprodurre il suono digitale PCM sull'altoparlante del PC, che è in grado solo di emettere due livelli sonori. Temporizzando accuratamente la durata degli impulsi e facendo affidamento sulle proprietà di filtraggio fisico dell'altoparlante (risposta in frequenza limitata, autoinduttanza, ecc.) è stato possibile ottenere una riproduzione approssimativa di campioni PCM mono, sebbene di qualità molto bassa, e con risultati molto variabili tra le implementazioni. In tempi più recenti, è stato introdotto il metodo di codifica del suono Direct Stream Digital, che utilizza una forma generalizzata di modulazione di larghezza di impulso chiamata modulazione di densità di impulso, a una frequenza di campionamento sufficientemente elevata (tipicamente nell'ordine di MHz) per coprire con sufficiente fedeltà l'intera gamma di frequenze acustiche. Questo metodo viene utilizzato nel formato SACD e la riproduzione del segnale audio codificato è essenzialmente simile al metodo utilizzato negli amplificatori di classe D. Altoparlante: utilizzando pwm è possibile modulare l'arco (plasma) e se è nel raggio di ascolto, può essere utilizzato come altoparlante. Tali altoparlanti sono utilizzati nel sistema audio Hi-Fi come tweeterCOOLLLL giusto?

Passaggio 4: cosa ti servirà

perché è un semplice circuito a un chip non avrai bisogno di molte parti 1. NE555, LM555 o 7555 (cmos) 2. due diodi 1n4148 sono consigliati ma puoi anche usare diodi serie 1n40xx. circuito) 4.100nf tappo verde 5.220pf tappo ceramico6.breadbord7.transistor di potenza Facile vero?

Passaggio 5: costruirlo $$$$

Segui lo schema e metti tutte le parti sulla breadboard. Ricontrolla ogni cosa due volte prima di accenderla. Se vuoi guidare in modo efficiente e controllare la luminosità di una sorgente luminosa o di un motore, puoi solo mettere un transistor di potenza su di esso ma se vuoi solo pilotare una sorgente luminosa o un motore in modo efficiente, allora si consiglia di mettere un limite superiore a 2200 uf. Se si mette questo tappo e si guida un motore con un ciclo di lavoro del 40%, il motore sarà efficiente al 60% quasi alla stessa velocità e allo stesso modo torque. Go build it nowc'è due video.puoi guardare come funziona pwm.e il mio pwm funziona davvero senza alcun op amp1. puoi vedere che la ventola inizia a girare per 1/2 secondo, quindi inizia a girare con un ciclo di lavoro del 90% 2. puoi vedere i LED lampeggiare come il lampeggiatore delle auto, che è al ciclo di lavoro dell'80% P. S: per favore valuta questo istruibile con un punteggio più alto. Ho solo 15 anni. Arrivederci il prossimo istruibile sarà un altoparlante ad arco con pwm