Fréttir

Púlsbreiddarmótun (e. pulse-width modulation, PWM) er fínt hugtak yfir tegund stafræns merkis. PWM eru notuð í ýmsum forritum, þar á meðal flóknum stjórnrásum. Algeng leið sem við notum þau hjá SparkFun er til að dimma RGB LED eða stjórna stefnu servó. Við getum náð fjölbreyttum árangri í báðum þessum forritum vegna þess að PWM gerir okkur kleift að breyta því hversu lengi merki er hátt á hliðrænan hátt. Þó að merki geti aðeins verið hátt (venjulega 5V) eða lágt (jarð) á hverjum tíma, getum við breytt því hversu oft merkið er hátt samanborið við lágt yfir samræmt tímabil.

Vinnuhringrás

Þegar merki er hátt köllum við það „virkt“. Til að lýsa því hversu lengi það er virkt notum við hugtakið vinnuhringrás (e. duty cycle). Vinnuhringrásin er mæld í prósentum. Hlutfall vinnuhringrásarinnar lýsir sérstaklega því prósentuhlutfalli sem stafrænt merki er virkt innan ákveðins tímabils. Tímabilið er andhverfa tíðni bylgjuformsins. Ef stafrænt merki er virkt helminginn af tímanum en slökkt hinn helminginn, segjum við að stafræna merkið hafi 50% vinnuhringrás, svipað og hugsjón ferhyrningsbylgja. Ef prósentan er hærri en 50% eyðir stafræna merkið meiri tíma í háu ástandi en í lágu ástandi, og öfugt ef vinnuhringrásin er minni en 50%. Eftirfarandi skýringarmynd sýnir þessi þrjú tilvik:

100% virknihlutfall er það sama og að stilla spennuna á 5 volt (háa). 0% virknihlutfall er það sama og að tengja merkið við jörð.

dæmi

Þú getur stjórnað birtustigi LED-ljóssins með því að stilla virknihlutfallið.

Með RGB LED ljósum (rauðum, grænum og bláum) er hægt að stjórna magni hvers af þremur litum með því að dimma þá um mismunandi magn.

Ef öll þrjú eru kveikt jöfnum megin, þá verða mismunandi tónar af hvítu ljósi. Sama blanda af bláu og grænu mun skapa blágrænan lit. Sem aðeins flóknara dæmi, reyndu að kveikja alveg á rauðu, alveg á grænu við 50% afköst og alveg slökkva á bláu til að skapa appelsínugulan lit.

Þegar LED-ljós eru stjórnað þarf tíðni ferningbylgjunnar að vera nógu há til að ná réttri dimmun. 20% virknishlutfallsbylgja við 1 Hz sýnir greinilega að hún kveikir og slokknar, en 100% virknishlutfall við 20 Hz eða hærra mun virðast daufari en þegar hún er alveg kveikt. Í meginatriðum, ef markmiðið er að ná dimmun með LED-ljósum, má tímabilið ekki vera of langt. Þú getur einnig notað púlsbreiddarmótun til að stjórna horni servómótors sem er tengdur við vélrænan tæki eins og vélfæraarm. Servó hefur ás sem snýst í ákveðna stöðu út frá stjórnlínu hans. Servómótorar okkar hafa snúningssvið upp á um það bil 180 gráður.

Tíðnin/tímabilið er sértækt fyrir stjórnun tiltekins servó. Dæmigerður servómótor býst við uppfærslu á 20 ms fresti, með púls á milli 1 ms og 2 ms - með öðrum orðum, vinnuhringrás á milli 5% og 10% á 50 Hz bylgjuformi. Með 1,5 ms púls verður servómótorinn í náttúrulegri 90 gráðu stöðu sinni. Við 1 ms púls verður servóinn í 0 gráðum og við 2 ms púls verður servóinn í 180 gráðum. Þú getur fengið allt hreyfisviðið með því að uppfæra servóinn í gildi þar á milli.

Púlsbreiddarmótun er notuð í ýmsum forritum, sérstaklega stýringu. Nú þegar þú veist að hægt er að nota hana til að dimma LED ljós og stjórna horni servómótora geturðu byrjað að kanna aðra mögulega notkun. Ef þú ert ráðvilltur skaltu ekki hika við að skoða SparkFun uppfinningamannssettið, sem inniheldur dæmi um notkun púlsbreiddarmótunar. Ef þú ert tilbúinn að byrja að forrita strax og ert með Arduino, skoðaðu þá dæmin um PWM kóðun hér.