Circuito PWM sem um Microcontrolador

Como fazer um circuito PWM sem um microcontrolador

Modulação por largura de pulso é uma técnica digital para variar a quantidade de energia fornecida a um componente eletrônico. Ao ajustar a quantidade de energia fornecida a um motor, ou diodo emissor de luz, a velocidade ou o brilho (respectivamente) pode ser controlado. 

Para mim, o PWM simples e mais flexível é gerada por um microcontrolador. 

No entanto, algumas pessoas não estão confortáveis ​​programação um microcontrolador. Assim, os circuitos eletrônicos neste artigo pode ser encontrados facilmente, componentes prontamente disponíveis, tais como chips de lógica, diodos, resistores, transistores e capacitores. 

Este artigo começa com um esquema de um circuito conversor baseado em que gera uma onda quadrada variável ao ciclo de trabalho. Esquemas complementares levam essa onda de saída e controle de uma amostra piloto de motor de corrente contínua e um exemplo de 7 segmentos LED.

 

Criar um PWM ajustável

Um sinal de modulação por largura de pulso começa com uma tensão que vai para cima e para baixo repetidamente. O método clássico de criação da oscilação é um circuito resistor-capacitor (RC). Este circuito usa tempo RC, com um toque de diodo para alterar a relação entre o tempo de pulso em relação ao tempo off-pulso (chamado de "ciclo").

Esquema de um circuito variável ciclo PWM baseado em um chip 74AC14 inverter a lógica.

IC1: Um 74AC14 Hex Inverter com Schmitt-Trigger Entradas.

• O número 74xx14 é o número padrão da indústria para um pacote de seis portas inversoras conectado aos pinos específicos.
• O "AC" parte do número é a tecnologia (tipo de material semicondutor, o tamanho da máscara, e assim por diante) usado para fazer esse chip. Neste caso, "AC" significa "Advanced CMOS". Isso indica que o chip funciona de 2V a 6V e saídas até 25 mA por pino.
• "Hex", os seis. Há seis portas inversoras no pacote. Nós só precisamos de dois dos seis inversores. O restante pode ser usado para o que você quiser. Conecte suas entradas ao GND se você não usá-los.
• "Inverter" significa que o que é alimentado para o pino de entrada, o valor oposto (inverso) será a saída.
• "Entradas Schmitt-Trigger" são entradas especiais para eficientemente converter sinais analógicos ou mudando lentamente.
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C1: Um capacitor de 0,1 μF suaviza a energia fornecida ao IC1. Se este capacitor estavam faltando, o chip provavelmente ainda funcionam, mas pode haver falhas intermitentes sobre os insumos ou picos nas saídas.

C2: Este capacitor 0,1 μF vai ser cheio (carregado) e escorrido (alta) repetidamente para fazer a onda de pulso. Aumentar a capacitância diminui a freqüência da onda. Diminuir a capacitância aumenta a freqüência da onda.

R2: Um resistor de 10 kW variável (potenciômetro trimmer). Esta é a resistência variável (ao invés de fixos) para alterar a on / off tempos da onda de saída. Aumentar o valor da resistência total aumenta a freqüência da onda. Diminuindo o valor da resistência total diminui a freqüência da onda.

D1 e D2: Dois diodos. 1N914 ou 1N4148 diodo é preferível. D1 cria o caminho de carga. D2 cria o caminho da descarga. Sem esses diodos, a onda de pulso que ainda aparecem, mas o ligar e desligar os tempos não podiam ser variadas desde o capacitor seria carregada e descarregada usando o mesmo caminho através do resistor. (Uma explicação em profundidade aparece na página seguinte).

Implementar o circuito PWM em um Breadboard Solderless

Você provavelmente já tem muitas das peças para o modulador de largura de pulso. No entanto, a menos que você adquiriu e implementou o objeto kHz detector-38 do meu livro, Intermediário Robot Building , você provavelmente vai precisar pegar um 74AC14 de Digikey ou Mouser Electronics .

(A 74HC14, 74LV14, 74AHC14 provavelmente funcionaria, mas ninguém vai coincidir exatamente com as faixas de tensão ou força de saída do 74AC14. Outras versões desse chip são ainda menos compatível. Stick com a 74AC14 para guardar luto si mesmo enquanto você está aprendendo. ) 

Variável de ciclo de trabalho por largura de pulso modulação placa de circuito implementado em uma placa base sem soldaduras.

O circuito breadboard solderless parece um pouco diferente do esquema, mas na verdade é o mesmo. Capacitor C1 está instalado, mas fora da fotografia. O trimpot (R2) é um pouco alto na placa de modo que você pode ver todos os fios e conexões.

Repare na fotografia e no esquema que a onda de saída definitiva do pulso vem do segundo inversor, não o primeiro. A saída do primeiro inversor é alimentado no segundo inversor para fazer uma cópia limpa.

Colocar uma carga (LED, transistor driver do motor, etc) para a cópia não vai alterar o funcionamento de R1, D1, D2 e ​​C2. No entanto, se não tivéssemos feito uma cópia, e nós tivemos uma carga ligado ao pino de saída do inversor em primeiro lugar, que o ciclo de freqüência e dever do PWM seria alterada pela carga.

Em termos mais simples, nós fizemos uma cópia do sinal de modo que nós não bagunçar o sinal original quando ligado a vaga para outros circuitos.

Vamos saber como o coração do circuito funciona ...