חֲדָשׁוֹת

אפנון רוחב פולס (PWM) הוא מונח מפואר לסוג של אות דיגיטלי. PWMs משמשים במגוון יישומים, כולל מעגלי בקרה מורכבים. דרך נפוצה בה אנו משתמשים בהם ב-SparkFun היא לעמעם נורת LED RGB או לשלוט בכיוון של סרוו. אנו יכולים להשיג מגוון תוצאות בשני היישומים הללו מכיוון ש-PWM מאפשר לנו לשנות את משך הזמן שבו אות גבוה בצורה אנלוגית. בעוד שאות יכול להיות רק גבוה (בדרך כלל 5V) או נמוך (קרקע) בכל זמן נתון, אנו יכולים לשנות את שיעור הזמן שבו האות גבוה בהשוואה לנמוך לאורך מרווח זמן עקבי.

מחזור עבודה

כאשר אות גבוה, אנו קוראים לזה "פעיל בזמן". כדי לתאר את כמות ה"פעיל בזמן", אנו משתמשים במושג מחזור עבודה. מחזור עבודה נמדד באחוזים. אחוז מחזור העבודה מתאר באופן ספציפי את אחוז הזמן שבו אות דיגיטלי פועל בתוך מרווח או תקופה. המחזור הוא ההופכי של תדר צורת הגל. אם אות דיגיטלי פועל חצי מהזמן וכבוי במחצית השנייה, אנו אומרים שלאות הדיגיטלי יש מחזור עבודה של 50%, בדומה לגל מרובע אידיאלי. אם האחוז גבוה מ-50%, האות הדיגיטלי מבלה זמן רב יותר במצב גבוה מאשר במצב נמוך, ולהיפך אם מחזור העבודה קטן מ-50%. התרשים הבא ממחיש את שלושת המקרים הללו:

מחזור עבודה של 100% זהה להגדרת המתח ל-5 וולט (גבוה). מחזור עבודה של 0% זהה לחיבור האות לאדמה.

דוּגמָה

ניתן לשלוט על בהירות ה-LED על ידי כוונון מחזור העבודה (duty cycle).

עם נוריות LED RGB (אדום, ירוק וכחול), ניתן לשלוט בכמות של כל אחד משלושת הצבעים המעורבבים על ידי עמעום שלהם בכמויות שונות.

אם שלושתם דולקים בכמויות שוות, התוצאה תהיה גוונים שונים של אור לבן. אותו ערבוב של כחול וירוק ייצור צבע כחלחל-ירוק. לדוגמה מורכבת מעט יותר, נסו להדליק את האדום במלואו, את הירוק במלואו במחזור עבודה של 50%, ואת הכחול כבוי לחלוטין כדי ליצור צבע כתום.

בעת שליטה בנורות LED, תדירות הגל המרובע צריכה להיות גבוהה מספיק כדי להשיג אפקט עמעום תקין. גל מחזור עבודה של 20% בתדר של 1 הרץ יראה בבירור לעין את הדלקה והכיבוי שלו, בעוד שמחזור עבודה של 100% בתדר של 20 הרץ ומעלה ייראה עמום יותר מאשר כאשר הוא דולק במלואו. בעיקרון, אם המטרה שלכם היא להשיג אפקט עמעום עם נוריות LED, תקופת הסיבוב לא יכולה להיות גדולה מדי. ניתן גם להשתמש במודולציית רוחב פולס כדי לשלוט בזווית של מנוע סרוו המחובר למכשיר מכני כמו זרוע רובוטית. לסרוו יש ציר שמסתובב למיקום מסוים בהתבסס על קו הבקרה שלו. למנועי הסרוו שלנו יש טווח של כ-180 מעלות.

התדר/תקופת הזמן ספציפיים לשליטה על סרוו מסוים. מנוע סרוו טיפוסי מצפה לעדכון כל 20 מילישניות, עם דופק בין 1 מילישנית ל-2 מילישניות - במילים אחרות, מחזור עבודה בין 5% ל-10% בצורת גל של 50 הרץ. עם דופק של 1.5 מילישניות, מנוע הסרוו יהיה במצבו הטבעי של 90 מעלות. בדופק של 1 מילישנית, הסרוו יהיה ב-0 מעלות, ובדופק של 2 מילישניות, הסרוו יהיה ב-180 מעלות. ניתן לקבל את טווח התנועה המלא על ידי עדכון הסרוו לערכים שביניהם.

אפנון רוחב פולס משמש במגוון יישומים, במיוחד בקרה. עכשיו שאתם יודעים שניתן להשתמש בו כדי לעמעם נוריות LED ולשלוט בזווית של מנועי סרוו, אתם יכולים להתחיל לחקור שימושים אפשריים אחרים. אם אתם מרגישים אבודים, אתם מוזמנים לבדוק את ערכת הממציאים של SparkFun, הכוללת דוגמאות המשתמשות באפנון רוחב פולס. אם אתם מוכנים להתחיל לקודד מיד ויש לכם ארדואינו, בדקו את דוגמאות קידוד ה-PWM כאן.