Představte si, že jedete v dětském elektrickém autě, jehož plynový pedál má pouze dvě polohy: buď je motor úplně vypnutý nebo se otáčí pevnou rychlostí. Celkově vzato, existuje jednoduchý přepínač. Vaším úkolem je snížit rychlost, například o polovinu. Můžete zapnout výkonný rezistor v sérii s motorem, který bude generovat velké množství tepla. A můžete rychle stisknout a uvolnit plynový pedál. Budete trhat, tím znatelnější, čím nižší je frekvence, ale průměrná rychlost se podle potřeby sníží. Změnou poměru mezi dobou zapnutí a vypnutí jističe - můžete změnit průměrnou rychlost. A spínač se téměř nezahřívá, protože jeho odpor má sklon k nekonečnu, pak k nule. Téměř veškerý výkon bude přidělen motoru. Proč se to stane, je snadné spočítat a znát Ohmův zákon.
Takže chápete, co je modulace šířky pulsu, zkrátka - PWM. Vše, co je popsáno výše, může být svěřeno automatickému zařízení zvanému PWM kontrolér. Může být složitý a obsahovat celek Arduino. Může to být jednodušší - dvouprvkový generátor NAND, variabilní rezistor a dvě diody. A to může být docela jednoduché - na dvou tranzistorech (porovnejte to s počtem tranzistorů v Arduinu):
Tomu se říká princip KISS, od „udržuj to jednoduché, hloupé“. Samozřejmě ne v doslovném smyslu - ve skutečnosti se rozumí, že konstruktér usilující o zjednodušení struktur je naopak velmi chytrý, protože to zvyšuje spolehlivost, udržovatelnost a viditelnost. Pravda, za cenu další ochrany, flexibility a svobody rekonfigurace.
Je zřejmé, že motor elektrického vozu pro děti uvedený v příkladu bude tahat tento obvod pouze s další kaskádou. A bez ní - jen malý motor z hračky. Princip činnosti regulátoru PWM je však zobrazen co nejjasněji.
Tento obvod, který pro vás vynalezli Instructables pod přezdívkou TheCircuit, je asymetrický multivibrátor s tranzistory různých struktur. Přesně stejné jako B.S. Ivanov, V.G. Borisov.Byly k němu přidány pouze dva rezistory: variabilní rezistor a konstanta s ním spojená v sérii, takže odpor celého řetězce není příliš nízký. Jsou zahrnuty v obvodu tak, že při úpravě pracovního cyklu vibrací generovaných multivibrátorem se mění.
Použití tranzistorů různých struktur v multivibrátoru vám umožňuje snížit počet kondenzátorů v jednom na jeden. Zde je elektrolytický, při 100 uF a 60 V je toto napětí zvoleno s dobrým rozpětím. Odpory: konstantní - 47 Ohm, 22 kOhm, 220 kOhm, ladění (můžete použít velkou proměnnou) - 10 kOhm. Tranzistory - BC557 a BC338. Zdrojem energie jsou dva prvky AA nebo AAA, lepší než solné prvky, takže pokud se něco pokazí, nic se příliš nezahřeje. Zatížení je elektrický motor s nízkou spotřebou z hračky. Paralelně s ním je dobré připojit diodu v obrácené polaritě. Převezme samoindukční impuls, ke kterému dojde při náhlém vypnutí motoru, a ochrání před tím tranzistor.
Protože modul TheCircuit sestavuje zařízení na prkénko na prkénko, nezáleží na pořadí, v jakém jsou součásti nainstalovány. Nejprve nastaví tranzistory. Pokud sestavíte tento regulátor pájením, dejte tranzistory poslední, aby nedošlo k jejich přehřátí.
Master poté umístí kondenzátor na desku ve správné polaritě:
Odpory:
Svetry:
Připojuje motor:
Pokud bude motor jednoduše ležet na stole, polarita jeho připojení není důležitá a pokud pohnete jakýmkoli mechanismem, je důležité jej připojit tak, aby se otáčel v požadovaném směru. Mimochodem, vývojář vzal motor s převodovkou, což zvyšuje viditelnost: je jasně viditelný a ve kterém směru se otáčí a jakou rychlostí. Polarita připojení napájení se však musí shodovat s polaritou uvedenou na obrázku: plus nahoře. Zde se k němu pán dostane:
Nyní můžete otočit ladicí rezistor (nebo proměnnou, podle toho, které jste nastavili), sledovat, jak se mění rychlost, a ujistěte se, že zahřívání druhého tranzistoru při jakékoli rychlosti je malé (a první a ještě více). Nyní dokončete obvod vypínačem zapojeným do série se zdrojem energie a přidejte kryt.