Представете си, че се возите в детска електрическа кола, чийто педал за газ има само две позиции: или двигателят е напълно изключен, или се върти с фиксирана скорост. Като цяло, прост превключвател има. Вашата задача е да намалите скоростта, например, наполовина. Можете да включите мощен резистор последователно с двигателя, който ще генерира много топлина. И можете бързо да натиснете и освободите педала за газ. Ще се разминете, колкото по-забележими са, толкова по-ниска е честотата, но средната скорост ще намалее, колкото е необходимо. С промяна на съотношението между времето, когато прекъсвачът е включен и изключен от работния цикъл - можете да промените средната скорост. И превключвателят почти не се нагрява, защото съпротивлението му клони към безкрайност, а след това към нула. Почти цялата мощност ще бъде разпределена на двигателя. Защо това се случва, е лесно да се изчисли, знаейки закона на Ом.
Така че разбирате какво е импулсно-ширинна модулация, накратко - PWM. Всичко, описано по-горе, може да бъде поверено на автоматично устройство, наречено PWM контролер. Тя може да бъде сложна, съдържаща цялото Arduino, Може да е по-просто - генератор с два елемента NAND, променлив резистор и два диода. И може да е съвсем просто - на два транзистора (сравнете това с колко транзистора има в Arduino):
Това се нарича принцип KISS, от „дръжте го просто, глупаво“. Разбира се, не в буквалния смисъл - всъщност се разбира, че дизайнер, който се стреми да опрости дизайна, напротив, е много умен, защото това увеличава надеждността, поддръжността и видимостта. Вярно, с цената на допълнителна защита, гъвкавост и свобода на конфигуриране.
Ясно е, че двигателят на детска електрическа кола, споменат в примера, ще дърпа тази схема само с допълнителна каскада. И без него - само малък мотор от играчка. Но принципът на работа на PWM контролера е показан възможно най-ясно.
Тази схема, която е измислена за вас от Instructables под псевдонима TheCircuit, е асиметричен мултивибратор с транзистори от различни структури. Точно същото като B.S. Иванов, В.Г. Борисов.Към него са добавени само два резистора: променлив резистор и константа, свързани последователно с него, така че съпротивлението на цялата верига да не стане твърде ниско. Те са включени във веригата, така че при регулиране на работния цикъл на вибрациите, генерирани от мултивибратора.
Използването на транзистори от различни структури в мултивибратор ви позволява да намалите броя на кондензаторите в него до един. Тук е електролитно, при 100 uF и 60 V, това напрежение се избира с добър запас. Резистори: константа - 47 Ohm, 22 kOhm, 220 kOhm, настройка (можете да приложите голяма променлива) - 10 kOhm. Транзистори - BC557 и BC338. Източникът на захранване са два AA или AAA елемента, по-добри от солевите елементи, така че ако нещо се обърка, нищо не се нагрява. Натоварването е електромотор с ниска мощност от играчка. Успоредно с него е добре да свърже диод с обратна полярност. Той ще поеме импулса за самоиндукция, който се появява при внезапно изключване на двигателя и ще предпази транзистора от него.
Тъй като TheCircuit сглобява устройството на табла от типа на дъската, редът, в който компонентите са инсталирани, няма значение. И така, той първо поставя транзисторите. Ако ще сглобите този регулатор чрез запояване, поставете транзисторите последни, за да не ги прегреете.
Тогава капитанът поставя кондензатора на дъската в правилната полярност:
резистори:
скачач:
Свързва двигателя:
Ако двигателят просто ще лежи на масата, полярността на връзката му не е важна и ако преместите някой механизъм, важно е да го свържете така, че да се върти в желаната посока. Между другото, разработчикът взе двигателя с скоростна кутия, което увеличава видимостта: ясно се вижда и в каква посока се върти и с каква скорост. Но полярността на връзката за захранване трябва да съвпада с посочената на диаграмата: плюс в горната част. Тук майсторът стига до него:
Сега можете да завъртите настройката на резистора (или променлива, в зависимост от това кой сте задали), да наблюдавате как се променя скоростта и да се уверите, че нагряването на втория транзистор при всяка скорост е малко (и на първия и още повече). Сега завършете веригата с превключвател, свързан последователно с източника на захранване, и добавете корпус.