Föreställ dig att du cyklar i en elbil för barn, vars gaspedal endast har två lägen: antingen är motorn helt avstängd eller roterar med fast hastighet. Sammantaget finns en enkel switch. Din uppgift är att minska hastigheten till exempel med hälften. Du kan slå på ett kraftfullt motstånd i serie med motorn, vilket kommer att generera mycket värme. Och du kan snabbt trycka och släppa gaspedalen. Du blir ryckig, desto mer märkbar, desto lägre frekvens, men medelhastigheten kommer att minska när du behöver. Genom att ändra förhållandet mellan den tid som brytaren är på och utanför driftcykeln - kan du ändra medelhastigheten. Och brytaren värms nästan inte upp, eftersom dess motstånd tenderar till oändlighet, sedan till noll. Nästan all kraft kommer att tilldelas motorn. Varför detta händer, är det lätt att beräkna, veta Ohms lag.
Så du förstår vad pulsbreddmodulering är, kort sagt - PWM. Allt som beskrivs ovan kan anförtros en automatisk enhet som kallas en PWM-styrenhet. Det kan vara komplext och innehåller hela Arduino. Det kan vara enklare - en tvåelementgenerator NAND, ett variabelt motstånd och två dioder. Och det kan vara ganska enkelt - på två transistorer (jämför detta med hur många transistorer som finns i Arduino):
Detta kallas KISS-principen, från "håll den enkel, dum". Naturligtvis inte i bokstavlig mening - förstås faktiskt att en designer som strävar efter att förenkla strukturer, tvärtom, är mycket smart, eftersom detta ökar tillförlitligheten, underhållbarheten och synligheten. Det är riktigt till bekostnad av ytterligare skydd, flexibilitet och ombyggnadsfrihet.
Det är uppenbart att motorn i en barns elbil som nämns i exemplet kommer att dra denna krets endast med en extra kaskad. Och utan den - bara en liten motor från en leksak. Men principen om drift av PWM-regulatorn visas så tydligt som möjligt.
Denna krets, som uppfanns för dig av Instructables under smeknamnet TheCircuit, är en asymmetrisk multivibrator med transistorer med olika strukturer. Exakt samma som B.S. Ivanov, V.G. Borisov.Endast två motstånd läggs till det: ett variabelt motstånd och en konstant ansluten i serie med det, så att hela kedjans motstånd inte blir för låg. De ingår i kretsen så att vid justering av driftscykeln för vibrationerna som genereras av multivibratorn ändras.
Användningen av transistorer i olika strukturer i en multivibrator låter dig minska antalet kondensatorer i den till en. Här är det elektrolytiskt, vid 100 uF och 60 V, denna spänning väljs med god marginal. Motstånd: konstant - 47 Ohm, 22 kOhm, 220 kOhm, inställning (du kan använda en stor variabel) - 10 kOhm. Transistorer - BC557 och BC338. Strömkällan är två AA- eller AAA-element, bättre än saltelement, så att om något går fel blir ingenting för varmt. Lasten är en lågmotordriven elmotor från en leksak. Parallellt är det bra för honom att ansluta en diod i omvänd polaritet. Den tar på sig självinduktionspulsen som uppstår när motorn plötsligt stängs av och kommer att skydda transistorn från den.
Eftersom TheCircuit monterar enheten på en brädskiva av brödskivor spelar ingen roll i vilken ordning komponenterna är installerade. Så han sätter transistorerna först. Om du sätter ihop denna regulator genom lödning, placera transistorerna sista så att de inte överhettas.
Sedan sätter befälhavaren kondensatorn på kortet i rätt polaritet:
motstånd:
jumper:
Ansluter motorn:
Om motorn helt enkelt ligger på bordet är polariteten i dess anslutning inte viktig, och om du flyttar någon mekanism är det viktigt att ansluta den så att den roterar i önskad riktning. Förresten tog utvecklaren motorn med en växellåda, vilket ökar synligheten: den är tydligt synlig och i vilken riktning den roterar och med vilken hastighet. Men polariteten i strömförsörjningsanslutningen måste sammanfalla med den som anges på diagrammet: plus överst. Här kommer mästaren till honom:
Nu kan du rotera avstämningsmotståndet (eller en variabel, beroende på vilken du ställer in), titta på hur hastigheten ändras och se till att uppvärmningen av den andra transistorn med vilken hastighet som helst är liten (och den första och ännu mer). Slutför nu kretsen med en strömbrytare kopplad i serie med strömkällan och lägg till ett hus.