Imagine que viaja en un automóvil eléctrico para niños, cuyo pedal del acelerador solo tiene dos posiciones: el motor está completamente apagado o gira a una velocidad fija. Con todo, un simple interruptor está ahí. Su tarea es reducir la velocidad, por ejemplo, a la mitad. Puede encender una resistencia potente en serie con el motor, lo que generará mucho calor. Y puede presionar y soltar rápidamente el pedal del acelerador. Se volverá desigual, cuanto más notable sea, menor será la frecuencia, pero la velocidad promedio disminuirá según lo necesite. Al cambiar la relación entre el tiempo que el interruptor automático está encendido y apagado (ciclo de trabajo), puede cambiar la velocidad promedio. Y el interruptor casi no se calienta, porque su resistencia tiende al infinito, luego a cero. Casi toda la potencia se asignará al motor. Por qué sucede esto, es fácil de calcular, conociendo la ley de Ohm.
Entonces entiendes qué es la modulación de ancho de pulso, en resumen: PWM. Todo lo descrito anteriormente se puede confiar a un dispositivo automático llamado controlador PWM. Puede ser complejo y contener todo Arduino. Puede ser más simple: un generador NAND de dos elementos, una resistencia variable y dos diodos. Y puede ser bastante simple: en dos transistores (compárelo con cuántos transistores hay en el Arduino):
Esto se llama el principio KISS, de "mantenerlo simple, estúpido". Por supuesto, no en el sentido literal; de hecho, se entiende que un diseñador que se esfuerza por simplificar los diseños, por el contrario, es muy inteligente, ya que esto aumenta la fiabilidad, el mantenimiento y la visibilidad. Es cierto, a costa de protección adicional, flexibilidad y libertad de reconfiguración.
Está claro que el motor de un automóvil eléctrico para niños mencionado en el ejemplo activará este circuito solo con una cascada adicional. Y sin él, solo un pequeño motor de un juguete. Pero el principio de funcionamiento del controlador PWM se muestra lo más claramente posible.
Este circuito, que fue inventado por Instructables bajo el apodo de TheCircuit, es un multivibrador asimétrico con transistores de diferentes estructuras. Exactamente lo mismo que B.S. Ivanov, V.G. BorisovSolo se le agregan dos resistencias: una resistencia variable y una constante conectada en serie con ella, de modo que la resistencia de toda la cadena no sea demasiado baja. Se incluyen en el circuito para que al ajustar el ciclo de trabajo de las vibraciones generadas por el multivibrador cambien.
El uso de transistores de diferentes estructuras en un multivibrador le permite reducir el número de condensadores en uno. Aquí es electrolítico, a 100 uF y 60 V, este voltaje se elige con un buen margen. Resistencias: constante - 47 Ohm, 22 kOhm, 220 kOhm, sintonización (puede aplicar una variable grande) - 10 kOhm. Transistores - BC557 y BC338. La fuente de alimentación son dos elementos AA o AAA, mejores que los elementos de sal, de modo que si algo sale mal, nada se calienta demasiado. La carga es un motor eléctrico de baja potencia de un juguete. Paralelamente, es bueno para él conectar un diodo en polaridad inversa. Asumirá el pulso de autoinducción que se produce cuando el motor se apaga repentinamente y protegerá el transistor.
Dado que TheCircuit ensambla el dispositivo en una placa de prueba de tipo placa de pruebas, no importa el orden en que se instalen los componentes. Entonces, él pone los transistores primero. Si va a ensamblar este regulador mediante soldadura, coloque los transistores al final para no sobrecalentarlos.
Luego, el maestro coloca el condensador en la placa con la polaridad correcta:
Resistencias:
Puentes:
Conecta el motor:
Si el motor simplemente descansa sobre la mesa, la polaridad de su conexión no es importante, y si mueve algún mecanismo, es importante conectarlo para que gire en la dirección deseada. Por cierto, el desarrollador tomó el motor con una caja de cambios, lo que aumenta la visibilidad: es claramente visible y en qué dirección gira y a qué velocidad. Pero la polaridad de la conexión de la fuente de alimentación debe coincidir con la indicada en el diagrama: más en la parte superior. Aquí el maestro lo alcanza:
Ahora puede girar la resistencia de sintonización (o una variable, dependiendo de cuál ajuste), ver cómo cambia la velocidad y asegurarse de que el calentamiento del segundo transistor a cualquier velocidad sea pequeño (y el primero y aún más). Ahora complete el circuito con un interruptor conectado en serie con la fuente de alimentación y agregue una carcasa.