Noticias

A modulación por ancho de pulso (PWM) é un termo sofisticado para un tipo de sinal dixital. Os PWM úsanse nunha variedade de aplicacións, incluíndo circuítos de control complexos. Unha forma común de usalos en SparkFun é para atenuar un LED RGB ou controlar a dirección dun servo. Podemos obter unha variedade de resultados en ambas as aplicacións porque o PWM permítenos variar a cantidade de tempo que un sinal é alto de forma analóxica. Aínda que un sinal só pode ser alto (normalmente 5 V) ou baixo (terra) nun momento dado, podemos variar a proporción de tempo que o sinal é alto en comparación con baixo durante un intervalo de tempo consistente.

Ciclo de traballo

Cando un sinal é alto, chámaselle "tempo de funcionamento". Para describir a cantidade de "tempo de funcionamento", empregamos o concepto de ciclo de traballo. O ciclo de traballo mídese en porcentaxes. A porcentaxe do ciclo de traballo describe especificamente a porcentaxe de tempo que un sinal dixital está activado dentro dun intervalo ou período. O período é o inverso da frecuencia da forma de onda. Se un sinal dixital está activado a metade do tempo e desactivado a outra metade, dicimos que o sinal dixital ten un ciclo de traballo do 50 %, similar a unha onda cadrada ideal. Se a porcentaxe é superior ao 50 %, o sinal dixital pasa máis tempo no estado alto que no estado baixo, e viceversa se o ciclo de traballo é inferior ao 50 %. O seguinte diagrama ilustra estes tres casos:

Un ciclo de traballo do 100 % é o mesmo que axustar a tensión a 5 voltios (alta). Un ciclo de traballo do 0 % é o mesmo que conectar o sinal á terra.

exemplo

Podes controlar o brillo do LED axustando o ciclo de traballo.

Cos LED RGB (vermello, verde e azul), podes controlar a cantidade de cada unha das tres cores mesturadas atenuándoas en diferentes cantidades.

Se os tres se activan en cantidades iguais, o resultado serán diferentes tons de luz branca. A mesma mestura de azul e verde creará unha cor azul verdosa. Para un exemplo un pouco máis complexo, proba a acender o vermello completamente, o verde completamente cun ciclo de traballo do 50 % e o azul completamente apagado para crear unha cor laranxa.

Ao controlar os LED, a frecuencia da onda cadrada debe ser o suficientemente alta para conseguir un efecto de regulación axeitado. Unha onda do ciclo de traballo do 20 % a 1 Hz mostrará claramente que se acende e apaga, mentres que un ciclo de traballo do 100 % a 20 Hz ou superior aparecerá máis tenue que cando está completamente aceso. Esencialmente, se o teu obxectivo é conseguir un efecto de regulación cos LED, o período non pode ser demasiado grande. Tamén podes usar a modulación por ancho de pulso para controlar o ángulo dun servomotor conectado a un dispositivo mecánico como un brazo robótico. Un servo ten un eixe que xira a unha posición específica en función da súa liña de control. Os nosos servomotores teñen un rango de aproximadamente 180 graos.

A frecuencia/período é específico para controlar un servo en particular. Un servomotor típico espera unha actualización cada 20 ms, cun pulso entre 1 ms e 2 ms; noutras palabras, un ciclo de traballo entre o 5 % e o 10 % nunha forma de onda de 50 Hz. Cun pulso de 1,5 ms, o servomotor estará na súa posición natural de 90 graos. Cun pulso de 1 ms, o servo estará a 0 graos e, cun pulso de 2 ms, o servo estará a 180 graos. Podes obter o rango de movemento completo actualizando o servo a valores intermedios.

A modulación por ancho de pulso úsase nunha variedade de aplicacións, especialmente no control. Agora que sabes que se pode usar para atenuar os LED e controlar o ángulo dos servomotores, podes comezar a explorar outros posibles usos. Se te sentes perdido, non dubides en consultar o kit de inventores de SparkFun, que inclúe exemplos de modulación por ancho de pulso. Se estás listo para comezar a programar de inmediato e tes un Arduino, consulta os exemplos de codificación PWM aquí.