Stel je voor dat je in een elektrische auto voor kinderen rijdt, waarvan het gaspedaal slechts twee standen heeft: de motor is volledig uitgeschakeld of hij draait met een vaste snelheid. Al met al is er een simpele schakelaar. Jouw taak is om bijvoorbeeld de snelheid met de helft te verminderen. U kunt een krachtige weerstand in serie met de motor inschakelen, die veel warmte zal genereren. En u kunt het gaspedaal snel indrukken en loslaten. Je wordt schokkerig, hoe opvallender, hoe lager de frequentie, maar de gemiddelde snelheid neemt af als je dat nodig hebt. Door de verhouding tussen de tijd dat de stroomonderbreker is ingeschakeld en de cyclus buiten bedrijf te wijzigen, kunt u de gemiddelde snelheid wijzigen. En de schakelaar warmt bijna niet op, omdat zijn weerstand neigt naar oneindig en vervolgens naar nul. Bijna al het vermogen wordt aan de motor toegewezen. Waarom dit gebeurt, is gemakkelijk te berekenen, wetende de wet van Ohm.
U begrijpt dus wat pulsbreedtemodulatie is, kort gezegd: PWM. Alles hierboven beschreven kan worden toevertrouwd aan een automatisch apparaat dat een PWM-controller wordt genoemd. Het kan complex zijn en het geheel bevatten Arduino. Het is misschien eenvoudiger - een generator met twee elementen NAND, een variabele weerstand en twee diodes. En het kan vrij eenvoudig zijn - op twee transistors (vergelijk dit met hoeveel transistors er in de Arduino zitten):
Dit wordt het KISS-principe genoemd, van "keep it simple, stupid". Natuurlijk niet in letterlijke zin - in feite wordt begrepen dat een ontwerper die ernaar streeft om ontwerpen te vereenvoudigen juist heel slim is, omdat dit de betrouwbaarheid, onderhoudbaarheid en zichtbaarheid vergroot. Toegegeven, ten koste van extra bescherming, flexibiliteit en vrijheid van herconfiguratie.
Het is duidelijk dat de motor van een in het voorbeeld genoemde elektrische kinderwagen dit circuit alleen met een extra cascade zal trekken. En zonder dat - slechts een kleine motor van speelgoed. Maar het werkingsprincipe van de PWM-controller wordt zo duidelijk mogelijk weergegeven.
Dit circuit, dat voor jou is uitgevonden door Instructables onder de bijnaam TheCircuit, is een asymmetrische multivibrator met transistors met verschillende structuren. Precies hetzelfde als B.S. Ivanov, V.G. Borisov.Er worden slechts twee weerstanden aan toegevoegd: een variabele weerstand en een constante in serie daarmee verbonden, zodat de weerstand van de hele ketting niet te laag wordt. Ze zijn opgenomen in het circuit, zodat bij het aanpassen van de werkcyclus van de trillingen die door de multivibrator worden gegenereerd, verandert.
Het gebruik van transistors met verschillende structuren in een multivibrator stelt u in staat het aantal condensatoren erin te verminderen tot één. Hier is het elektrolytisch, bij 100 uF en 60 V wordt deze spanning gekozen met een goede marge. Weerstanden: constant - 47 Ohm, 22 kOhm, 220 kOhm, afstemming (u kunt een grote variabele toepassen) - 10 kOhm. Transistors - BC557 en BC338. De stroombron is twee AA- of AAA-elementen, beter dan zoutelementen, zodat als er iets misgaat, niets te heet wordt. De belasting is een elektrische motor met laag vermogen van speelgoed. Tegelijkertijd is het goed voor hem om een diode met omgekeerde polariteit aan te sluiten. Het neemt de zelfinductiepuls aan die optreedt wanneer de motor plotseling wordt uitgeschakeld en beschermt de transistor ertegen.
Omdat TheCircuit het apparaat op een breadboard-type breadboard monteert, maakt de volgorde waarin de componenten zijn geïnstalleerd niet uit. Dus stelt hij eerst de transistors in. Als u deze regelaar door solderen wilt monteren, plaatst u de transistors als laatste om ze niet te oververhitten.
Vervolgens plaatst de meester de condensator op het bord met de juiste polariteit:
Weerstanden:
Jumpers:
Verbindt de motor:
Als de motor gewoon op tafel ligt, is de polariteit van de verbinding niet belangrijk, en als je een mechanisme verplaatst, is het belangrijk om hem aan te sluiten zodat hij in de gewenste richting draait. Trouwens, de ontwikkelaar nam de motor met een versnellingsbak, wat het zicht vergroot: het is duidelijk zichtbaar en in welke richting hij draait, en met welke snelheid. Maar de polariteit van de voedingsaansluiting moet samenvallen met die aangegeven op het diagram: plus bovenaan. Hier komt de meester bij hem:
Nu kunt u de afstemweerstand (of een variabele, afhankelijk van welke u instelt) draaien, kijken hoe de snelheid verandert en ervoor zorgen dat de verwarming van de tweede transistor bij elke snelheid klein is (en de eerste en zelfs meer). Voltooi nu het circuit met een schakelaar die in serie is aangesloten op de stroombron en voeg een behuizing toe.