Immagina di guidare un'auto elettrica per bambini, il cui pedale dell'acceleratore ha solo due posizioni: o il motore è completamente spento o gira a velocità fissa. Tutto sommato, un semplice interruttore è lì. Il tuo compito è ridurre la velocità, ad esempio, della metà. Puoi accendere un potente resistore in serie con il motore, che genererà molto calore. E puoi premere e rilasciare rapidamente il pedale del gas. Andrai a scatti, più si nota, più bassa è la frequenza, ma la velocità media diminuirà di cui hai bisogno. Modificando il rapporto tra il tempo di accensione e di spegnimento dell'interruttore - è possibile modificare la velocità media. E l'interruttore quasi non si riscalda, perché la sua resistenza tende all'infinito, quindi a zero. Quasi tutta la potenza sarà assegnata al motore. Perché ciò accada, è facile da calcolare, conoscendo la legge di Ohm.
Quindi capisci cos'è la modulazione della larghezza di impulso, in breve: PWM. Tutto quanto sopra descritto può essere affidato a un dispositivo automatico chiamato controller PWM. Può essere complesso, contenente il tutto Arduino. Potrebbe essere più semplice: un generatore NAND a due elementi, un resistore variabile e due diodi. E può essere abbastanza semplice - su due transistor (confronta questo con quanti transistor ci sono nell'Arduino):
Questo si chiama principio KISS, da "mantenerlo semplice, stupido". Certo, non in senso letterale - in effetti, si capisce che un designer che cerca di semplificare i progetti, al contrario, è molto intelligente, perché aumenta l'affidabilità, la manutenibilità e la visibilità. È vero, a scapito di ulteriore protezione, flessibilità e libertà di riconfigurazione.
È chiaro che il motore di un'auto elettrica per bambini menzionato nell'esempio tirerà questo circuito solo con una cascata aggiuntiva. E senza di essa - solo un piccolo motore da un giocattolo. Ma il principio di funzionamento del controller PWM è mostrato il più chiaramente possibile.
Questo circuito, inventato per te da Instructables con il soprannome di TheCircuit, è un multivibratore asimmetrico con transistor di diverse strutture. Esattamente lo stesso di B.S. Ivanov, V.G. Borisov.Ad esso si aggiungono solo due resistori: un resistore variabile e una costante collegati in serie con esso, in modo che la resistenza dell'intera catena non diventi troppo bassa. Sono inclusi nel circuito in modo che durante la regolazione del ciclo di lavoro delle vibrazioni generate dal multivibratore cambi.
L'uso di transistor di diverse strutture in un multivibratore consente di ridurre il numero di condensatori in esso a uno. Qui è elettrolitico, a 100 uF e 60 V, questa tensione viene scelta con un buon margine. Resistori: costante - 47 Ohm, 22 kOhm, 220 kOhm, tuning (è possibile applicare una grande variabile) - 10 kOhm. Transistor - BC557 e BC338. La fonte di alimentazione è costituita da due elementi AA o AAA, meglio degli elementi salati, in modo che se qualcosa va storto, nulla diventa troppo caldo. Il carico è un motore elettrico a bassa potenza di un giocattolo. Parallelamente, è positivo per lui collegare un diodo con inversione di polarità. Assumerà l'impulso di autoinduzione che si verifica quando il motore si spegne improvvisamente e proteggerà il transistor da esso.
Poiché TheCircuit assembla il dispositivo su una breadboard tipo breadboard, l'ordine in cui sono installati i componenti non ha importanza. Quindi, imposta prima i transistor. Se assemblerai questo regolatore saldandolo, metti i transistor per ultimo per non surriscaldarli.
Quindi il master mette il condensatore sulla scheda nella polarità corretta:
resistenze:
ponticello:
Collega il motore:
Se il motore si trova semplicemente sul tavolo, la polarità della sua connessione non è importante e se si sposta un meccanismo, è importante collegarlo in modo che ruoti nella direzione desiderata. A proposito, lo sviluppatore ha preso il motore con un cambio, che aumenta la visibilità: è chiaramente visibile e in quale direzione ruota e a quale velocità. Ma la polarità della connessione di alimentazione deve coincidere con quella indicata nello schema: più in alto. Qui il maestro arriva da lui:
Ora puoi ruotare la resistenza di sintonizzazione (o una variabile, a seconda di quella impostata), guardare come cambia la velocità e assicurarti che il riscaldamento del secondo transistor a qualsiasi velocità sia piccolo (e il primo e anche di più). Ora completa il circuito con un interruttore collegato in serie con la fonte di alimentazione e aggiungi un alloggiamento.