- Erforderliche Komponenten:
- Was ist ein PWM-Signal?
- 555 Schaltplan und Erläuterung des Timer-PWM-Generators:
- Simulation der PWM-Erzeugung mit dem 555 Timer IC:
PWM (Pulse Width Modulation) ist ein wichtiges Merkmal jedes heutigen Mikrocontrollers, da fast alle Geräte in allen Bereichen der Elektronik gesteuert werden müssen. PWM wird häufig zur Motorsteuerung, Lichtsteuerung usw. verwendet. Manchmal verwenden wir in unseren Anwendungen keinen Mikrocontroller. Wenn wir PWM ohne Mikrocontroller erzeugen müssen, bevorzugen wir einige Allzweck-ICs wie Operationsverstärker, Timer, Impulsgeneratoren usw. Hier haben wir verwenden einen 555-Timer-IC zum Erzeugen von PWM. Der 555 Timer IC ist ein sehr nützlicher und universeller IC, der in vielen Anwendungen verwendet werden kann.
Erforderliche Komponenten:
- 555 Timer IC -1
- 10K Pot -1
- 100 Ohm Widerstand -1
- 0,1 uF Kondensator -1
- 1k Widerstand -1 (optional)
- Brotbrett -1
- 9V Batterie -1
- LED -1
- Multimeter oder CRO -1
- Überbrückungskabel -
- Batterieanschluss -1
Was ist ein PWM-Signal?
Die Pulsweitenmodulation (PWM) ist ein digitales Signal, das am häufigsten in Steuerschaltungen verwendet wird. Dieses Signal wird in einer vordefinierten Zeit und Geschwindigkeit auf hoch (5 V) und niedrig (0 V) gesetzt. Die Zeit, während der das Signal hoch bleibt, wird als "Einschaltzeit" bezeichnet, und die Zeit, während der das Signal niedrig bleibt, wird als "Ausschaltzeit" bezeichnet. Es gibt zwei wichtige Parameter für eine PWM, wie unten erläutert:
Arbeitszyklus der PWM:
Der Prozentsatz der Zeit, in der das PWM-Signal HIGH (Einschaltzeit) bleibt, wird als Arbeitszyklus bezeichnet. Wenn das Signal immer eingeschaltet ist, befindet es sich in einem Tastverhältnis von 100% und wenn es immer ausgeschaltet ist, ist es ein Tastverhältnis von 0%.
Arbeitszyklus = Einschaltzeit / (Einschaltzeit + Ausschaltzeit)
Die Frequenz eines PWM-Signals bestimmt, wie schnell eine PWM eine Periode abschließt. Eine Periode ist für das Ein- und Ausschalten eines PWM-Signals abgeschlossen, wie in der obigen Abbildung gezeigt. In unserem Tutorial stellen wir eine Frequenz von 5 kHz ein.
Wir können feststellen, ob die LED eine halbe Sekunde lang AUS und die LED eine andere halbe Sekunde lang leuchtet. Wenn jedoch die Häufigkeit der EIN- und AUS-Zeiten von "1 pro Sekunde" auf "50 pro Sekunde" erhöht wird. Das menschliche Auge kann diese Frequenz nicht erfassen. Für ein normales Auge leuchtet die LED mit der Hälfte der Helligkeit. Mit einer weiteren Reduzierung der Einschaltdauer erscheint die LED also viel heller.
Wir haben PWM bereits in vielen unserer Projekte verwendet. Überprüfen Sie diese unten:
- Pulsweitenmodulation mit ATmega32
- PWM mit Arduino Uno
- PWM mit PIC Microcontroller generieren
- Raspberry Pi PWM Tutorial
- Gleichstrommotorsteuerung mit Raspberry Pi
- 1 Watt LED Dimmer
- Arduino-basierter LED-Dimmer mit PWM
555 Schaltplan und Erläuterung des Timer-PWM-Generators:
In dieser PWM- Generatorschaltung haben wir , wie oben erwähnt, einen 555-Timer-IC zum Erzeugen eines PWM-Signals verwendet. Hier haben wir die Ausgangsfrequenz des PWM-Signals durch Auswahl des Widerstands RV1 und des Kondensators C1 gesteuert. Wir haben einen variablen Widerstand anstelle eines festen Widerstands verwendet, um das Tastverhältnis des Ausgangssignals zu ändern. Das Laden des Kondensators über die D1-Diode und das Entladen über die D2-Diode erzeugen ein PWM-Signal am Ausgangspin des Timers 555.
Die folgende Formel wird zum Ableiten der Frequenz des PWM-Signals verwendet:
F = 0,693 · RV1 · C1
Die gesamte Funktionsweise und Demonstration der PWM-Erzeugung finden Sie im Video am Ende, in dem Sie den PWM-Effekt auf der LED finden und auf dem Multimeter überprüfen können.
Simulation der PWM-Erzeugung mit dem 555 Timer IC:
Nachfolgend einige Schnappschüsse:
