สร้างสัญญาณการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (pwm) โดยใช้ไอซีตัวจับเวลา 555

PWM (Pulse Width Modulation)เป็นคุณสมบัติที่สำคัญของไมโครคอนโทรลเลอร์ทุกตัวในปัจจุบันเนื่องจากข้อกำหนดในการควบคุมอุปกรณ์จำนวนมากในทุกสาขาของอิเล็กทรอนิกส์ PWM ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการควบคุมมอเตอร์การควบคุมแสง ฯลฯ บางครั้งเราไม่ได้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ในแอปพลิเคชันของเราและหากเราต้องการสร้าง PWM โดยไม่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เราก็ต้องการ IC ที่ใช้งานทั่วไปเช่น op-amp, timers, pulse generator เป็นต้นที่นี่เรา กำลังใช้IC ตัวจับเวลา 555 สำหรับสร้าง PWM 555 Timer IC เป็น IC ที่มีประโยชน์และใช้งานได้ทั่วไปซึ่งสามารถใช้งานได้หลากหลาย

ส่วนประกอบที่จำเป็น:

1. 555 จับเวลา IC -1
2. หม้อ 10K -1
3. ตัวต้านทาน 100ohm -1
4. ตัวเก็บประจุ 0.1uF -1
5. ตัวต้านทาน 1k -1 (อุปกรณ์เสริม)
6. กระดานขนมปัง -1
7. แบตเตอรี่ 9v -1
8. LED -1
9. มัลติมิเตอร์หรือ CRO -1
10. สายจัมเปอร์ -
11. ขั้วต่อแบตเตอรี่ -1

สัญญาณ PWM คืออะไร?

Pulse Width Modulation (PWM) เป็นสัญญาณดิจิทัลที่นิยมใช้ในวงจรควบคุม สัญญาณนี้ตั้งไว้สูง (5v) และต่ำ (0v) ในเวลาและความเร็วที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เวลาที่สัญญาณอยู่สูงเรียกว่า "ตรงเวลา" และเวลาที่สัญญาณอยู่ต่ำเรียกว่า "เวลาปิด" มีสองพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับ PWM ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง:

รอบการทำงานของ PWM:

เปอร์เซ็นต์ของเวลาที่สัญญาณ PWM ยังคงสูง (ตรงเวลา) เรียกว่าเป็นรอบการทำงาน หากสัญญาณเปิดอยู่เสมอสัญญาณจะอยู่ในรอบการทำงาน 100% และหากปิดอยู่เสมอจะเป็นรอบการทำงาน 0%

Duty Cycle = เปิดเวลา / (เปิดเวลา + ปิดเวลา)

ความถี่ของสัญญาณ PWM จะกำหนดความเร็วของ PWM ในช่วงเวลาหนึ่ง หนึ่งช่วงเวลาเสร็จสมบูรณ์เปิดและปิดของสัญญาณ PWM ดังแสดงในรูปด้านบน ในบทช่วยสอนของเราเราจะกำหนดความถี่เป็น 5KHz

เราสามารถสังเกตได้ว่าไฟ LED ดับเป็นเวลาครึ่งวินาทีหรือไม่และไฟ LED เปิดอยู่อีกครึ่งวินาที แต่ถ้าความถี่ของเวลาเปิดและปิดเพิ่มขึ้นจาก "1 ต่อวินาที" เป็น "50 ต่อวินาที" ตาของมนุษย์ไม่สามารถจับความถี่นี้ได้ สำหรับตาปกติจะเห็นไฟ LED สว่างขึ้นครึ่งหนึ่งของความสว่าง ดังนั้นเมื่อลดเวลา ON ลงมากขึ้น LED จึงดูเบาลงมาก

ก่อนหน้านี้เราเคยใช้ PWM ในหลายโครงการของเราตรวจสอบด้านล่าง:

• การปรับความกว้างพัลส์ด้วย ATmega32
• PWM พร้อม Arduino Uno
• การสร้าง PWM โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC
• การสอน Raspberry Pi PWM
• DC Motor Control พร้อม Raspberry Pi
• ไฟหรี่ LED 1 วัตต์
• Arduino LED Dimmer โดยใช้ PWM

555 Timer PWM Generator Circuit Diagram และคำอธิบาย:

ในการนี้วงจร PWM generater,ในขณะที่เรากล่าวถึงข้างต้นเราได้ใช้ไอซี 555 สำหรับการสร้างสัญญาณ ที่นี่เราได้ควบคุมความถี่เอาต์พุตของสัญญาณ PWM โดยเลือกตัวต้านทาน RV1 และตัวเก็บประจุ C1 เราใช้ตัวต้านทานแบบแปรผันแทนตัวต้านทานคงที่สำหรับเปลี่ยนรอบการทำงานของสัญญาณเอาต์พุต ตัวเก็บประจุที่ชาร์จผ่านไดโอด D1 และปล่อยผ่านไดโอด D2 จะสร้างสัญญาณ PWM ที่ขาเอาต์พุตของตัวจับเวลา 555

สูตรด้านล่างนี้ใช้เพื่อหาความถี่ของสัญญาณ PWM:

F = 0.693 * RV1 * C1

การทำงานทั้งหมดและการสาธิตการสร้าง PWM มีอยู่ในวิดีโอในตอนท้ายซึ่งคุณจะพบเอฟเฟกต์ PWM บน LED และสามารถตรวจสอบได้บนมัลติมิเตอร์

การจำลองการสร้าง PWM โดยใช้ 555 Timer IC:

ด้านล่างนี้คือภาพรวมบางส่วน: