Imagineu-vos que passeu en un cotxe elèctric infantil, el pedal de gas del qual només té dues posicions: o el motor està apagat completament o gira a una velocitat fixa. En definitiva, hi ha un simple interruptor. La vostra tasca és reduir la velocitat, per exemple, a la meitat. Podeu engegar una potent resistència en sèrie amb el motor, que generarà molta calor. I podeu prémer ràpidament i deixar anar el pedal de gas. Us anireu molestos, més notables, menor serà la freqüència, però la velocitat mitjana disminuirà segons calgui. Si canvieu la relació entre el temps d’interrupció del circuit i el de fora de funcionament, podeu canviar la velocitat mitjana. I l’interruptor gairebé no s’escalfa, perquè la seva resistència tendeix a l’infinit, després a zero. Quasi tota la potència es destinarà al motor. Per què passa això, és fàcil de calcular, coneixent la llei d'Ohm.
Així doncs, enteneu què és, en definitiva, la modulació d'amplada de pols: PWM. Tot el descrit anteriorment es pot confiar a un dispositiu automàtic anomenat controlador PWM. Pot ser complex, contenint el conjunt Arduino. Pot ser més senzill: un generador NAND de dos elements, una resistència variable i dos díodes. I pot ser bastant simple - en dos transistors (compareu-ho amb quants transistors hi ha a l'Arduino):
D’això s’anomena principi KISS, de “mantenir-lo senzill, estúpid”. Per descomptat, no en el sentit literal, de fet, s’entén que un dissenyador que s’esforça a simplificar estructures, al contrari, és molt intel·ligent, perquè això augmenta la fiabilitat, la sostenibilitat i la visibilitat. És cert, a costa de protecció addicional, flexibilitat i llibertat de reconfiguració.
És clar que el motor d’un cotxe elèctric infantil esmentat a l’exemple només traurà aquest circuit només amb una cascada addicional. I sense ell, només un motor petit d’una joguina. Però el principi de funcionament del controlador PWM es mostra de la forma més clara possible.
Aquest circuit, que va ser inventat per Instructables amb el sobrenom de TheCircuit, és un multivibrador asimètric amb transistors de diferents estructures. Exactament el mateix que B.S. Ivanov, V.G. Borisov.S’hi han afegit només dues resistències: una resistència variable i una constant connectada en sèrie amb ella, de manera que la resistència de tota la cadena no es faci massa baixa. S’inclouen al circuit de manera que quan s’ajusta el cicle de treball de les vibracions generades pel multivibrador canvien.
L’ús de transistors d’estructures diferents en un multivibrador permet reduir el nombre de condensadors que hi ha en un. Aquí és electrolític, a 100 uF i 60 V, aquesta tensió es tria amb un bon marge. Resistències: constants: 47 ohms, 22 kOhm, 220 kOhm, afinació (podeu aplicar una variable gran) - 10 kOhm. Transistors: BC557 i BC338. La font d’energia és dos elements AA o AAA, millors que els elements de sal, de manera que, si alguna cosa no funciona, res s’escalfa. La càrrega és un motor elèctric de baix consum d’una joguina. En paral·lel, li convé connectar un díode en polaritat inversa. Agafarà el pols d’auto-inducció que es produeix quan el motor s’apaga sobtadament i protegirà el transistor.
Com que TheCircuit monta el dispositiu en una placa de pa de tipus panell, l'ordre en què s'han instal·lat els components no importa. Per tant, primer posa els transistors. Si munteu aquest regulador per soldadura, poseu els transistors per no escalfar-los.
Aleshores, el mestre posa el condensador al tauler amb la polaritat correcta:
Resistències:
Jumpers:
Connecta el motor:
Si el motor simplement es troba sobre la taula, la polaritat de la seva connexió no és important, i si moveu qualsevol mecanisme, és important connectar-lo perquè giri en la direcció desitjada. Per cert, el desenvolupador va agafar el motor amb una caixa de canvis, cosa que augmenta la visibilitat: és clarament visible i en quina direcció gira, i a quina velocitat. Però la polaritat de la connexió d'alimentació ha de coincidir amb la indicada al diagrama: més a la part superior. Aquí el mestre arriba a ell:
Ara podeu fer girar el resistor d’afinació (o una variable, segons quina sigui la que configureu), veure com canvia la velocitat i assegurar-vos que la calefacció del segon transistor a qualsevol velocitat és petita (i la primera i més encara). Ara completeu el circuit amb un interruptor connectat en sèrie amb la font d’energia i afegiu-hi un carcassa.