Stellen Sie sich vor, Sie fahren in einem Elektroauto für Kinder, dessen Gaspedal nur zwei Positionen hat: Entweder ist der Motor vollständig abgestellt oder er dreht sich mit einer festen Geschwindigkeit. Alles in allem ist ein einfacher Schalter da. Ihre Aufgabe ist es, beispielsweise die Geschwindigkeit um die Hälfte zu reduzieren. Sie können einen leistungsstarken Widerstand in Reihe mit dem Motor einschalten, der viel Wärme erzeugt. Und Sie können das Gaspedal schnell drücken und loslassen. Sie werden ruckeln, je auffälliger, desto niedriger die Frequenz, aber die Durchschnittsgeschwindigkeit nimmt nach Bedarf ab. Durch Ändern des Verhältnisses zwischen dem Ein- und Ausschalten des Leistungsschalters (Arbeitszyklus) können Sie die Durchschnittsgeschwindigkeit ändern. Und der Schalter erwärmt sich fast nicht, weil sein Widerstand gegen unendlich und dann gegen null geht. Fast die gesamte Leistung wird dem Motor zugewiesen. Warum dies passiert, ist leicht zu berechnen, wenn man das Ohmsche Gesetz kennt.
Sie verstehen also, was Pulsweitenmodulation ist, kurz PWM. Alles, was oben beschrieben wurde, kann einem automatischen Gerät anvertraut werden, das als PWM-Controller bezeichnet wird. Es kann komplex sein und das Ganze enthalten Arduino. Es kann einfacher sein - ein Zwei-Element-Generator-NAND, ein variabler Widerstand und zwei Dioden. Und es kann ganz einfach sein - auf zwei Transistoren (vergleichen Sie dies mit der Anzahl der Transistoren im Arduino):
Dies nennt man das KISS-Prinzip, von "halte es einfach, dumm". Natürlich nicht im wörtlichen Sinne - tatsächlich versteht es sich, dass ein Designer, der sich um die Vereinfachung von Designs bemüht, im Gegenteil sehr klug ist, da dies die Zuverlässigkeit, Wartbarkeit und Sichtbarkeit erhöht. Richtig, auf Kosten des zusätzlichen Schutzes, der Flexibilität und der Freiheit der Neukonfiguration.
Es ist klar, dass der im Beispiel erwähnte Motor eines Elektroautos für Kinder diese Schaltung nur mit einer zusätzlichen Kaskade zieht. Und ohne - nur ein kleiner Motor von einem Spielzeug. Das Funktionsprinzip des PWM-Controllers wird jedoch so deutlich wie möglich dargestellt.
Diese Schaltung, die von Instructables unter dem Spitznamen TheCircuit für Sie erfunden wurde, ist ein asymmetrischer Multivibrator mit Transistoren unterschiedlicher Struktur. Genau das gleiche wie B.S. Ivanov, V.G. Borisov.Es wurden nur zwei Widerstände hinzugefügt: ein variabler Widerstand und eine in Reihe geschaltete Konstante, damit der Widerstand der gesamten Kette nicht zu niedrig wird. Sie sind in der Schaltung enthalten, so dass sich beim Einstellen des Arbeitszyklus die vom Multivibrator erzeugten Schwingungen ändern.
Durch die Verwendung von Transistoren unterschiedlicher Struktur in einem Multivibrator können Sie die Anzahl der darin enthaltenen Kondensatoren auf eins reduzieren. Hier ist es elektrolytisch, bei 100 uF und 60 V wird diese Spannung mit einem guten Spielraum gewählt. Widerstände: konstant - 47 Ohm, 22 kOhm, 220 kOhm, Abstimmung (Sie können eine große Variable anwenden) - 10 kOhm. Transistoren - BC557 und BC338. Die Stromquelle sind zwei AA- oder AAA-Elemente, besser als Salzelemente, sodass nichts zu heiß wird, wenn etwas schief geht. Die Last ist ein Elektromotor mit geringer Leistung von einem Spielzeug. Parallel dazu ist es gut für ihn, eine Diode in umgekehrter Polarität anzuschließen. Es nimmt den Selbstinduktionsimpuls an, der auftritt, wenn der Motor plötzlich ausgeschaltet wird, und schützt den Transistor davor.
Da TheCircuit das Gerät auf einem Steckbrett zusammenbaut, spielt die Reihenfolge, in der die Komponenten installiert werden, keine Rolle. Also setzt er zuerst die Transistoren. Wenn Sie diesen Regler durch Löten zusammenbauen, setzen Sie die Transistoren zuletzt ein, um sie nicht zu überhitzen.
Dann legt der Master den Kondensator in der richtigen Polarität auf die Platine:
Widerstände:
Springer:
Verbindet den Motor:
Wenn der Motor einfach auf dem Tisch liegt, ist die Polarität seiner Verbindung nicht wichtig. Wenn Sie einen Mechanismus bewegen, ist es wichtig, ihn so anzuschließen, dass er sich in die gewünschte Richtung dreht. Übrigens hat der Entwickler den Motor mit einem Getriebe ausgestattet, das die Sichtbarkeit erhöht: Er ist deutlich sichtbar und in welche Richtung dreht er sich und mit welcher Geschwindigkeit. Die Polarität des Netzteilanschlusses muss jedoch mit der im Diagramm angegebenen übereinstimmen: plus oben. Hier kommt der Meister zu ihm:
Jetzt können Sie den Abstimmwiderstand (oder eine Variable, je nachdem, welche Sie einstellen) drehen, beobachten, wie sich die Geschwindigkeit ändert, und sicherstellen, dass die Erwärmung des zweiten Transistors bei jeder Geschwindigkeit gering ist (und die erste und noch mehr). Vervollständigen Sie nun die Schaltung mit einem Schalter, der in Reihe mit der Stromquelle geschaltet ist, und fügen Sie ein Gehäuse hinzu.