Haberler

Darbe genişlik modülasyonu (PWM), bir dijital sinyal türü için kullanılan süslü bir terimdir. PWM'ler, karmaşık kontrol devreleri de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılır. SparkFun'da bunları yaygın olarak kullanmamızın bir yolu, bir RGB LED'i kısmak veya bir servonun yönünü kontrol etmektir. PWM, bir sinyalin yüksek olduğu süreyi analog olarak değiştirmemize olanak tanıdığı için, her iki uygulamada da çeşitli sonuçlar elde edebiliriz. Bir sinyal herhangi bir anda yalnızca yüksek (genellikle 5V) veya düşük (toprak) olabilirken, sabit bir zaman aralığında sinyalin yüksek olduğu sürenin düşük olduğu süreye oranını değiştirebiliriz.

Görev döngüsü

Bir sinyal yüksek olduğunda buna "zamanında" diyoruz. "Zamanında" miktarını tanımlamak için görev döngüsü kavramını kullanıyoruz. Görev döngüsü yüzdelerle ölçülür. Görev döngüsü yüzdesi, bir dijital sinyalin belirli bir aralık veya periyot içinde açık olduğu zamanın yüzdesini belirtir. Periyot, dalga formunun frekansının tersidir. Bir dijital sinyal zamanın yarısında açık, diğer yarısında kapalıysa, dijital sinyalin ideal bir kare dalgaya benzer şekilde %50 görev döngüsüne sahip olduğunu söyleriz. Yüzde %50'den yüksekse, dijital sinyal yüksek durumda düşük durumdan daha fazla zaman geçirir; görev döngüsü %50'den düşükse ise tam tersi geçerlidir. Aşağıdaki diyagram bu üç durumu göstermektedir:

%100 görev döngüsü, voltajı 5 volta (yüksek) ayarlamakla aynı şeydir. %0 görev döngüsü ise sinyali toprağa bağlamakla aynı şeydir.

örnek

Görev döngüsünü ayarlayarak LED'in parlaklığını kontrol edebilirsiniz.

RGB (kırmızı, yeşil ve mavi) LED'ler ile üç rengin her birinin karışımını, farklı oranlarda kısarak kontrol edebilirsiniz.

Üçü de eşit miktarda açılırsa, sonuç farklı beyaz ışık tonları olacaktır. Mavi ve yeşilin aynı oranda karıştırılması, mavimsi yeşil bir renk oluşturacaktır. Biraz daha karmaşık bir örnek için, kırmızıyı tamamen açmayı, yeşili %50 çalışma döngüsünde tamamen açmayı ve maviyi tamamen kapatarak turuncu bir renk elde etmeyi deneyin.

LED'leri kontrol ederken, kare dalganın frekansının uygun bir kısma efekti elde etmek için yeterince yüksek olması gerekmez. 1 Hz'de %20 görev döngüsüne sahip bir dalga, gözünüze açılıp kapandığını açıkça gösterirken, 20 Hz veya daha yüksek bir frekansta %100 görev döngüsü, tamamen açık olduğundan daha sönük görünecektir. Esasen, amacınız LED'lerle kısma efekti elde etmekse, periyot çok büyük olmamalıdır. Robotik kol gibi mekanik bir cihaza bağlı bir servo motorun açısını kontrol etmek için de darbe genişliği modülasyonunu kullanabilirsiniz. Servo motorun, kontrol hattına bağlı olarak belirli bir konuma dönen bir şaftı vardır. Servo motorlarımızın menzili yaklaşık 180 derecedir.

Frekans/periyot, belirli bir servoyu kontrol etmeye özgüdür. Tipik bir servo motor, 1 ms ile 2 ms arasında bir darbeyle her 20 ms'de bir güncelleme bekler; yani 50 Hz dalga formunda %5 ile %10 arasında bir görev döngüsü. 1,5 ms'lik bir darbeyle servo motor doğal 90 derecelik konumunda olacaktır. 1 ms'lik bir darbede servo 0 derecede, 2 ms'lik bir darbede ise servo 180 derecede olacaktır. Servoyu bu değerler arasında bir değere güncelleyerek tam hareket aralığına ulaşabilirsiniz.

Darbe genişliği modülasyonu, özellikle kontrol olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılır. Artık LED'leri kısmak ve servo motorların açısını kontrol etmek için kullanılabileceğini öğrendiğinize göre, diğer olası kullanım alanlarını keşfetmeye başlayabilirsiniz. Eğer kafanız karıştıysa, darbe genişliği modülasyonu örnekleri içeren SparkFun Inventor Kit'e göz atabilirsiniz. Hemen kodlamaya başlamaya hazırsanız ve bir Arduino'nuz varsa, buradaki PWM kodlama örneklerine göz atın.