Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

01-08-2019

Использование ШИМ в модулях Laurent

Мастер Кит » MP712 Laurent-2, MP718 Laurent-2G, MP712 Laurent-2

ШИМ в модулях Laurent. Плавно управляем мощностью.

В этом материале мы расскажем, как пользоваться каналом ШИМ, встроенным в модули семейства Laurent, такие как MP712 Laurent-2, MP718 Laurent-2G, MP712 Laurent-2 [KBX-100].

ШИМ – это устоявшаяся аббревиатура термина широтно-импульсная модуляция. Термин имеет отношение к импульсным сигналам и описывает ситуацию, когда при неизменной частоте сигнала изменяется его скважность – то есть отношение периода следования импульсов к их длительности. При скважности, равной 2 (или 50%), импульсный сигнал носит специальное название – меандр (по названию извилистой реки в Турции и вида орнамента в виде ломаной линии). В радиолокационных станциях скважность импульсного сигнала может достигать многих тысяч при очень коротком импульсе полезного сигнала.

На следующих двух рисунках представлены два импульсных сигнала, имеющих одну частоту, но разную скважность:

Использование ШИМ в модулях Laurent

Использование ШИМ в модулях Laurent

Длительность импульсов второго сигнала несколько больше, поэтому его скважность меньше. Свойство ШИМ широко используется в электронике и электротехнике для изменения средней мощности электрического тока, отдаваемого в нагрузку. При большой скважности мощность мала, при малой скважности – относительно велика.

Если подать первый сигнал на нагрузку в виде лампы накаливания, то она будет светиться примерно в четверть накала, если подать второй, то лампа будет светиться в три четверти накала, то есть значительно ярче.

Модули Laurent имеют специальный выход, оснащенный мощным полевым транзистором, предназначенный для формирования сигнала ШИМ для управления нагрузкой. Нагрузка с источником питания подключаются к модулям по схеме, показанной на рисунке ниже:

Использование ШИМ в модулях Laurent

Значение постоянного напряжения не должно превышать 30 вольт, иначе выходной полевой транзистор будет поврежден.

Сигнал ШИМ, формируемый микроконтроллером модуля, поступает на выходной полевой транзистор, работающий в ключевом режиме: при наличии импульса он открывается, пропуская через себя ток, протекающий в нагрузку от источника питания, при отсутствии импульса транзистор закрывается, не пропуская ток в нагрузку.

Посмотрим на практике, как меняется яркость лампы накаливания, подключенной к клемме, обозначенной на плате модуля как PWM (англоязычной название ШИМ: Pulse-Width Modulation).

Возьмем вот такую автомобильную лампу накаливания P21W, которая рассчитана на напряжение 12 вольт и имеет мощность 21 ватт.

Использование ШИМ в модулях Laurent

Источником питания может служить автомобильный аккумулятор или, как в нашем случае, лабораторный блок питания. Минус источника питания должен быть подключен к клемме GND модуля. При включении модуля сигнал на выход ШИМ не подается, поэтому лампа не светиться.

Использование ШИМ в модулях Laurent

Теперь изменим параметры ШИМ сигнала модуля, подав соответствующую команду управления. Это можно сделать различными способами: с помощью штатной программы управления, через web-интерфейс, командной строкой через терминал и др. Способы управления модулями Laurent описаны в документации, размещенной на сайте Мастер Кит в разделах, посвященных модулям Laurent, а также в статьях, которые можно найти в конце этого материала.

Экран штатной программы управления Boxer, например, выглядит так:

Использование ШИМ в модулях Laurent

Управление параметром скважности сигнала ШИМ осуществляется ползунком в нижней части окна. При установке ползунка в положение 0 в нагрузку поступает мощность, равная 0, в положении 100 – полная мощность. На рисунке показано значение мощности 53%.

При этом подключенная к модулю лампа начинает слабо светиться, а ток, проходящий по цепи, имеет значение около 0.8 А. Мощность при таком токе и напряжении питания 12 В составляет 9.6 Вт, что приблизительно равно половине расчетной мощности лампы.

Использование ШИМ в модулях Laurent

Установим ползунок регулировки в положение 73%.

Использование ШИМ в модулях Laurent

Наблюдаем увеличение яркости свечения лампы и проходящего через нее тока.

Использование ШИМ в модулях Laurent

Установим ползунок в положение 100%.

Использование ШИМ в модулях Laurent

Лампа ожидаемо увеличивает свою яркость до максимума при расчетной мощности.

Использование ШИМ в модулях Laurent

Таким образом с помощью модулей Laurent можно управлять средней мощностью, поступающей в нагрузку.

Читайте обзоры и статьи по модулям Laurent на нашем сайте:

masterkit.ru

ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ЭлитанМастер КитMP712-LAURENT-25 041 руб.
CR2032PH — батарейка повышенной емкости от Fanso
Новое семейство микроконтроллеров STM32G0
Срезы ↓
Новая Инженерная Школа
Новая Инженерная Школа
Курсы и семинары для инженеров, технологов, разработчиков и конструкторов предприятий приборостроения.
Рейтинг@Mail.ru