Pwm என்றால் என்ன: துடிப்பு அகல பண்பேற்றம்

இன்வெர்ட்டர்கள், மாற்றிகள், எஸ்.எம்.பி.எஸ் சுற்றுகள் மற்றும் வேகக் கட்டுப்படுத்திகள்…. இந்த சுற்றுகள் அனைத்திலும் பொதுவான ஒரு விஷயம் என்னவென்றால், அதற்குள் பல மின்னணு சுவிட்சுகள் உள்ளன. இந்த சுவிட்சுகள் மோஸ்ஃபெட், ஐஜிபிடி, டிஆர்ஐசி போன்ற பவர் எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை. இதுபோன்ற பவர் எலக்ட்ரானிக் சுவிட்சுகளைக் கட்டுப்படுத்த நாம் பொதுவாக பிடபிள்யூஎம் சிக்னல்கள் (பல்ஸ் அகல மாடுலேஷன்) எனப்படும் ஒன்றைப் பயன்படுத்துகிறோம். இது தவிர, சர்வோ மோட்டார்கள் ஓட்டுவதற்கும், எல்.ஈ.டி பிரகாசத்தை கட்டுப்படுத்துவது போன்ற பிற எளிய பணிகளுக்கும் பி.டபிள்யூ.எம் சிக்னல்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

எங்கள் முந்தைய கட்டுரையில் ஏடிசி பற்றி நாங்கள் கற்றுக்கொண்டோம், அதே நேரத்தில் மைக்ரோகண்ட்ரோலர் போன்ற டிஜிட்டல் சாதனத்தால் அனலாக் சிக்னல்களைப் படிக்க ஏடிசி பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு PWM ஐ அதற்கு நேர்மாறாகக் கருதலாம், மைக்ரோகண்ட்ரோலர் போன்ற டிஜிட்டல் சாதனத்திலிருந்து அனலாக் சிக்னல்களை உருவாக்க PWM பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த கட்டுரையில் PWM, PWM சமிக்ஞைகள் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய சில அளவுருக்கள் பற்றி அறிந்து கொள்வோம், இதனால் அவற்றை எங்கள் வடிவமைப்புகளில் பயன்படுத்துவதில் நம்பிக்கையுடன் இருப்போம்.

PWM (துடிப்பு அகல பண்பேற்றம்) என்றால் என்ன?

பி.டபிள்யூ.எம் என்பது துடிப்பு அகல பண்பேற்றத்தைக் குறிக்கிறது; அத்தகைய பெயருக்கான காரணத்தை நாங்கள் பின்னர் பெறுவோம். ஆனால், இப்போது PWM ஐ ஒரு வகை சமிக்ஞையாக புரிந்து கொள்ளுங்கள், இது மைக்ரோகண்ட்ரோலர் அல்லது 555 டைமர் போன்ற டிஜிட்டல் ஐசியிலிருந்து தயாரிக்கப்படலாம். இவ்வாறு தயாரிக்கப்படும் சமிக்ஞையில் பருப்பு வகைகள் இருக்கும், மேலும் இந்த பருப்பு வகைகள் சதுர அலை வடிவத்தில் இருக்கும். அதாவது, எந்த நேரத்திலும் அலை அதிகமாக இருக்கும் அல்லது குறைவாக இருக்கும். புரிந்துகொள்ள எளிதாக 5 வி பிடபிள்யூஎம் சிக்னலைக் கருத்தில் கொள்வோம், இந்த விஷயத்தில் பிடபிள்யூஎம் சிக்னல் 5 வி (உயர்) அல்லது தரை மட்டத்தில் 0 வி (குறைந்த) ஆக இருக்கும். சமிக்ஞைகள் அதிகமாக இருக்கும் காலம் “ சரியான நேரத்தில் ” என்றும், சமிக்ஞை குறைவாக இருக்கும் காலம் “ ஆஃப் டைம் ” என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு PWM சமிக்ஞைக்கு நாம் அதனுடன் தொடர்புடைய இரண்டு முக்கியமான அளவுருக்களைப் பார்க்க வேண்டும், ஒன்று PWM கடமை சுழற்சி மற்றும் மற்றொன்று PWM அதிர்வெண்.

PWM இன் கடமை சுழற்சி

முன்பு கூறியது போல, ஒரு PWM சமிக்ஞை ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திற்குத் தங்கியிருக்கும், பின்னர் மீதமுள்ள காலத்திற்கு அது தங்கியிருக்கும். இந்த பிடபிள்யூஎம் சிக்னலை சிறப்பு மற்றும் மிகவும் பயனுள்ளதாக மாற்றுவது என்னவென்றால், பிடபிள்யூஎம் சிக்னலின் கடமை சுழற்சியைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் எவ்வளவு காலம் இருக்க வேண்டும் என்பதை நாம் அமைக்கலாம்.

PWM சமிக்ஞை HIGH (சரியான நேரத்தில்) இருக்கும் நேரத்தின் சதவீதம் கடமை சுழற்சி என அழைக்கப்படுகிறது. சமிக்ஞை எப்போதும் இயக்கத்தில் இருந்தால் அது 100% கடமை சுழற்சியில் இருக்கும், அது எப்போதும் முடக்கப்பட்டிருந்தால் அது 0% கடமை சுழற்சி ஆகும். கடமை சுழற்சியைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரங்கள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன.

கடமை சுழற்சி = நேரத்தை இயக்கவும் / (நேரத்தை இயக்கவும் + நேரத்தை அணைக்கவும்)

பின்வரும் படம் 50% கடமை சுழற்சியைக் கொண்ட PWM சமிக்ஞையை குறிக்கிறது. நீங்கள் பார்க்கிறபடி, முழு நேரத்தையும் கருத்தில் கொண்டு (நேரம் + ஆஃப் நேரம்) PWM சமிக்ஞை 50% காலத்திற்கு மட்டுமே இருக்கும்.

அதிர்வெண் = 1 / நேர காலம் நேர காலம் = சரியான நேரத்தில் + இனிய நேரம்

பொதுவாக மைக்ரோகண்ட்ரோலரால் உருவாக்கப்படும் பி.டபிள்யூ.எம் சிக்னல்கள் சுமார் 500 ஹெர்ட்ஸ் இருக்கும், இத்தகைய உயர் அதிர்வெண்கள் இன்வெர்ட்டர்கள் அல்லது மாற்றிகள் போன்ற அதிவேக மாறுதல் சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படும். ஆனால் எல்லா பயன்பாடுகளுக்கும் அதிக அதிர்வெண் தேவையில்லை. ஒரு சர்வோ மோட்டாரைக் கட்டுப்படுத்த நாம் 50 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் கொண்ட பி.டபிள்யூ.எம் சிக்னல்களை உருவாக்க வேண்டும், எனவே ஒரு பி.டபிள்யூ.எம் சிக்னலின் அதிர்வெண் அனைத்து மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களுக்கும் நிரல் மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

PWM இல் பொதுவாக எழும் சில கேள்விகள்

கடமை சுழற்சிக்கும் PWM சமிக்ஞையின் அதிர்வெண்ணிற்கும் என்ன வித்தியாசம்?

ஒரு PWM சமிக்ஞைகளின் கடமை சுழற்சி மற்றும் அதிர்வெண் பெரும்பாலும் குழப்பமடைகின்றன. ஒரு PWM சமிக்ஞை என்பது ஒரு சதுர அலை என்பது நமக்குத் தெரியும். நேரம் மற்றும் ஓய்வு நேரத்தில் இதன் தொகை ஒரு கால அவகாசம் என அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு காலத்தின் தலைகீழ் அதிர்வெண் என்று அழைக்கப்படுகிறது. PWM சமிக்ஞை ஒரு காலகட்டத்தில் இருக்க வேண்டிய நேரம் PWM இன் கடமை சுழற்சியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

எளிமையாகச் சொல்வதானால், PWM சமிக்ஞை எவ்வளவு விரைவாக இயக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் அணைக்கப்பட வேண்டும் என்பது PWM சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் அந்த வேகத்தில் PWM சமிக்ஞை எவ்வளவு நேரம் இயக்கப்பட வேண்டும் என்பது PWM சமிக்ஞையின் கடமை சுழற்சியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

PWM சமிக்ஞைகளை அனலாக் மின்னழுத்தமாக மாற்றுவது எப்படி?

டி.சி மோட்டரின் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்துவது அல்லது எல்.ஈ.டி யின் பிரகாசத்தை சரிசெய்தல் போன்ற எளிய பயன்பாடுகளுக்கு நாம் பி.டபிள்யூ.எம் சிக்னல்களை அனலாக் மின்னழுத்தமாக மாற்ற வேண்டும். ஆர்.சி. வடிப்பானைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இதை எளிதாகச் செய்யலாம் மற்றும் பொதுவாக டிஏசி அம்சம் தேவைப்படும் இடத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதற்கான சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது

மேலே காட்டப்பட்டுள்ள வரைபடத்தில், மஞ்சள் நிறமானது PWM சமிக்ஞை மற்றும் நீல வண்ணம் வெளியீட்டு அனலாக் மின்னழுத்தமாகும். மின்தடை R1 மற்றும் மின்தேக்கி C1 இன் மதிப்பை PWM சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் அடிப்படையில் கணக்கிட முடியும், ஆனால் பொதுவாக 5.7K அல்லது 10K மின்தடை மற்றும் 0.1u அல்லது 1u மின்தேக்கி பயன்படுத்தப்படுகிறது.

PWM சமிக்ஞையின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை எவ்வாறு கணக்கிடுவது?

ஒரு PWM சமிக்ஞையை அனலாக் ஆக மாற்றிய பின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் கடமை சுழற்சியின் சதவீதமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, இயக்க மின்னழுத்தம் 5 வி ஆக இருந்தால், பி.டபிள்யூ.எம் சிக்னலும் 5 வி அதிகமாக இருக்கும்போது இருக்கும். அத்தகைய சந்தர்ப்பத்தில் 100% கடமை சுழற்சிக்கு வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் 50% கடமை சுழற்சிக்கு 5 வி ஆக இருக்கும், அது 2.5 வி ஆக இருக்கும்.

வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் = கடமை சுழற்சி (%) * 5

எடுத்துக்காட்டுகள்:

எங்கள் பல திட்டங்களில் முன்னர் பல்வேறு மைக்ரோகண்ட்ரோலருடன் PWM ஐப் பயன்படுத்தினோம்:

• ATmega32 உடன் துடிப்பு அகலம் பண்பேற்றம்
• Arduino Uno உடன் PWM
• PIC மைக்ரோகண்ட்ரோலரைப் பயன்படுத்தி PWM ஐ உருவாக்குகிறது
• ராஸ்பெர்ரி பை பிடபிள்யூஎம் டுடோரியல்
• ராஸ்பெர்ரி பை உடன் சர்வோ மோட்டார் கட்டுப்பாடு
• MSP430G2 ஐப் பயன்படுத்தி துடிப்பு அகல மாடுலேஷன் (PWM)
• STM32F103C8 இல் துடிப்பு அகல மாடுலேஷன் (PWM)
• ராஸ்பெர்ரி பை உடன் சர்வோ மோட்டார் கட்டுப்பாடு
• ராஸ்பெர்ரி பை உடன் டிசி மோட்டார் கட்டுப்பாடு
• 1 வாட் எல்இடி டிம்மர்
• PWM ஐப் பயன்படுத்தி Arduino அடிப்படையிலான LED Dimmer

மேலும் PWM தொடர்பான அனைத்து திட்டங்களையும் இங்கே சரிபார்க்கவும்.