Генерация сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с использованием микросхемы таймера 555

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) - важная особенность каждого современного микроконтроллера из-за его требований для управления многими устройствами почти во всех областях электроники. ШИМ широко используется для управления двигателем, освещением и т. Д. Иногда мы не используем микроконтроллер в наших приложениях, и если нам нужно генерировать ШИМ без микроконтроллера, мы предпочитаем некоторые ИС общего назначения, такие как операционные усилители, таймеры, генераторы импульсов и т. Д. используют микросхему таймера 555 для генерации ШИМ. Микросхема таймера 555 - очень полезная микросхема общего назначения, которая может использоваться во многих приложениях.

Обязательные компоненты:

1. 555 таймер IC -1
2. 10К горшок -1
3. Резистор 100 Ом -1
4. Конденсатор 0,1 мкФ -1
5. Резистор 1 кОм (опционально)
6. Хлебная доска -1
7. Батарея 9В -1
8. Светодиод -1
9. мультиметр или CRO -1
10. Перемычка -
11. Разъем аккумулятора -1

Что такое сигнал ШИМ?

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - это цифровой сигнал, который чаще всего используется в схемах управления. Этот сигнал устанавливается на высокий (5 В) и низкий (0 В) в заранее определенные время и скорость. Время, в течение которого сигнал остается на высоком уровне, называется «временем включения», а время, в течение которого сигнал остается низким, называется «временем выключения». Ниже описаны два важных параметра ШИМ:

Рабочий цикл ШИМ:

Процент времени, в течение которого сигнал ШИМ остается ВЫСОКИМ (по времени), называется рабочим циклом. Если сигнал всегда включен, это 100% рабочий цикл, а если он всегда выключен, это 0% рабочего цикла.

Рабочий цикл = время включения / (время включения + время выключения)

Частота сигнала ШИМ определяет, насколько быстро ШИМ завершает один период. Один период полностью включает и выключает сигнал ШИМ, как показано на рисунке выше. В нашем руководстве мы установим частоту 5 кГц.

Мы можем заметить, что светодиод не горит на полсекунды, а светодиод горит в течение другой половины секунды. Но если Частота включения и выключения увеличилась с «1 в секунду» до «50 в секунду». Человеческий глаз не может уловить эту частоту. Для нормального глаза светодиод будет виден как светящийся с половинной яркостью. Таким образом, при дальнейшем сокращении времени включения светодиод становится намного светлее.

Мы ранее использовали ШИМ во многих наших проектах, проверьте их ниже:

• Широтно-импульсная модуляция с ATmega32
• ШИМ с Arduino Uno
• Генерация ШИМ с использованием PIC микроконтроллера
• Учебное пособие по Raspberry Pi PWM
• Управление двигателем постоянного тока с Raspberry Pi
• Светодиодный диммер мощностью 1 Вт
• Светодиодный диммер на базе Arduino с использованием ШИМ

Схема и объяснение генератора с таймером 555 и ШИМ:

В этой схеме генератора ШИМ, как мы упоминали выше, мы использовали микросхему таймера 555 для генерации сигнала ШИМ. Здесь мы контролировали выходную частоту сигнала ШИМ, выбрав резистор RV1 и конденсатор C1. Мы использовали переменный резистор вместо постоянного резистора для изменения рабочего цикла выходного сигнала. Зарядка конденсатора через диод D1 и разрядка через диод D2 будут генерировать сигнал ШИМ на выходном контакте таймера 555.

Нижеприведенная формула используется для определения частоты сигнала ШИМ:

F = 0,693 * RV1 * C1

Вся работа и демонстрация генерации ШИМ приведены в видео в конце, где вы можете увидеть эффект ШИМ на светодиодах и проверить его на мультиметре.

Моделирование генерации ШИМ с использованием таймера 555 IC:

Ниже приведены несколько снимков: