co je PWM ?

pwm

PWM je zkratka pro Pulse Width Modulation (modulace šířky pulsu), je technika používaná k regulaci výkonu a přenosu signálů v elektronice. Tato metoda pracuje na principu střídání zapnutí a vypnutí signálu v určitém časovém období.

Hlavní výhody PWM zahrnují:

  1. Efektivita: Umožňuje efektivnější řízení výkonu, protože zařízení je buď úplně zapnuto, nebo vypnuto, což snižuje ztráty energie.

  2. Flexibilita: PWM může být použit pro různé aplikace, jako je řízení intenzity osvětlení, regulace otáček motorů nebo vytápění.

  3. Jednoduchost: Implementace PWM je často jednoduchá a vyžaduje minimální komponenty.

PWM signál se obvykle charakterizuje dvěma hlavními parametry: frekvencí (kolik cyklů za sekundu) a poměrem pracovního cyklu (doba, během které je signál aktivní).

Poměr pracovního cyklu se obvykle vyjadřuje v procentech. Například 50% znamená, že je signál aktivní polovinu času.

 

Řízení pomocí PWM (modulace šířky pulsu) se široce používá v různých aplikacích, kde je potřeba regulovat výkon zařízení. Zde jsou některé klíčové aspekty a oblasti použití řízení PWM:

1. Ovládání Motorů

  • PWM se často používá k regulaci rychlosti stejnosměrných motorů. Upravováním délky aktivního signálu (pracovního cyklu) můžeme měnit průměrný výkon dodávaný motoru, což ovlivňuje jeho rychlost.

2. Regulace Osvětlení

  • V LED osvětlení se PWM používá k regulaci jasu. Upravováním pracovního cyklu je možné dosáhnout různých úrovní jasu, aniž by došlo k výrazným ztrátám energie.

3. Teplotní Regulace

  • V tepelných systémech, jako jsou topná tělesa, PWM umožňuje jemnou regulaci teploty tím, že se střídavě zapíná a vypíná topení, čímž se reguluje průměrná teplota.

4. Napájení a Zesílení

  • V napájecích zdrojích se PWM používá k efektivnímu řízení výstupního napětí a proudu, což zvyšuje účinnost napájení.

5. Zvukové Syntézy

  • V hudebních nástrojích a syntetizátorech se PWM používá ke tvorbě různých zvukových textur a k modulačním efektům.

6. Senzory a Zpracování Signálů

  • PWM signály mohou být také použity v senzorech a obvodech pro komunikaci a zpracování analogových signálů.

Implementace PWM

Při implementaci PWM je důležité zvolit správnou frekvenci a pracovní cyklus podle konkrétní aplikace. Například:

  • Frekvence: Nižší frekvence (několik Hz) je vhodná pro motorová řízení, zatímco vyšší frekvence (k několika kHz) se obvykle používá pro osvětlení LED.
  • Pracovní cyklus: Měníte procentuální hodnotu, kterou stráví signál v aktivním stavu, abyste regulovali výkon.

 

Obvyklé schéma řízení PWM:

  1. Generátor PWM (např. mikrořadič nebo timer):

    • Srdcem schématu je zařízení, které generuje PWM signál. To může být mikrořadič, který má integrovanou PWM funkci, nebo externí časovač.

  2. Výstupní signál:

    • Generátor PWM produkuje signál, který se zapíná a vypíná s různými cykly podle požadavků (např. 50%, 75% atd.).

  3. Ovládací obvod:

    • Výstupní signál PWM je odesílán do ovládacího obvodu. Ten může obsahovat tranzistory, MOSFETy nebo jiná výkonová zařízení, která řídí dodávku energie do zatížení (motor, LED atd.).

  4. Zatížení:

    • Na konci obvodu je zařízení, které se řídí (motor, LED, atd.). To reaguje na průměrný výkon dodávaný pomocí PWM signálu.

  5. Zpětná vazba (volitelně):

    • V některých systémech může být přítomna zpětná vazba pro regulaci a optimalizaci výstupu, což zajišťuje stabilitu a přesnost výkonu.