Схема включения NE555 и простой ШИМ регулятор на чипе 555

В этой инструкции я покажу, как создать простой ШИМ регулятор (широтно-импульсную модуляцию) из чипа 555, таймера и некоторых других компонентов. Всё очень просто, и схема включения NE555 хорошо работает для контроля светодиодов, лампочек, сервомоторов или двигателей постоянного тока.

Мой ШИМ регулятор на 555 может лишь изменять коэффициент заполнения с 10% до 90%.

Шаг 1: Что такое ШИМ

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) сигнала или источника питания включает в себя модуляцию его рабочего цикла, чтобы либо передавать информацию по каналу связи, либо управлять посылаемой мощностью. Самый простой способ генерации сигнала ШИМ требует только пилообразного или треугольного сигнала (легко генерируемого с использованием простого осциллятора) и компаратора.

Когда значение опорного сигнала (зеленый синусоидальной волны на рисунке 2) больше, чем сигнал модуляции (синий), ШИМ сигнал (пурпурный) находится в высоком состоянии, в противном случае она находится в низком состоянии. Но в моем ШИМ я не буду использовать компаратор.

Шаг 2: Типы ШИМ

Существует три типа ШИМ:

1. Центр пульсации может быть зафиксирован в середине временного окна, и оба края импульса перемещаются для сжатия или расширения ширины.
2. Передняя кромка пульсации может удерживаться у передней кромки временного окна, а хвостовая кромка будет модулироваться.
3. Хвостовая кромка пульсации может быть зафиксирована, а передняя кромка будет модулироваться.

Три типа сигналов ШИМ (синий): модуляция передней кромки (верхняя строка), модуляция задней кромки (средняя строка) и пульсация в середине (обе кромки модулируются, нижняя строка). Зеленые линии — это пилообразные сигналы, используемые для генерации сигналов ШИМ с использованием метода пересечения.

Шаг 3: Как нам поможет ШИМ?

Питание:
Шим может использоваться для уменьшения общего количества энергии, подаваемой на LOAD, без потерь, обычно возникающих при ограничении источника питания резистивным средством.

Это связано с тем, что средняя подаваемая мощность пропорциональна циклу модуляции.

При достаточно высокой скорости модуляции пассивные электронные фильтры могут использоваться для сглаживания последовательности импульсов и восстановления среднего аналогового сигнала.

Высокочастотные системы управления мощностью при помощи ШИМ легко реализуются с использованием полупроводниковых переключателей. Дискретные состояния включения/выключения модуляции используются для управления состоянием переключателя (переключателей), которые соответственно управляют напряжением. Основным преимуществом этой системы является то, что переключатели либо выключены и не имеют ток, либо включены и (в идеале) не имеют потерь напряжения вокруг них. Произведение тока и напряжение в любое заданное время определяет мощноость, рассеиваемую переключателем, таким образом (в идеале), мощность вообще не рассеивается.

На самом деле, полупроводниковые переключатели не являются идеальными, но на них все же возможно построить контроллеры высокой эффективности.

ШИМ также часто используется для управления подачи электроэнергии на другое устройство, например, при управлении скоростью электродвигателей, регулирования громкости аудиоусилителей класса D или регулировании яркости источников света и многих других приложений силовой электроники. Например, световые диммеры для домашнего использования используют определенный тип управления ШИМ.

Домашние световые диммеры обычно включают в себя электронные схемы, которые подавляют ток в определенных частях каждого цикла напряжения сети переменного тока. Регулировка яркости света, испускаемого источником света, — это просто вопрос настройки напряжения (или фазы) в цикле переменного тока, в котором диммер начинает подавать электрический ток на источник света (например, с помощью электронного переключателя, такого как симистор ). В этом случае рабочий цикл ШИМ определяется частотой сетевого напряжения (50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны). Эти довольно простые типы диммеров могут эффективно использоваться с инертными (или относительно медленно реагирующими) источниками света, такими как лампы накаливания, например, для которых дополнительная модуляция в подаваемой электрической энергии, вызванная диммером, вызывает лишь незначительные дополнительные колебания в испускаемый свет.

Однако некоторые другие источники света, такие как светодиоды, очень быстро включаются и выключаются и, по-видимому, мерцают, если они поставляются с низким напряжением. Воспроизводимые эффекты мерцания от таких источников быстрого реагирования могут быть уменьшены за счет увеличения частоты ШИМ. Если флуктуации света достаточно быстры, зрительная система человека больше не может их фиксировать, и глаз воспринимает среднюю интенсивность времени без мерцания (см. Порог слияния фликкера).

Регулирование напряжения:
ШИМ также используется в эффективных регуляторах напряжения. Путем переключения напряжения на нагрузку с соответствующим рабочим циклом выход будет приближать напряжение на желаемом уровне. Шум переключения обычно фильтруется индуктором и конденсатором.

Один метод измеряет выходное напряжение. Когда он ниже желаемого напряжения, он включает переключатель. Когда выходное напряжение выше желаемого напряжения, оно отключает переключатель.

Регуляторы частоты вращения вентиляторов для компьютеров обычно используют ШИМ, так как она намного эффективнее по сравнению с потенциометром.

ШИМ иногда используется в синтезе звука, в частности в субтрактивном синтезе, поскольку она дает звуковой эффект, подобный хору или слегка расстроенным осцилляторам, которые играют вместе. (На самом деле PWM эквивалентна разности двух пилообразных волн.) Отношение между высоким и низким уровнем обычно модулируется низкочастотным генератором или LFO.

Популярным стал новый класс аудиоусилителей, основанный на принципе ШИМ. Называемые «усилители класса D», эти усилители создают эквивалент ШИМ аналогового входного сигнала, который подается на громкоговоритель через подходящую фильтрующую сеть для блокировки несущей и восстановления исходного аудиосигнала. Эти усилители характеризуются очень хорошими показателями эффективности (около 90%) и компактными размерами / малым весом для больших выходных мощностей.

Исторически сложилось, что грубая форма ШИМ используется для воспроизведения цифрового звука PCM на динамике ПК, который способен воспроизводить только два уровня звука. Тщательно определяя длительность импульсов и полагаясь на физические свойства фильтрации динамика (ограниченный частотный отклик, самоиндуктивность и т. д.), можно получить приблизительное воспроизведение образцов моно PCM, хотя и при очень низком качестве, и с очень разными результатами между реализациями.

В более поздние времена был введен метод цифрового кодирования прямого потока Digital Stream, который использует обобщенную форму широтно-импульсной модуляции, называемую модуляцией плотности импульса, при достаточно высокой частоте дискретизации (как правило, порядка МГц) для покрытия всех акустических частот с достаточной точностью. Этот метод используется в формате SACD, а воспроизведение кодированного аудиосигнала по существу аналогично методу, используемому в усилителях класса D.

Динамик: Используя ШИМ, можно модулировать дугу (плазму), и если она находится в диапазоне слуха, ее можно использовать в качестве динамика. Такой динамик используется в звуковой системе Hi-Fi в качестве высокочастотного динамика.

Круто, не так ли?

Шаг 4: Необходимые компоненты

Это простая схема с одним чипом, поэтому вам не понадобится много компонентов

• NE555, LM555 или 7555 (cmos)
• Рекомендую использовать два диода 1n4148, но подойдут и диоды серии 1n40xx
• Потенциометр 100К
• Зеленый конденсатор 100nf
• Керамический конденсатор 220pf
• Печатная плата
• Полупроводниковый транзистор

Шаг 5: Построение устройства

Просто следуйте диаграмме и поместите все детали на макет. Проверьте дважды расположение каждого компонента перед тем, как включить устройство. Если вы хотите эффективно управлять и контролировать яркость источника света или двигатель, вы можете поставить на его выход только силовой транзистор, но если вы хотите лишь управлять источником света или двигателем, тогда рекомендуется поставить ёмкий конденсатор, например, 2200uf. Если поставить этот конденсатор и включить мотор на нагрузке в 40%, то двигатель будет на 60% эффективнее на той же скорости и крутящем моменте.

Здесь есть два видео, на которых показано, как работает моя ШИМ. На первом вы можете видеть, что вентилятор начинает вращаться на 90% рабочем цикле. На втором вы можете видеть, что светодиоды мигают, а вентилятор работает на 80%.

Файлы

• 12122008098.mp4″ /]
• 12122008102.mp4″ /]

ШИМ регулятор скорости вращения вентилятора на таймере 555 —

---

Автоматический регулятор скорости вращения 4х-проводного вентилятора для компьютера

Этот простой регулятор скорости вращения можно использовать для автоматического управления 4-х выводным «умным» компьютерным вентилятором в зависимости от температуры радиатора. Если в схему добавить ключ на полевом или биполярном транзисторе то можно управлять обычным 2-х или 3-х выводным компьютерным вентилятором. Варианты схемы будут рассмотрены далее в статье.

Я использовал такой регулятор в маленьком компьютерном системном блоке — «неттопе» Lenovo, в котором по какой-то причине не удалось задействовать встроенную в плату ШИМ регулировку скорости вентилятора охлаждения процессора. Возможно из-за аппаратной проблемы на плате, но скорее всего из — за отсутствия нужного драйвера скорость вентилятора всегда была на минимуме и процессор перегревался. То есть материнская плата не увеличивала скорость при увеличении нагрузки процессора и его нагреве, как это обычно происходит в ноутбуках и десктопах. Использование сторонних программ для управления вентиляторами не дало результатов. Все программы просто не видели чип управления вентилятором.

Однако, эту схему можно с успехом использовать в любом устройстве, где требуется охлаждение элементов схемы, например в блоке питания или в звуковом усилителе мощности. Принцип работы заключается в постоянном отслеживании температуры радиатора транзисторов или микросхемы и увеличении скорости вращения лопастей вентилятора пропорционально росту температуры.

По способу подключения и управления «Компьютерные» вентиляторы бывают нескольких типов:

Самый простой — это 2 провода. Плюс и минус напряжения питания 12 вольт. Часто такие вентиляторы применяются в недорогих компьютерных блоках питания. Управлять скоростью вращения такого вентилятора можно изменяя напряжения его питания. Никакого контроля скорости вращения нет.

Следующий тип — вентилятор с 3 проводами. Отличается от двухпроводного наличием третьего провода, по которому передается сигнал от датчика вращения. Таким образом материнская плата компа или другое устройство, к которому подключен вентилятор, может «знать» о скорости вращения вентилятора. Если например вентилятор сломается и перестанет крутиться, то пропадут сигналы от датчика вращения на третьем проводе. В этом случае материнская плата выключится чтобы предотвратить разрушение процессора из-за перегрева. Управлять скоростью такого вентилятора можно также как и в случае с 2-х проводным — изменением напряжения питания или с помощью ШИМ — регулирования.

Третий тип — вентилятор с четырьмя проводами. Это наиболее продвинутый тип управления. Обычно используется в более дорогих и качественных вентиляторах. Именно такой вентилятор использовался в моем неттопе. Его работу мы разберем подробнее дальше.

четвертый тип подключения — это разновидность первого двухпроводного, с использованием стандартного разъема MOLEX. Обычно вентиляторы с такими разъёмами используются для установки в компьютерные корпуса для улучшения охлаждения внутри компьютера. Провод +5V MOLEX-а в простых вентиляторах не используется, но иногда он может быть задействован для питания дополнительного контроллера если вентилятор продается в комплекте с регулятором оборотов. Но чаще всего задействованы только +12 и GND.

Работа 4-х проводного вентилятора

Для того, чтобы заставить работать 4-х пиновый вентилятор, нужно сделать следующее:

• подключить черный провод к минусу источника питания (земле)
• подключить желтый провод 3 +12 источника питания. При этом, в зависимости от типа вентилятора, он крутиться не буде вообще, либо будет вращаться на самой минимальной скорости
• На синий провод подать управляющие импульсы от генератора или ШИМ контроллера. Это должны быть прямоугольные импульсы амплитудой от 4 до 12 вольт и с частотой от нескольких сот герц до нескольких килогерц.

Вентилятор может работать при частоте управляющих импульсов в довольно широком диапазоне. Определяющим фактором является не частота импульсов, а их скважность. Чем больше процент заполнения импульсов тем выше скорость вращения. Собственно, как и у любого вентилятора, подключенного к шим контроллеру через транзисторный ключ. Вся разница в том, что этот ключ на полевом транзисторе встроен в вентилятор и внешний уже не требуется. Подавая импульсы на синий провод мы как раз и управляем этим встроенным в вентилятор ключом.

Скорость вращения также несколько зависит от частоты импульсов. При большей частоте и при одинаковой скважности скорость вентилятора будет несколько выше. При питании от материнской платы компьютера частот следования импульсов обычно в районе 10 кГц, но вентилятор будет прекрасно работать и при частоте импульсов например в 400. .500 Гц. В моем контроллере на NE555 частота импульсов в районе 1..4 кГц в зависимости от настроек схемы.

Схема регулятора скорости вращения четырех-проводного вентилятора

Четырехпроводной вентилятор подключается так:

• черный провод — минус питания 12 вольт (земля)
• желтый провод — к источнику плюс 12 вольт
• если нужно измерять частоту вращения вентилятора то третий, зеленый провод подключается к соответствующей цепи. Либо оставляем неподключенным
• Синий провод подключаем к выходу нашего устройства (к правому выводу резистора R2 сопротивлением 27 Ом

С случае с моим компьютером я просто перерезал синий провод, который шел от вентилятора к материнской плате и подал на на него сигнал от этого регулятора. Остальные 3 провода остались подключенными к разъему на материнской плате неттопа.

---

---

Основа регулятора — мультивибратор на микросхеме NE555. В качестве термо-датчика используется китайский терморезистор номинального сопротивления 100 к. Такие терморезисторы используются для контроля температуры в столиках 3D принтеров. Они очень дешевы, на алиэкспресс можно заказать партию из 10 или 20 штук. Терморезистор имеет очень малые размеры и соответственно, небольшой инерционностью. Он очень удобен для наших целей. Проволочные выводы терморезистора не имеют изоляции поэтому необходимо надеть на них кусочки термоусадочной трубки

Терморезистор приклеиваем к радиатору эпоксидным клеем.

При комнатной температуре сопротивление терморезистора — в районе 100 килоом. При этом, при указанном на схеме сопротивлении резистора R1 скважность выходного сигнала близка к 2. То есть коэффициент заполнения = 0,5. Это является исходным состоянием, при котором обороты вентилятора минимально — необходимые.

Форма сигнала на выходе таймера 555 при комнатной температуре

По мере увеличения температуры в контролируемой точке, сопротивление терморезистора уменьшается и увеличивается коэффициент заполнения прямоугольного сигнала на выходе:

Форма сигнала на выходе при увеличении температуры

Соответственно увеличивается число оборотов вентилятора. В каждом случае необходимый диапазон регулировки скважности зависит от ваших потребностей и от параметров конкретного вентилятора. Поэтому настраивать схему нужно отдельно для каждого вентилятора и диапазона рабочих температур.

Настройку можно осуществить в следующей последовательности:

• Вместо резистора R1 временно впаиваем подстроечный (или переменный) резистор сопротивлением 300 — 500 кОм
• Крутим до получения необходимого минимального числа оборотов вентилятора
• теперь нужно добиться максимальной температуры в контролируемой точке. Если это радиатор процессора компьютера, то запускаем на компьютере какой-нибудь бенчмарк чтобы на 100 % загрузить процессор. Если это, например, радиатор охлаждения какого либо блока питания, то нагружаем блок питания по максимуму. И т.д.
• В течение примерно 10…15 минут наблюдаем за работой этого всего, подстраивая резистором необходимую максимальную скорость вращения вентилятора так, чтобы температура не превышала максимально допустимую.
• Измеряем сопротивление переменного резистора и впаиваем вместо него в схему постоянный резистор близкого номинала.
• Может также потребоваться подобрать (или даже совсем исключить из схемы) резистор R3. Его сопротивление зависит от характеристики терморезистора. Чем меньше сопротивление R3 тем больше зависимость скорости вращения от изменения температуры.

Теперь о том как подключить к данной схеме двух — или трех — проводной вентилятор. В таком случае вентилятор нужно подключать по цепи его питания

Схема использования обычного двух или трех проводного вентилятора

Кроме указанного на схеме, в качестве ключа можно использовать практически любой подходящий по мощности MOSFET транзистор.

Что делать, если у вас есть только терморезистор на 10 кОм? Не проблема. Можно адаптировать схему для работы с таким терморезистором (термисторы на 10 кОм очень распространены). Для того, чтобы использовать такой термистор нужно изменить некоторые элементы схемы. Вот новые номиналы:

R1 должен быть сопротивлением от 20 до 22 кОм

С1 должен быть емкостью 10 нф (0.01 мкФ)

R3 можно поставить на 1 — 3 килоом или просто заменить перемычкой (зависит от нужной характеристики регулировки и от вашего конкретного вентилятора).

---

ШИМ-схема с таймером 555 для управления древним злом

Вездесущее цифровое чудо 1971 года — таймер 555 — имеет важное значение, изобилующее 25 транзисторами, 15 резисторами и двумя диодами, неудобно втиснутыми в микросхему размером меньше десятицентовой монеты (монета в 5 пенсов для тех, кто находится по ту сторону океана). Практически все можно сделать с помощью таймера 555, и каждую схему интересно создавать, что я показываю в своей книге «Essential 555 IC: Design, Configure, and Create Clever Circuits».

В этой книге я покажу читателю самое простое использование таймера 555, а также довольно продвинутые приемы и приемы практического создания забавных проектов. Но не каждый проект попал в книгу. На самом деле большая часть золотарника моей рукописи до сих пор лежит на столе моего издателя.

Тем не менее, я подумал, что сегодня принесу сюда один из этих вырезанных проектов. Драгоценный камень бесплатно! CЕГОДНЯ!

Это просто для новичков, достаточно сложно для опытных и незаменимо в борьбе с древним злом.

Сначала небольшая предыстория

В этом проекте мы переведем таймер 555 в его «нестабильный режим». Также известный как нестабильный мультивибратор или автономный мультивибратор, в этом режиме выход IC представляет собой непрерывный сигнал без необходимости внешнего триггера.

Проще говоря, мы собираемся создать сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с помощью таймера 555. Этот ШИМ-сигнал можно использовать для применения времени, указывающего на то, что что-то активировано, известного как рабочий цикл. Например, при рабочем цикле 50 % нагрузка цепи будет «включена» в течение половины времени.

В этом проекте мы будем применять переменный ШИМ-сигнал для управления интенсивностью древнего объекта зла. Увеличьте время рабочего цикла для большего зла, уменьшите для меньшего зла. В старые времена вам могли потребоваться шаманы и безделушки магического значения, чтобы иметь аналогичный эффект. Это 2022 год, а не 2022 год до нашей эры. Пришло время элегантным технологиям заменить эти старые способы.

Давайте посмотрим на схему

В цепи ШИМ таймер 555 выдает логический сигнал «высокий» и «низкий» в зависимости от отношения, полученного на основе значения нескольких подключенных компонентов. Это достигается резистором R2, диодами D1 и D2, потенциометром P1 и конденсатором C1 9.0027 (рис. 1) .

Для простоты я сократлю уравнения до того, что вам нужно знать:

Время = время включения + время выключения
Рабочий цикл = (время работы/время)*100
Время включения = 0,693*R2*C1
Время выключения = 0,693*P1*C1 

Следовательно, в этом случае рабочий цикл снизится до = R2/(R2+P1)

Например, когда P1 = R2, рабочий цикл составит 50%. Или просто половина зла может вылиться наружу, царапая и разрывая окружающие предметы.

Давайте создадим макетную плату

Соберите, как показано на макетной плате (рис. 2) . Не торопись; один неуместный провод может означать столетия тьмы на землях.

Окончательная сборка должна выглядеть примерно так Рисунок 3 .

TI.com — это самый простой способ поиска и покупки оригинальных деталей TI по ​​самым низким ценам в Интернете.

{}»>Купить на TI.com

Реальная демонстрация Circuit

Теперь подключите вашу цепь к древнему злу. Я выбрал эту одержимую фигуру, созданную слепым зверем без конечностей, во время сильного шторма, в огне и под водой… несколько эонов назад. Как я пришел к такому объекту, это история в другой раз. Здесь я установил схему на очень малый рабочий цикл, примерно настолько, насколько я мог провернуть этот потенциометр с помощью гаечного ключа; Я не балуюсь (рис. 4) . Мы хотим немного зла. Вы можете почувствовать озноб или жжение по всему телу, но это должно быть терпимо.

Цепь прокручена до полного наклона тележки (рис. 5) . В этот момент у вас может появиться кровотечение из глаз, голоса в голове и/или желание украсить свою лабораторию скелетами. Прежде чем древнее зло выбора полностью активируется, я предлагаю просто уменьшить его до более умеренного уровня отвратительности.

Если вы испытываете все вышеперечисленные эффекты, но теперь земля трясется — вы готовы, мой друг. Поскольку вас втягивает в недра неопределенной гибели, я, по крайней мере, надеюсь, что вам понравился этот учебник по таймеру 555.

Если вы выживете… ждите от меня новых невыпущенных проектов таймера 555, таких как:

• 555 кардиостимулятор на основе таймера для человека
• 555 таймер для спинного мозга кролика, управляемого радиоуправлением
• моностабильный 555 манипулятор погоды с таймером

…и рецепт гладкого и восхитительного мохито с таймером 555. Встряхивайте свои микросхемы, а не перемешивайте их — это правильно.

Ваш дружелюбный окружной судья, Кейб Этвелл.

Прочтите другие статьи из серии «1 апреля 2022 года» в разделе «Юмор» в нашей Библиотеке серий. . PWM — это метод, в котором величина тока, протекающего в цепи, может контролироваться путем прерывания постоянного тока с помощью затвора или транзистора, который изменяет свой рабочий цикл (время включения-выключения) вы должны увидеть в этой статье мигание светодиода с использованием 555 IC. Эта статья о том, как вы можете управлять скоростью двигателя постоянного тока с помощью контроллера двигателя с ШИМ

. Эту схему ШИМ можно легко найти в нашем повседневном оборудовании, таком как мобильные зарядные устройства, адаптеры для ноутбуков, инверторы, источники питания настольных ПК, и во многих других типах оборудования, в котором требуется стабильное низкое напряжение .

Мы используем двигатели постоянного тока, такие как вентиляторы постоянного тока , во многих системах в нашей повседневной жизни. Например, для охлаждения системы, в блоке питания и т. д. Большую часть времени нам приходится контролировать его скорость в соответствии с требованиями.

Есть много способов сделать это. Например, вставив последовательный резистор для ограничения тока и, следовательно, ограничения скорости. Но это не лучший способ, потому что при этом большая часть энергии тратится впустую в виде тепла .

Если уж использовать любой микроконтроллер, то это дорогой метод, не по карману и подходит для небольших двигателей. Вот почему мы используем ШИМ, который имеет высокую эффективность и точность.

Концепция вентилятора с ШИМ-контроллером:

Здесь мы предлагаем хороший способ управления скоростью двигателя постоянного тока с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Изменяя ширину прямоугольной волны , можно изменить скорость . Скорость зависит от рабочего цикла прямоугольной волны. При этом частота переключения остается постоянной. ШИМ-контроллер также известен как контроллер постоянного тока, поскольку он работает на постоянном токе для управления постоянным током.

 Что такое рабочий цикл?

Вот понятие рабочего цикла. Рабочий цикл — это длительность импульса, деленная на период импульса. Если импульс имеет одинаковое время включения и выключения, то его скважность будет

50% .

Чем больше время включения последовательности импульсов, тем больше будет рабочий цикл . И, следовательно, больше будет скорость двигателя постоянного тока. На изображении ниже вы можете увидеть ШИМ с различными рабочими циклами.

Мы используем IC 555 для генерации прямоугольной волны и управления рабочим циклом. Дополнительные сведения о IC 555 см. в техническом описании.

Компоненты:

• 1. У1 555 IC
  2. Р1 10к
  3. Р2 10к
  4. Р3 1k
  5. Р4 1k
  6. Потенциометр RV1 100k
  7. C1 10 мкФ (электролит 25 В)
  8. С2 10 нФ
  9. Q1 IRFZ44N MOSFET (в соответствии с текущими требованиями)
  10. Д1 1N4148
  11. Двигатель постоянного тока

Цепь:

 

IC 555 работает в нестабильном режиме. Частота зависит от пассивных компонентов — резисторов и конденсаторов.

Скорость двигателя можно изменить с помощью RV1 (потенциометр). если мы увеличим рабочий цикл, скорость будет увеличиваться, и наоборот. Вы можете изменить MOSFET в соответствии с вашими текущими требованиями.

Схема ШИМ-контроллера Объяснение:

Как показано на приведенной выше схеме, схема содержит таймер 555, конденсатор ( 10 мкФ и 10 нФ ), два потенциометра ( 10 кОм и 10 кОм). IRFZ44N ), двигатель постоянного тока с диодной защитой ( 1N448 используется для высокочастотного переключения. 555 таймер прочитать эту статью

Приведенная выше схема представляет собой ШИМ-регулятор 12В, это самая эффективная и простая схема. Она работает лучше, чем предыдущая схема, которая также имеет два потенциометра, здесь у нее есть два диода, которые контролируют направление тока. С помощью ШИМ мы изменяем выходной ток в единицу времени и среднее выходное напряжение, за счет которого изменяется выходная мощность.

Генератор, управляемый напряжением, на микросхеме ГУН LM566

Соединения:

1. Таймер 555 представляет собой 8-контактную микросхему, которая может генерировать тактовые импульсы различной частоты.
2. Контакты 4 и 8 подключены к Vcc.
3. Между контактами 7 и 8 имеется резистор 1 кОм.
4. Два противоположных диода подключены к контакту 7.
5. Две фиксированные клеммы потенциометра на 100 кОм подключены к двум диодам.
6. Переменная клемма потенциометра 100k подключена к контакту 6.
7. Конденсатор 10 мкФ подключен к контакту 6.
8. конденсатор 100nf подключен к контакту 5.
9.  Контакты 2 и 6 закорочены.
10. контакт 3 подает ШИМ-выход на затвор MOSFET через резистор 1k (вы должны изменить его в соответствии с требованиями).
11. IRFZ44N представляет собой N-канальный полевой МОП-транзистор , имеющий высокий ток стока 49 А и низкое значение Rds 17,5 мОм. Он также имеет низкое пороговое напряжение 4 В, при котором MOSFET начинает проводить ток. Следовательно, он обычно используется с микроконтроллерами для управления напряжением 5 В.
12. Вы можете использовать любой двигатель в зависимости от ваших требований и использовать соответствующий быстродействующий переключающий транзистор.

работа схемы:

В ШИМ-контроллере таймер 555 генерирует сигнал ШИМ, когда в цепь подается напряжение VCC, конденсатор c1 начинает заряжаться через резистор VR1 и VR2 , как только конденсатор заряжается до пороговое напряжение (напряжение, при котором выход изменяется на 0 или 1).

Транзистор на контакте 7 срабатывает, что в конечном итоге запускает разрядку конденсатора C1 зарядку и разрядку раз не то же самое как во время зарядки оба резисторы задействованы, тогда как во время разрядки задействованы только VR2 что приводит к прямоугольной волне (не прямоугольной) она имеет неодинаковое время включения и выключения.

Необходимо посмотреть это видео для лучшего понимания .0003 соотношение сопротивлений двух потенциометров.

Если мы изменим POT (потенциометр) VR2, оставив VR1 0 Ом, минимальный рабочий цикл будет 50% . тогда как, если используются оба POT, то минимальный рабочий цикл может быть ниже 10% до 5% . Рабочий цикл может варьироваться, но частота выходной волны останется постоянной.

Используя эту схему, мы можем получить желаемый ШИМ-сигнал постоянной частоты.

Как сигнал ШИМ управляет скоростью двигателя постоянного тока?

Двигатель постоянного тока работает по принципу электромагнетизма . когда ток течет по проводнику, он создает электромагнитного поля. На это поле также влияет внешнее магнитное поле .

Ротор и статор:

В двигателе постоянного тока имеется ротор и статор . Ротор изготовлен из электромагнитов, они представляют собой проводники, намотанные на металл железа. Статор не что иное, как пара постоянные магниты с противоположной полярностью, закрепленные на внутреннем корпусе двигателя. Когда ток протекает через электромагниты, они создают магнитное поле и отталкиваются статорами, сила, создаваемая электромагнитами, прямо пропорциональна току, протекающему через него, а также напряжению на нем.

Итак, возникает сложный момент: когда мы подаем высокочастотный сигнал с низким рабочим циклом (время включения) , непосредственно влияет на величину тока , протекающего через катушки, и уменьшает. аналогично, когда мы увеличиваем рабочий цикл, ток протекающий через катушку увеличивает приводя к очень высокой скорости вращения .

меры предосторожности:

Частота рабочего цикла должна быть достаточно высокой. Если частота рабочего цикла слишком низкая, это вызовет рывок двигателя, а также шум . Чтобы этого избежать, частота должна быть достаточно высокой для плавного вращения.