موج PWM چیست و چه کاربردی دارد ؟
اگر کمترین آشنایی با الکترونیک داشته باشید احتمالا با واژه ی PWM یا (Pulse Width Modulation) آشنا هستید. توجه داشته باشید PDM، همان PWM است.
قبل از اینکه بخواهیم این مسئله را باز کنیم، باید به چند چیز آشنا باشید.
مفهوم 0 و 1
به زبان ساده، 0 یعنی ولتاژی وجود ندارد و 1 یعنی ولتاژی وجود دارد.
به تصویر زیر دقت کنید. زمانی که کلید بسته باشد، لامپ روشن خواهد شد و زمانی که کلید باز باشد، لامپ خاموش، است.
زمانی که لامپ روشن است، ولتاژی دو سر آن افت کرده و زمانی که لامپ خاموش است، هیچ ولتاژی دو سر آن وجود ندارد.
نتیجه
لامپ روشن = 1
لامپ خاموش = 0
پس تا اینجا با مفهوم 0 و 1 آشنا شدیم.
خروجی و ورودی IC ها، دقیقا به همین شکل است. یعنی 0 و 1.
حال به این موضوع فکر کنید. اگر بخواهیم نور لامپ را به نصف کاهش دهید، باید چه کنیم؟
احتمالا اولین فکری که به ذهنتان میرسد، قرار دادن یک مقاومت متغیر در مسیر لامپ خواهد بود؟ هرچند یکی از راه حل های کاهش نور لامپ، همین است اما همیشه این راه حل جواب نمیدهد.
خروجی IC ها همیشه ثابت است مثلا 0 ولت یا 5 ولت. هیچوقت نمیشود خروجی IC، مثلا 3 ولت باشد.
پس ما باید برای کم کردن نور لامپ چه کاری انجام دهیم؟
برای تولید موج PWM دیود (دیود زنر و کاربرد آن)و آی سی 555 استفاده میشود.
به تصویر بالا دقت کنید. اگر کلید را با سرعت بالایی، خاموش و روشن کنیم، آن وقت چه اتفاقی می افتد؟
کلید را بزنید، بلافاصله لامپ روشن میشود. 1 هزارم ثانیه، منتظر بمانید، سپس کلید را بزنید تا لامپ خاموش شود. باز هم 1 هزارم ثانیه منتظر بمانید تا لامپ خاموش بماند. سپس این کار را دوباره و دوباره تکرار کنید.
با این کار، لامپ با سرعت زیادی خاموش و روشن میشود، اما ما نور لامپ را کمتر میبینیم.
اگر زمانی که لامپ روشن باشد، مثلا 5 ولت به آن برسد، با این کار، انگار ما 2.5 ولت به لامپ وصل کردیم. در نتیجه نور لامپ کمتر میشود.
به تصویر زیر دقت کنید تا با این مفهوم آشنا شوید.
اگر مفهوم عکس بالا را فهمیدید، پس PWM را متوجه شده اید.
با این قطع و وصل کلید، پالسی مانند بالا به وجود می آید. اینک باید به عرض پالس دقت کنید. اگر مدت زمانی که لامپ خاموش است، برابر با مدت زمانی که لامپ روشن است باشد، پس نور لامپ تقریبا نصف خواهد شد. حال اگر مدت زمانی که لامپ روشن است، دو برابر مدت زمانی که لامپ خاموش است باشد، پس نور لامپ بیشتر از نصف خواهد بود.
برای روشنایی لامپ باید به فرمول زیر اشاره کرد.
بعد از فهمیدن فرمول بالا، به تصویر زیر دقت کنید تا موضوع را بهتر متوجه شوید.البته باید با قانون اهم هم آشنا باشید که ما در مقاله قانون اهم به زبان ساده بطور مفصل در این باره برای شما توضیح داده ایم.
در شکل زیر، مشاهده میکنید، مدتی زمانی که ولتاژ به لامپ میرسد، دقیقا برابر با مدت زمانی است که ولتاژ به لامپ نمیرسد. پس مانند این است که ولتاژ دو سر لامپ، نصف شده است.
در این جا با مفهوم کلی PWM آشنا شدیم، بهتر است به کاربرد های آن اشاره کنیم.
1- کنترل دور موتور : از کوادکوپتر ها گرفته تا فن لپ تاپ و کامپیوتر، همه از موتورهای قابل کنترل استفاده میکنند. کنترل سرعت موتور به وسیله ی این کار انجام میشود.
2- کنترل شدت نور : در هرکجا که فکر کنید، با PWM میتوان، میزان نور را تنظیم کرد.
برای مثال، تنظیم نور پس زمینه ی گوشی یا لپ تاپ شما، توسط PWM است.
3- در شارژ سریع، از همین PWM استفاده میشود.
4- درست کردن سیگنال AC یا بهتر بگم تبدیل DC به AC در مدارات اینورتر
به جز چهار مورد بالا، در جاهای دیگر نیز، از PWM استفاده میشود.
در پایان هم با بستن مدار زیر، میتوانید یک PWM درست کنید و با پتانسیومتر، عرض پالس را کنترل کنید.
ولتاژ خروجی آی سی شارژ به صورت موج PWM است
در گوشی های موبایل ولتاژ خروجی آی سی شارژ به صورت DC کاملا خطی نیست بلکه به صورت موج PWM است.
در هنگام شارژ گوشی ولتاژ مورد نیاز برای شارژ گوشی با توجه به میزان ولتاژ باتری تغییر میکند.
برای کنترل میزان ولتاژ خروجی شارژ گوشی از موج PWM استفاده میشود،به همین دلیل ولتاژ خروجی آی سی شارژ گوشی به صورت موج PWM است.
در گوشی موبایل میزان ولتاژ خروجی آی سی شارژ به دو سر باتری با موج PWM به صورتی که در بالا گفته میشود کنترل میشود.
ولتاژ خروجی PWM در عمل مربعی کامل نیست.
وقتی که موج PWM را با اسلوسکوپ اندازه گیری میکینم میبینیم که موج PWM به صورت مربعی کامل نیست بلکه کمی متفاوت است.
در این ویدئو ولتاژ خروجی شارژ گوشی که به صورت PWM است نشان میدهم در این ویدئو موج PWM را به صورت واقعی مشاهده میکیند
موج PWM در اسیلوسکوپ
کابرد موج PWM در مدار افزایش دهنده ولتاژ
یکی از کاربرد های موج PWM در مدار افزایش دهنده ولتاژ است. مثلا در نور صفحه نمایش ولتاز مورد نیاز بین 7 تا 15 ولت است که از ولتاژ باتری که 4.3 ولت است بیشتر است به همین دلیل برای تامین ولتاژ مورد نیاز باید از مدار افزایش دهنده ولتاژ استفاده کرد.
در مقاله مدار افزایش دهنده ولتاژ این مدار را به صورت کامل تحلیل کردم حتما بخوانید.
در دوره های آموزش تعمیرات موبایل شیراز فیدار که در بهترین آموزشگاه تعمیرات موبایل در شیراز برگذار میگردد تعمیر انواع مدار های افزایش ولتاژ و تعمیرات تخصصی موبایل به صورت کاملا حرفه ای و اصولی آموزش داده میشود برای شرکت در دوره ها به سایت آموزشگاه تعمیرات موبایل فیدار در شیراز مراجعه کنید.
فراموش نکنید، الکترونیک بی انتهاست!!!
4 نظر در “PWM چیست و به وسیله ی آن، چه کارهایی میتوان انجام داد؟”