Широтно-импульсная модуляция2

1. Широтно-импульсная модуляция

2. Широтно-импульсная модуляция

• Микроконтроллеры обычно не могут выдавать произвольное
напряжение. Они могут выдать либо напряжение питания (например,
5 В), либо землю (т.е. 0 В)
• Но уровнем напряжения управляется многое: например, яркость
светодиода или скорость вращения мотора. Для симуляции неполного
напряжения используется ШИМ (Широтно-Импульсная Модуляция,
англ. Pulse Width Modulation или просто PWM)

3. Применение

• Выход микроконтроллера переключается
между землёй и Vcc тысячи раз в секунду. Или,
как ещё говорят, имеет частоту в тысячи герц.
Глаз не замечает мерцания более 50 Гц,
поэтому нам кажется, что светодиод не
мерцает, а горит в полсилы.
• Аналогично, разогнанный мотор не может
остановить вал за миллисекунды, поэтому
ШИМ-сигнал заставит вращаться его в
неполную силу.

4. Скважность

Отношение полного периода к времени включения
называют скважностью (англ. duty cycle). Рассмотрим несколько
сценариев при напряжении питания Vcc равным 5 вольтам.
50% — эквивалент 2,5 В
10% — эквивалент 0,5 В
90% — эквивалент 4,5 В

5.

• Не любой порт Arduino
поддерживает широтно-импульсную
модуляцию, если вы хотите регулировать
напряжение, вам подойдут пины,
помеченные символом тильда «~».
• Для Arduino Uno это пины 3, 5, 6, 9, 10, 11

6. Маячок с нарастающей яркостью

#define LED_PIN 9
void setup(){
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}
void loop() {
analogWrite(LED_PIN, 85);
delay(250);
analogWrite(LED_PIN, 170);
delay(250);
analogWrite(LED_PIN, 255);
delay(250);
}

7. Задания для самостоятельного решения

Задача 1. Изменить код программы так,
чтобы в течение секунды на светодиод
последовательно подавалось усреднённое
напряжение 0, 1, 2, 3, 4, 5 В.
Задача 2. Подключите к порту 5 еще один
светодиод. Измените код таким образом,
чтобы второй светодиод светился на 1/8 от
яркости первого

8.

Задача 3. Схема с двумя светодиодами. Исходное
состояние: светодиод №1 включен на максимум (5В),
светодиод №2 выключен. Светодиод №1 плавно уменьшает
яркость свечения до 0, светодиод №2 при этом плавно
увеличивает яркость до максимума (5В), затем наоборот
(цикличное плавное изменение яркости светодиодов).
Задача 4. Схема с светодиодами одного цвета. Разработать
"бегущий огонь", где следующий светодиод начинает плавно
разгораться одновременно с затуханием предыдущего
светодиода.

9. Плавный переход свечения RGB-светодиода между цветами радуги

Плавный переход свечения RGBсветодиода между цветами радуги

10. Плавный переход свечения RGB-светодиода между цветами радуги

Плавный переход свечения RGBсветодиода между цветами радуги