ตัวควบคุม PWM อย่างง่ายบน NE555

นักวิทยุสมัครเล่นชาวโซเวียตและต่างประเทศส่วนใหญ่คุ้นเคยกับตัวจับเวลาแบบอะนาล็อกในตัว SE555/NE555 (KR1006) ซึ่งผลิตโดย Signetics Corporation ตั้งแต่ปี 1971 เป็นการยากที่จะระบุว่าไมโครเซอร์กิตราคาไม่แพง แต่มัลติฟังก์ชั่นนี้มีวัตถุประสงค์อะไรซึ่งไม่ได้ถูกนำมาใช้ในช่วงเกือบครึ่งศตวรรษของการดำรงอยู่ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์จะพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ยังคงได้รับความนิยมและผลิตในปริมาณมาก
วงจรอย่างง่ายของตัวควบคุม PWM ในรถยนต์ที่นำเสนอโดย Jericho Uno ไม่ใช่การออกแบบระดับมืออาชีพและได้รับการแก้ไขข้อบกพร่องอย่างสมบูรณ์ โดยมีชื่อเสียงในเรื่องความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ นี่เป็นเพียงการทดลองราคาถูกขนาดเล็กที่ประกอบโดยใช้ชิ้นส่วนงบประมาณที่มีอยู่และเป็นไปตามข้อกำหนดขั้นต่ำโดยสมบูรณ์ ดังนั้นผู้พัฒนาจึงไม่รับผิดชอบต่อสิ่งใดก็ตามที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ของคุณเมื่อใช้งานวงจรจำลอง

วงจรควบคุม PWM NE555

ในการสร้างอุปกรณ์ PWM คุณจะต้อง:

• หัวแร้งไฟฟ้า
  
• ชิป NE555;
  
• ตัวต้านทานปรับค่าได้ 100 kOhm;
  
• ตัวต้านทาน 47 โอห์มและ 1 kOhm 0.5W แต่ละตัว
  
• ตัวเก็บประจุ 0.1 µF;
  
• ไดโอดสองตัว 1N4148 (KD522B)

การประกอบวงจรแอนะล็อกทีละขั้นตอน

เราเริ่มสร้างวงจรโดยการติดตั้งจัมเปอร์บนไมโครวงจร ใช้หัวแร้งปิดหน้าสัมผัสตัวจับเวลาต่อไปนี้: 2 และ 6, 4 และ 8

ต่อไปตามทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน เราจะประสาน "แขน" ของสะพานไดโอดเข้ากับตัวต้านทานแบบแปรผัน (กระแสไหลไปในทิศทางเดียว) การจัดอันดับไดโอดถูกเลือกจากที่มีอยู่ซึ่งมีราคาไม่แพง คุณสามารถแทนที่ด้วยสิ่งอื่นได้ซึ่งแทบไม่มีผลกระทบต่อการทำงานของวงจร

เพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรและความเหนื่อยหน่ายของไมโครเซอร์กิตเมื่อคลายเกลียวตัวต้านทานแบบแปรผันไปยังตำแหน่งสุดขั้วเราจึงตั้งค่าความต้านทานแบ่งแหล่งจ่ายไฟเป็น 1 kOhm (พิน 7-8)

เนื่องจาก NE555 ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดเลื่อย เพื่อให้ได้วงจรที่มีความถี่ ระยะเวลาพัลส์ และการหยุดชั่วคราวที่กำหนด สิ่งที่เหลืออยู่คือการเลือกตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุ 4.7 nF จะมอบ 18 kHz ที่ไม่ได้ยินให้กับเรา แต่ค่าความจุขนาดเล็กเช่นนี้จะทำให้ไหล่ไม่ตรงระหว่างการทำงานของไมโครวงจร เราตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดเป็น 0.1 µF (หน้าสัมผัส 1-2)

คุณสามารถหลีกเลี่ยง "เสียงแหลม" ที่น่ารังเกียจของวงจรได้ และดึงเอาต์พุตไปที่ระดับสูงโดยใช้สิ่งที่มีความต้านทานต่ำ เช่น ตัวต้านทาน 47-51 โอห์ม

สิ่งที่เหลืออยู่คือการเชื่อมต่อพลังงานและโหลด วงจรนี้ได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตของเครือข่ายออนบอร์ดของรถยนต์ 12V DC แต่สำหรับการสาธิตด้วยภาพ วงจรนั้นจะเริ่มจากแบตเตอรี่ 9V ด้วย เราเชื่อมต่อกับอินพุตของวงจรไมโครโดยสังเกตขั้ว (บวกที่ขา 8 ลบที่ขา 1)

สิ่งที่เหลืออยู่คือการจัดการกับภาระ ดังที่เห็นจากกราฟเมื่อตัวต้านทานปรับค่าลดแรงดันเอาต์พุตลงเหลือ 6V เลื่อยที่เอาต์พุต (ขา 1-3) จะยังคงอยู่นั่นคือ NE555 ในวงจรนี้เป็นทั้งเครื่องกำเนิดเลื่อยและเครื่องเปรียบเทียบที่ ในเวลาเดียวกัน.ตัวจับเวลาของคุณทำงานในโหมดเสถียรและมีรอบการทำงานน้อยกว่า 50%

โมดูลสามารถทนต่อกระแสไฟตรงได้ 6-9 A ดังนั้นด้วยการสูญเสียเพียงเล็กน้อยคุณจึงสามารถเชื่อมต่อได้ทั้งแถบ LED ในรถยนต์และเครื่องยนต์ที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งจะขจัดควันและพัดบนใบหน้าของคุณท่ามกลางความร้อน เช่นนั้น:


หรือเช่นนี้:

หลักการทำงานของตัวควบคุม PWM

การทำงานของตัวควบคุม PWM นั้นค่อนข้างง่าย ตัวจับเวลา NE555 จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ C เมื่อชาร์จจนเต็ม (ชาร์จเต็ม) ทรานซิสเตอร์ภายในจะเปิดขึ้นและศูนย์ตรรกะจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุต ถัดไปความจุจะถูกคายประจุซึ่งนำไปสู่การปิดของทรานซิสเตอร์และการมาถึงของตรรกะที่เอาต์พุต เมื่อความจุหมด ระบบจะสลับและทุกอย่างจะเกิดขึ้นซ้ำ ในขณะที่ชาร์จกระแสจะไหลไปด้านหนึ่งและในระหว่างการคายประจุจะไหลไปในทิศทางอื่น เมื่อใช้ตัวต้านทานแบบแปรผัน เราจะเปลี่ยนอัตราส่วนของความต้านทานของไหล่ โดยลดหรือเพิ่มแรงดันเอาต์พุตโดยอัตโนมัติ มีการเบี่ยงเบนความถี่บางส่วนในวงจร แต่ไม่อยู่ในช่วงเสียง

ชมวิดีโอการทำงานของตัวควบคุม PWM