Arduino PWM sinyali üretme PWM signal generation with Arduino

Arduino devreleri ve uygulamaları

PWM   Pulse width modulation (Sinyal Genişlik Modülasyonu)

Yukarıdaki şekildende anlaşılacağı üzere PWM sinyali kare dalga saykıllarında ki artı (+) ve eksi (-) peryotlarının birbirlerine yüzdelik oranlarının değiştirilmesi suretiyle sanal olarak oluşturulan,analog sinyali bir nevi taklid eden ve özellikle güç devreleri,haberleşme gibi alanlarda çok kullanılan bir yöntemdir.
PWM sinyalde gerilim değeri sabittir ve yüke ne kadar uzun süre artı (+) sinyal gelirse o kadar uzun süre akıma maruz kalacaktır.

Bunun çeşitli avantajları vardır,bunu anlamak için transistör mosfet v.b elemanlara biraz değinmek gerekecek,transistör ve mosfet gibi elemanlar tam iletimde veya tam kesimde çalışmayıp ara lineer değerlerde çalıştırıldığında iç dirençten kaynaklı akımın ısıya dönüşme katsayısı artar ve sürücü eleman çok fazla ısınır.

PWM sinyali,yüke akım sağlayan sürücü transistörleri tam iletim yada tam kesimde sürdüğü için sürücü transistörün iletimdeyken collector emiter veya drain source arası iç direnci çok düşük,kesimdeyken çok yüksek olacaktır yani transistör tam iletim yada tam kesim bölgesinde çalışacağı için yükün çektiği akım ne kadar yüksek olsada transistör de ısıya dönüşen enerji önemli oranda az olacaktır.

Transistör sürücülü PWM sinyal ile çalışan
 (dimmer) lamba karartma devresi

Bu durumda motor sürücüler başta olmak üzere güç devrelerinde önemli ölçüde az maliyetli,hafif ve az yer kaplayan tasarımlar yapılmasına olanak sağlayacaktır.

Bir diğer avantajı ise hem digital hemde analog çıkışlara ihtiyaç duyan bir devre tasarımında DAC (digital to analog converter) digital den analoga çevirici kullanmaya gerek kalmadan bunun PWM sinyali ile kolay şekilde sağlanabilir olması.

Görüldüğü üzere PWM sinyali bir kare dalga sinyalidir ve bir yerde dalgadan ve sinyalden bahsediliyorsa elbet burada frekans da olacaktır.PWM sinyali ile sürülen yükün endüktif yada ohm ik yani saf direnç yükü oluşuna göre uygun frekans belirlenebilir.

Örnek transistörlü PWM motor sürücü devresi

Örneğin bir DC motoru süreceksek motor zorlandığında motor bobininde oluşacak EMK elektro motor kuvvet,PWM sinyal frekansı yüksekse stabiliteyi bozacaktır yani motorun gücü artırılmak torku değiştirilmek istendiğinde istenen tork ile motor torku lineer olmayacaktır. bunu önlemek için endüktif yani içeriği bobin olan yükler sürülürken frekansın düşük olması (200 Hz) civarı motor torkunun daha lineer ayarlanabilmesine olanak sağlayacaktır.

Şehir metrolarının  ilk kalkış anlarında 1 khz dolaylarında bir ses duyulur,bu ses PWM sinyalinin sesidir,motorlar metronun ilk kalkış anında yüksek bir tork talep ederler buda motor bobinlerine daha uzun peryotlu artı (+) sinyaller verilmesi anlamına gelir ve motor bobinleri bu kesik kesik sinyali bir hoparlör bobini gibi dışarıya ses olarak yansıtır.

Potansiyometre ile PWM kontrollü dimmer kod ve devresi:

int led=3;
int pot=A4;
int potDeger;

void setup(){

}

void loop(){
potDeger=analogRead(pot);
potDeger=map(potDeger, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(led, potDeger);
delay(10);

}

Örnek potansiyometre kontrollü (dimmer) lamba karartma devresi

Şekil ve şemaların çiziminde www.easyeda.com ve www.tinkercad.com sitelerinde ki online editör ve simülasyon programlarından yararlanılmıştır.