SPWM generatori moduli (Mikrokontrollerdan foydalanmasdan): 14 qadam

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-23 15:14

Hammaga salom, mening o'qituvchimga xush kelibsiz! Umid qilamanki, barchangiz zo'r ish qilyapsiz. Yaqinda men PWM signallari bilan tajriba o'tkazishga qiziqib qoldim va SPWM (yoki sinusoid impuls kengligi modulyatsiyasi) kontseptsiyasiga duch keldim, bu erda impulslar poezdining ish aylanishi sinus to'lqin tomonidan modulyatsiya qilinadi. Men sinus to'lqinni amalga oshirish uchun kerakli qiymatlarni o'z ichiga olgan qidiruv jadvali yordamida vazifalar aylanishi yaratiladigan mikrokontroller yordamida bunday SPWM signallarini osongina yaratish mumkin bo'lgan bir nechta natijalarga duch keldim.

Men mikrokontrollersiz SPWM signalini ishlab chiqarishni xohlardim va shu sababli operatsion kuchaytirgichlardan tizimning yuragi sifatida foydalanardim.

Qani boshladik!

Ta'minotlar

1. LM324 Quad OpAmp IC
2. LM358 dual komparator IC
3. 14 pinli IC bazasi/rozetkasi
4. 10K qarshilik-2
5. 1K rezistorlar-2
6. 4.7K rezistorlar-2
7. 2.2K rezistorlar-2
8. 2K o'zgaruvchan qarshilik (oldindan o'rnatilgan) -2
9. 0.1uF seramika kondansatkich-1
10. 0.01uF sopol kondansatör-1
11. 5 pinli erkak boshi
12. Veroboard yoki perboard
13. Issiq yopishtiruvchi qurol
14. Lehimlash uskunalari

1 -qadam: nazariya: SPWM uchun signal ishlab chiqarishni tushuntirish

SPWM signallarini mikrokontroldorsiz ishlab chiqarish uchun bizga har xil chastotali ikkita uchburchak to'lqin kerak (lekin, yaxshisi, boshqasidan ko'p bo'lishi kerak). Agar bu ikki uchburchak to'lqin LM358 kabi IC taqqoslagichi yordamida bir -biri bilan taqqoslansa, biz kerakli SPWM signalini olamiz. OpAmp inverting bo'lmagan terminalidagi signal inverting terminalidagi signaldan kattaroq bo'lsa, taqqoslagich yuqori signal beradi, shuning uchun yuqori chastotali uchburchak to'lqin invertli bo'lmagan pinda va past chastotali uchburchak to'lqin bilan ta'minlanganda. taqqoslagichning teskari piniga biz inverting terminalidagi signal teskari terminaldagi signaldan oldin amplitudani bir necha marta o'zgartiradigan bir nechta holatlarni olamiz. Bu OpAmp chiqishi pulslar poezdi bo'lib, uning vazifasi ikki to'lqinning o'zaro ta'siriga bog'liq.

2 -qadam: O'chirish diagrammasi: tushuntirish va nazariya

Bu ikkita to'lqin shakli generatori va taqqoslagichdan iborat SPWM loyihasining butun sxemasi.

Uchburchak to'lqinni 2 ta operativ kuchaytirgich yordamida yaratish mumkin, shuning uchun ikkita to'lqin uchun jami 4 ta OpApm kerak bo'ladi. Shu maqsadda men LM324 to'rtta OpAmp paketidan foydalandim.

Keling, uchburchak to'lqinlar aslida qanday paydo bo'lishini ko'rib chiqaylik.

Dastlab, birinchi OpAmp invertiv bo'lmagan pimi (Vcc/2) potentsialiga yoki kuchlanish kuchlanishining yarmiga 2 ta 10 kiloOm rezistorli kuchlanish bo'luvchi tarmoq yordamida ulangan integrator vazifasini bajaradi. Men 5V quvvat manbai sifatida ishlataman, shuning uchun teskari burama pin 2,5 voltli potentsialga ega. Teskari va teskari bo'lmagan pinning virtual ulanishi, shuningdek, kondansatkichni asta -sekin zaryadlovchi, teskari burilish pinidagi 2,5V potentsialni qabul qilishga imkon beradi. Kondensator besleme zo'riqishining 75 foizigacha zaryad olgandan so'ng, taqqoslagich sifatida tuzilgan boshqa operatsion kuchaytirgichning chiqishi pastdan yuqoriga o'zgaradi. Bu, o'z navbatida, kondansatkichni bo'shatishni boshlaydi (yoki ajralmaydi) va kondansatordagi kuchlanish besleme zo'riqishining 25 foizidan pastga tushishi bilan taqqoslagichning quvvati yana past bo'ladi, bu esa yana kondansatkichni zaryad qila boshlaydi. Bu tsikl yana boshlanadi va bizda uchburchak to'lqinli poezd bor. Uchburchak to'lqinning chastotasi ishlatiladigan rezistorlar va kondansatkichlarning qiymati bilan belgilanadi. Chastotani hisoblash formulasini olish uchun siz ushbu bosqichdagi rasmga murojaat qilishingiz mumkin.

Xo'sh, nazariya qismi tugadi. Keling, qurilishni boshlaylik!

3 -qadam: Barcha kerakli qismlarni yig'ish

Rasmlarda SPWM modulini tayyorlash uchun zarur bo'lgan barcha qismlar ko'rsatilgan. Men ICni tegishli IC bazasiga o'rnatdim, agar kerak bo'lsa, ularni osongina almashtirish mumkin. Uchburchaklar va SPWM to'lqinlarining chiqishida signal o'zgarishini oldini olish va SPWM modelini barqaror ushlab turish uchun siz 0,01uF kondansatör qo'shishingiz mumkin.

Men komponentlarni to'g'ri joylashtirish uchun kerakli veroboard qismini kesib tashladim.

4 -qadam: Sinov davrini yaratish

Endi biz qismlarni lehimlashni boshlashdan oldin, biz o'z sxemamiz xohlagancha ishlashiga ishonch hosil qilishimiz kerak, shuning uchun biz o'z sxemamizni taxtada sinab ko'rishimiz va kerak bo'lganda o'zgartirishlar kiritishimiz kerak. Yuqoridagi rasmda mening taxtamdagi prototip ko'rsatilgan.

5 -qadam: Chiqish signallarini kuzatish

Chiqishning to'lqin shakli to'g'ri ekanligiga ishonch hosil qilish uchun ma'lumotlarni vizualizatsiya qilish uchun osiloskopdan foydalanish zarur bo'ladi. Menda professional DSO yoki boshqa osiloskop yo'qligi sababli, o'zimga Banggooddan DSO138 arzon osiloskopini oldim. Bu past va o'rta chastotali signallarni tahlil qilish uchun juda yaxshi ishlaydi. Qo'llash uchun biz 1KHz va 10KHz chastotali uchburchak to'lqinlarni ishlab chiqaramiz, ularni bu doirada osongina ko'rish mumkin. Albatta, siz professional osiloskopda signallar haqida ancha ishonchli ma'lumotga ega bo'lishingiz mumkin, lekin tez tahlil qilish uchun bu model juda yaxshi ishlaydi!

6 -qadam: Uchburchak signallarni kuzatish

Yuqoridagi tasvirlar ikkita signal ishlab chiqarish davridan hosil bo'lgan ikkita uchburchak to'lqinlarni ko'rsatadi.

7 -qadam: SPWM signalini kuzatish

Uchburchak to'lqinlarni muvaffaqiyatli ishlab chiqarish va kuzatishdan so'ng, biz taqqoslagich chiqishida hosil bo'ladigan SPWM to'lqin shaklini ko'rib chiqamiz. Moslashuvchanlik asosini mos ravishda sozlash signallarni to'g'ri tahlil qilishga imkon beradi.

8 -qadam: Perfboardga qismlarni lehimlash

Endi biz o'z davramizni sinab ko'rdik va nihoyat, uni doimiy bo'lishi uchun komponentlarni veroboardga lehimlashni boshlaymiz. Biz IC bazasini rezistorlar, kondansatörler va o'zgarmaydigan rezistorlar bilan birga sxemaga muvofiq lehimlaymiz. Joylashtirishning tarkibiy qismlari shunday muhimki, biz minimal simlardan foydalanishimiz kerak va ko'pchilik ulanishlar lehim izlari yordamida amalga oshirilishi mumkin.

9 -qadam: Lehimlash jarayonini tugatish

Taxminan 1 soatlik lehimdan so'ng, men barcha ulanishlarni tugatdim va modul nihoyat shunday ko'rinadi. Bu juda kichik va ixcham.

10 -qadam: Shortslarning oldini olish uchun issiq elim qo'shing

Qisqa kalta yoki tasodifan metall bilan aloqa qilishni minimallashtirish uchun men uni issiq elim qatlami bilan himoya qilishga qaror qildim. U ulanishlarni saqlaydi va tasodifiy aloqadan ajratadi. Buni amalga oshirish uchun hatto izolyatsion lentadan ham foydalanish mumkin.

11-qadam: Modulni ajratish

Yuqoridagi rasmda men yaratgan modulning pinouti ko'rsatilgan. Menda jami 5 ta erkak boshli pin bor, ulardan ikkitasi quvvat manbai (Vcc va Gnd), bitta pin uchburchak tez to'lqinni kuzatish uchun, ikkinchisi sekin uchburchak to'lqinni kuzatish va oxirgi pin SPWM. chiqish. Agar biz to'lqin chastotasini aniq sozlashni xohlasak, uchburchak to'lqin pinlari muhim ahamiyatga ega.

12 -qadam: Signallarning chastotasini sozlash

Potentsiometrlar har bir uchburchak to'lqin signalining chastotasini aniq sozlash uchun ishlatiladi. Buning sababi shundaki, barcha komponentlar ideal emas va shuning uchun nazariy va amaliy qiymatlar farq qilishi mumkin. Oldindan o'rnatilgan sozlamalarni sozlash va shunga mos ravishda osiloskop chiqishiga qarab kompensatsiya qilish mumkin.

13 -qadam: sxematik fayl

Men ushbu loyihaning sxematik sxemasini biriktirdim. O'zingizning ehtiyojlaringizga ko'ra, uni o'zgartirishga jur'at eting.

Umid qilamanki, sizga bu darslik yoqadi.

Iltimos, fikrlaringizni, takliflaringizni va savollaringizni quyidagi izohlarda baham ko'ring.

Keyingi safargacha:)