Arduino:Основы/Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к: навигация, поиск

Перевод: Максим Кузьмин (Cubewriter)
Перевел 3377 статей для сайта.

Контакты:

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)[1]

В примере «Fading» демонстрируется использование выходных аналоговых данных (т.е. широтно-импульсной модуляции) для изменения яркости светодиода. Открыть этот скетч можно, кликнув в IDE Arduino на Файл > Примеры > Analog > Fading (File > Examples > Analog > Fading).

Широтно-импульсная модуляция (или ШИМ) – это техника получения аналоговых данных цифровыми средствами. «Цифровая» часть используется для того, чтобы сгенерировать квадратную волну, т.е. сигнал, переключаемый между состояниями «вкл» и «выкл». В результате получается паттерн, который работает по принципу «вкл-выкл» и способен имитировать напряжение между 5 и 0 вольтами – через изменение того, как долго сигнал находится в положении «вкл», по отношению к тому, как долго сигнал находится в положении «выкл». Период времени, в течение которого сигнал находится в состоянии «вкл», называется «шириной импульса». Чтобы поменять аналоговое значение, вы меняете (т.е. модулируете) эту ширину импульса. Если достаточно быстро повторять определенный паттерн этих «вкл» и «выкл», то результатом будет сигнал, обозначающий стабильное напряжение в диапазоне от 0 до 5 вольт, которым можно, к примеру, управлять яркостью светодиода.

На рисунке ниже зеленые линии показывают равномерные периоды времени. Этот период – величина, обратная частоте ШИМ. Другими словами, если частота ШИМ на Arduino составляет около 500 Гц, то зеленые линии будут отмерять по 2 миллисекунды (т.е. 0,002 сек). Таким образом, если вызвать функцию analogWrite() – диапазон значений у нее составляет от «0» до «255» – и указать в аргументе значение «255», то коэффициентом заполнения у нее будет 100% (т.е. постоянный «вкл»), а если указать «127», то коэффициент заполнения будет 50% (т.е. «вкл» лишь половину периода).

PWM.jpg

Запустив этот пример, возьмите Arduino и потрясите ее вверх-вниз. По сути, эта тряска – это проецирование времени в определенном пространстве. Вашим глазам будет казаться, что огонек светодиода превращается в линию. Покуда светодиод будет становиться ярче или меркнуть, генерируемые им линии будут становиться то длиннее, то короче. Поздравляем, теперь вы своими глазами увидели широтно-импульсную модуляцию!

См.также

Внешние ссылки

  1. www.arduino.cc - PWM