ГЕНЕРАТОР ШИМ С КНОПОЧНЫМ КОНТРОЛЕМ

     простые интересные РАДИОСХЕМЫ сделанные своими руками


» ПОИСК СХЕМ


» РАДИОБЛОГИ
Защита авто электроники от перенапряжения и перегрузки
Тестер напряжения пробоя стабилитронов и транзисторов
Автономные Транспортные Средства: такси, грузовики, автобусы
БП ПК ATX: ещё модификация с плавной регулировкой тока и вольтажа
Цифровой светодиодный ампервольтметр: перепрошивка
Схема для светодиода на LM358 - танцы с бубном
Схема плавного пуска для двигателей постоянного тока
Устройство автоматического закрытия и открытия чердачных люков

Радиосхемы » Схемы

ГЕНЕРАТОР ШИМ С КНОПОЧНЫМ КОНТРОЛЕМ


Простой генератор ШИМ (широтно-импульсная модуляция), построен на микроконтроллере ATtiny серии 25 / 45 / 85 и питается от стабилизированного напряжения 2,7 - 5,5 В. На его выходе получается прямоугольный сигнал с выбранной постоянной частотой 1,25/2,5/5/10/20/40/80 кГц и регулируемым заполнением в диапазоне 0-100% с шагом 1%. Написана управляющая программа на Ассемблере, и она идентична для каждого из этих микроконтроллеров.

Схема генератора ШИМ на ATtiny

Принцип работы схемы: после подачи питания на выходе генератора (разъем CON2) формируется прямоугольный сигнал с частотой 10 кГц, заполнением 50% и уровнем, зависящим от значения напряжения питания Vcc. Чтобы уменьшить / увеличить заполнение сигнала на 1%, кратко нажмите кнопку микрик S1 (-) / S2 (+) (длительность нажатия менее 250 мс). Нажатие и удерживание кнопки S1 / S2 в течение более длительного времени приведет к непрерывному уменьшению / увеличению значения заполнения со скоростью примерно 4% в секунду до тех пор, пока не будет достигнуто предельное значение, то есть 0% или 100%. Установка 0% / 100% заполнения вызовет непрерывную логику низкого / высокого уровня (GND / Vcc) на выходе генератора.

Чтобы изменить частоту сигнала ШИМ, нажмите одновременно кнопки S1 и S2 на короткое время (менее 1 секунды). Тогда частота будет меняться до следующего значения в таком порядке: 10/20/40/80/1,25/2,5/5 кГц по кругу. Одновременное нажатие и удерживание кнопок S1 и S2 будет непрерывно изменять значение частоты до тех пор, пока кнопки не будут отпущены. После каждого изменения частоты начальное значение заполнения сигнала всегда составляет 50% (независимо от предыдущей настройки).

Транзистор полевой T1 (MOSFET-P) защищает схему от обратного подключения полярности напряжения питания. Была специально выбрана модель Si2305, которая начинает работать при напряжении на затворе Vgs от 1,8 В - это важно, если схема будет работать от низкого напряжения. В качестве замены для T1 можете использовать следующие транзисторы: DMP1045, FDN306, Si2315, IRLML6401. При отсутствии подходящего полевого транзистора можно вообще отказаться от этой защиты - тогда нужно замкнуть площадки «D» и «S» на плате.

Кварцевый резонатор X1 нужен для работы микроконтроллера, благодаря чему получается выход с достаточно точной и стабильной частотой. Также возможно синхронизировать микроконтроллер с его внутренним RC-генератором с номинальной частотой 8 МГц. Преимущество этого решения заключается в том, что не нужно устанавливать резонатор X1 и конденсаторы C3 / C4, но большим недостатком будет неточная и нестабильная частота выходного сигнала.

Конденсаторы С1 и С2 фильтруют напряжение питания. Резистор R2 ограничивает ток, снимаемый непосредственно с вывода PB1 микроконтроллера, предотвращает его повреждение в случае короткого замыкания на выходе CON2.

При программировании не забудьте правильно установить фузы:

  1. Когда микроконтроллер работает с кварцевым резонатором X1: FL (низкий уровень фуза): $ FF, FH (высокий уровень): $ DF, FE (расширенный): $ FF, LB (блокирующие биты): $ FF.
  2. Когда микроконтроллер будет синхронизирован с внутренним RC-генератором: FL (низкий уровень): $ E2, FH (высокий уровень): $ DF, FE (расширенный): $ FF, LB (блокирующие биты): $ FF.

Генератор может питаться постоянным напряжением 2,7 - 5,5 В от блока питания или от аккумуляторов (например от одного 18650 Li элемента). Потребляемый ток составляет максимум 2,5 / 5 мА (сигнал 80 кГц / 99%, выход генератора не загружен). Собран ШИМ генератор на односторонней плате размером 40 x 40 мм.

Улучшение схемы контроллера

Конечно всегда есть пути дальнейшего улучшения схемы:

  1. Хорошо бы дать между выходом ШИМ и микроконтроллером некоторый буфер на транзисторе или простой усилитель, работающий в классе AB. В этом случае он защитит микроконтроллер от повреждений и дополнительно раскачает сигнал.
  2. Дополнительные шаги контроля частоты также были бы полезны. Если собираетесь внедрить проект, предлагаем более крупный микроконтроллер с аппаратным ШИМ для SMPS, чтобы было 2/4 канала и регулирование времени простоя.

Можно также расширить диапазон регулирования заполнения до 0..100%. Это может быть полезно при тестировании работы исполнительных блоков управления ШИМ. Например, при 100% заполнении - измерение падения напряжения на дорожках и открытом ключе.

Сравнение с ШИМ на NE555

Прямоугольный сигнал конечно может быть получен с использованием популярнейшей микросхемы NE555, плюс два выпрямительных диода, несколько резисторов и конденсаторов. Это естественно гораздо более дешевое решение. И не нужно ничего программировать.

Но разница в том, что генератор 555 является аналоговым, и вы никогда не знаете точно, какое именно значение скважности установили в данный момент времени. Он также не позволяет точно установить уровень скважности с разрешением 1%.

Аналоговые и цифровые схемы - это два разных мира. У каждого из них есть свои плюсы и минусы, но факты таковы, что цифровой контроль сегодня есть практически везде и за ним будущее схемотехники.

В случае AtTiny программирование может быть выполнено по i2s, последовательно с пульта дистанционного управления или с использованием энкодера. Единственное, что нужно добавить, это дополнительный код. С таймером 555 таких возможностей не будет. Прилагаемый архив содержит схему в Eagle, плату в DipTrace, исходный текст программы и документацию в PDF.

   Форум по ШИМ

   Обсудить статью ГЕНЕРАТОР ШИМ С КНОПОЧНЫМ КОНТРОЛЕМ






» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

Группа вконтакте Канал ютуб Группа в фэйсбук © 2010-2021 "Радиосхемы" Все права защищены Почта Моб.версия