السيطرة على الاحمال باستخدام تحميل عرض النبضة PWM

تعمل مخرجات الآردوينو بالنظام الثنائي, أي إن فولتية المخرج تكون احد قيمتين فقط و لا يمكن تحديد فولتية بينهما. لكن في بعض الأحيان نحتاج إلى فولتية ثابتة أو متغيرة تكون قيمتها بين هاتين القيمتين. للحصول على هذا النوع من الفولتية يجب استخدام PWM.

ما هو PWM؟

PWM هو مختصر لـ Pulse Width Modulation اي تحميل عرض النبضة. فكرة الـPWM هي إعطاء نبضة تحتوي على جزء مساوي لقيمة الفولتية للآردوينو و جزء اخر مساوي للصفر فولت. بتغيير نسبة عرض الجزء الموجب إلى عرض النبضة (Duty Cycle) سيتغير معدل الفولتية لتلك النبضة. أي إن نسبة الجزء الموجب إذا كانت 0% نسبة إلى عرض النبضة فأن قيمة معدل الفولتية ستكون صفر فولت في حين لو كانت هذه النسبة 100% فسيكون معدل الفولتية مساوي للفولتية العليا لمخرج الآردوينو.

كما تلاحظ من الرسم أعلاه, يمكنك الآن الحصول على معدل فولتية يتراوح بين صفر فولت و الفولتية العليا لمخرج الاردوينو. لكن هذه الفولتية لن تكون بشكل DC, لذلك يجب الانتباه إلى تأثيراتها على الأحمال وخصوصا الأحمال التي تحتوي على ملفات مثل المحركات. سنقوم الآن بتسليط مختلف أنواع الأحمال على موجة PWM بنسبة Duty Cycle 50% لمعرفة تأثيرها على الموجة.

• مقاومة صرفة. لا تؤثر المقاومة الصرفة على شكل الموجة الخارجة.

• محرك DC. كما ذكرنا سابقاً فإن الأحمال الحثية هي الأكثر تأثراً و قت تسبب ضرر أيضاً لدائرة الـPWM بسبب الفولتية المحتثة المعاكسة المتولدة في المحرك و التي قد تكون كبيرة بما فيه الكفاية للتسبب بأضرار لدائرة PWM. يمكن التخلص من هذه الفولتية السالبة بإضافة دايود يكون الأنود فيه مربوط للقطب السالب للمصدر و الكاثود مربوط إلى مخرج PWM بحيث إن التيار المحتث المعاكس سيمر عن طريق الدايود و لا يسبب ضرر في دائرة PWM.

• متسعة. تحاول المتسعة دائما الحفاظ على مستوى الفولتية بدون تغيير, لذلك فهي تقلل من التغيير المفاجيء للفولتية الذي يحدث أثناء توليد موجة PWM.

• محرك مع متسعة على التوازي. نلاحظ من الشكل التالي إن ربط متسعة بالتوازي مع المحرك تساعد على تقليل التغير السريع للفولتية.