PWM چیست؟

PWM یک سیگنال دیجیتال است که معمولا فرکانس آن ثابت بوده اما عرض پالس آن بر اساس دیتایی که حمل می‌کند متغیر است. برای آن‌که بدانید PWM چیست و چه کاربردهایی دارد در این مقاله با ما همراه باشید.

PWM چیست

سیگنال PWM (یا Pulse Width Modulation) یک سیگنال دیجیتال (دو سطحی) است که معمولا فرکانس آن ثابت است اما عرض پالس آن (Pulse Width) بر اساس دیتایی که حمل می‌کند تغییر می‌کند. نسبت مدت زمان high بودن سیگنال PWM به کل مدت زمان یک پریود از آن را اصطلاحا DT (یا Duty Cycle) می‌گویند.

تصویری از Duty Cycle های متفاوت در ادامه آورده شده است.

کاربردهای PWM چیست

سیگنال PWM کاربردهای متنوعی دارد که در ادامه به مهمترین آن‌ها اشاره می‌کنیم

انتقال اطلاعات

از آن‌جا که سیگنال‌های آنالوگ اطلاعات را دامنه خود حمل می‌کنند مستعد گرفتن نویز هستند. در سیگنال PWM، اطلاعات در عرض پالس قرار گرفته و با وجود نویز تنها دامنه سیگنال تحت تاثیر قرار می‌گیرد که چون ماهیت دیجیتال دارد مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد.

ساخت سیگنال آنالوگ

در مداراتی که نیاز به ساخت یک سیگنال آنالوگ است اما امکان استفاده از DAC وجود ندارد می‌توان سیگنال مورد نظر را ابتدا به صورت PWM تولید کرد و سپس آن را از یک فیلتر پایین گذر مناسب عبور داد.

کنترل سرعت موتور DC

یکی از روش‌های رایج برای کنترل سرعت موتورهای DC استفاده از سیگنال PWM است. در این روش اعمال ولتاژ DC به موتور توسط سیگنال PWM قطع و وصل می‌شود. به این صورت که در زمان high بودن سیگنال، ولتاژ به موتور اعمال می‌شود و در زمان low بودن سیگنال ولتاژ به موتور اعمال نمی‌شود. این قطع و وصل شدن به عهده درایور است.

اگر Duty Cycle مقدار 0 داشته باشد هیچ توان الکتریکی به موتور اعمال نمی‌شود، اگر مقدار 100% داشته باشد حداکثر توان الکتریکی به موتور اعمال می‌شود و حداکثر سرعت را می‌گیرد. هر Duty Cycle بین این دو عدد باعث می‌شود سرعت موتور به همان نسبت کم یا زیاد شود. البته ممکن است درایور موتور به صورت معکوس باشد به این معنی که در زمان off بودن PWM، موتور توان دریافت می‌کند و در زمان on بودن PWM، توان دریافت نمی‌کند.

در مدار سمت راست سرعت موتور رابطه مستقیم با Duty Cycle دارد و در مدار سمت چپ رابطه معکوس بین سرعت موتور و Duty Cycle برقرار است.

کنترل موقعیت سروو موتور

سروو موتور نوعی از موتور است که با استفاده از یک سیستم حلقه بسته امکان کنترل دقیق موقعیت شفت را فراهم می‌آورد. در این موتورها مسیر تغذیه از مسیر سیگنال کنترلی مجزاست. با اعمال سیگنال PWM به عنوان سیگنال کنترلی به این موتورها، مقدار Duty Cycle موقعیت شفت را تعیین می‌کند. برای یافتن رابطه Duty Cycle با موقعیت شفت باید به برگه اطلاعات موتور مربوطه مراجعه کنید.

تنظیم شدت نور LED

با استفاده از Duty Cycle یک سیگنال PWM می‌توان شدت نور LED ها را کنترل کرد. هرچه Duty Cycle بیشتر باشد شدت نور افزایش می‌یابد. این کنترل شدت در تابلوهای شهری باعث ایجاد رنگ‌های مختلف در اثر کنترل رنگ‌های RGB در هر پیکسل می‌شود.

در پایان

در این مقاله در مورد اینکه PWM چیست و چه کاربردهایی دارد صحبت کردیم. اگر به اطلاعات تکمیلی در مورد PWM نیاز دارید می‌توانید به منابعی مانند PWM-wikipedia مراجعه کنید. بسیار خوشحال خواهیم شد اگر نظرات خود درمورد این مقاله و یا تجربیات ارزشمندتان در مورد PWM را در بخش نظرات این مقاله با ما و دیگر دوستانتان به اشتراک بگذارید.