在没有微控制器控制伺服电机的情况下,产生PWM的快速,优雅的方法是什么?用电位器或其他方式来控制具有固定周期的占空比。
- 抱歉,我想控制一个业余伺服系统。
在没有微控制器控制伺服电机的情况下,产生PWM的快速,优雅的方法是什么?用电位器或其他方式来控制具有固定周期的占空比。
Answers:
我建议(GASP!)555计时器处于“稳定”模式。您会在链接中找到所需的所有内容,但我只是在这里为您复制了它们!
不稳定模式为您提供可变的PWM频率,并且还允许可调占空比(链接中的高时间和低时间方程式)。
电路:
注意:我会在Vcc(正极引线)和GND(负极引线)之间增加一个电解电容,以减少电源电压骤降的影响。
PWM频率:
与本文中的其他人相比,我的回答有些辩护。大多数其他答案都需要中间波形来生成可变的PWM信号,例如常见的三角波/比较器方法。我认为构建三角波发生器(本身就是电路的重要部分)只是解决问题的中间步骤,没有多大意义。
555是一款出色的模拟芯片,可以满足您的所有需求。我希望人们不要那么讨厌他们。
Ye Olde Phashioned制造具有模拟受控占空比的PWM的方法是将模拟控制信号与三角波进行比较。您可以制作一个以所需的PWM频率运行的三角波发生器。这被馈送到比较器的负输入端,而模拟控制信号被馈入正输入端。结果是完全高电平或完全低电平,但占空比与控制信号成线性比例。例如,早期的D类音频放大器就遵循这一原理。
在很多情况下,PWM不必是超线性的,因此三角波不必具有完美的直边。将它们设置为指数级可以简化电路。
马克·拉格斯(Mark Rages)指出,当您说“伺服电动机”时,您可能是指模型飞机等上使用的位置控制型小型爱好电动机。我的答案适用于控制电动机,假设您的模拟电压与要驱动电动机的强度成正比。它不适用于这些“业余伺服器”。从一般意义上讲,这些不是由PWM控制的,而是由通常需要每20到50毫秒左右重复1到2毫秒的脉冲宽度来控制的。如果这个问题确实是关于业余伺服器的,那么应该修正它以使其清楚。
三角波。比较器。控制阈值。这是做到这一点的基本方法。
首先产生一个50Hz的方波。最简单的方法:
我可以用两个LM555来完成此操作,但是我需要更多的外部组件。
编辑(关于微控制器)
我同意奥林的观点(见评论),排除微控制器是短视的(奥林说“傻”)。曾经有一段时间开发微控制器很复杂,但是今天已经不复存在了。您也可以花几欧元购买一个编程接口。然后,该解决方案看起来是如此简单,以至于没有任何非控制器解决方案可以与之抗衡:您将ATTiny5(Olin的PIC10F220)放在SOT23-6中。将去耦电容器连接至电源连接,将电位计连接至ADC输入。而已!3(三个)组件。将ADC读数转换为脉冲宽度输出非常容易,甚至对于初学者来说也几乎是荒谬的。
一旦开始使用它们,您会发现微控制器通常会提供比其他IC或分立元件更简单,更灵活的解决方案。
笔记
从另一个问题中,我看到您确实使用微控制器。您为什么要在这里避免它们?
产生PWM信号的最简单方法是将锯齿波或三角波馈入模拟比较器的一个输入,将控制电压馈入另一个。如果不能获得纯三角波,则可以通过将方波通过RC滤波器,使滤波器的输出在大约1 / 4VDD和3 / 4VDD之间摆动,然后按比例缩放控制电压来合理地近似一个三角波。进入比较器,以便将应产生0.01%占空比的控制电压转换为滤波后的方波的最低电压,将应产生99.99%占空比的控制电压转换为滤波后的方波的最高电压方波。这将产生一个与幅度不成线性比例的脉冲宽度,但对于许多用途而言,该脉冲宽度足够接近。
我建议使用UCC3803之类的低压(BiCMOS)电源控制IC 。简单的R和C即可轻松设置工作频率,而电位计则可轻松实现占空比控制。它将在5V电源轨上运行。
UCC3803与UCx84x系列PWM控制器引脚兼容。如果要进行简单的PWM,则可以使用上面的原理图,省去R1、2N2222和5k ISENSE调节电位器(只需将引脚3接地)。您可能还可以省略与误差放大器调节电位器串联的两个4.7k电阻,直接进入Vref和Gnd,或者在不需要调节的情况下使用一个明确的分压器。(您没有指定是否需要轻松更改占空比)。
该IC能够驱动大约1A的电流。(如果您的伺服电机具有PWM输入,则这是一个讨论点。)