Bu yazımızda, DC Motorların hızını ve LED’lerin parlaklığını kontrol etmek için bir PWM (Darbe Genişliği Modülasyonlu) kontrol devresinin nasıl yapılacağını anlattık. Bu devre, DC motorların hızını veya LED’lerin parlaklığını kontrol eden sürekli AÇIK-KAPALI darbeleri üretmek için 555 zamanlayıcı entegre kullanır.
Bu devreyi LED şeritler vb. dekoratif ışıklar için LED Dimmer olarak da kullanabilirsiniz.
Gerekli Malzemeler
- 555 Zamanlayıcı Entegre
- Dirençler: 1K, 100R
- 47K Potansiyometre
- 100n Kapasitör
- 10uF Kondansatör (Güç girişini yumuşatmak için)
- PN Diyot * 2
- N Kanal Mosfet (örneğin IRFZ44N)
- Breadboard
- Birkaç Breadboard Konnektörü
- (5-12)V Güç Kaynağı
Mosfet, yalnızca bu devreyi dişli DC motorların hızını kontrol etmek veya LED Şeritlerin parlaklığını kısmak için kullanıyorsanız gereklidir. Tek LED’leri kontrol etmek için gerekli değildir.
Devre Şeması
PWM kontrollü LED Dimmer devresinin devre şeması aşağıdadır:
DC Motorlar veya LED şeritler gibi ağır yükleri kontrol etmek istiyorsanız, 555 entegresinin çıkışına bir mosfet bağlamanız ve mosfet boşaltma pimine motor/LED şeridi bağlamanız gerekir. Aşağıdaki devre bu düzenlemeyi göstermektedir:
Çalışma Prensibi
Bu devre, çıkışı sürekli olarak AÇIK ve KAPALI duruma getirerek bir çıkışın hızını veya parlaklığını kontrol eder. DC motorun hızı veya LED parlaklığı, AÇIK zaman süresi toplam zamana göre ayarlanarak kontrol edilebilir. Başka bir deyişle, hız veya parlaklığın arttırılması gerekiyorsa, ON darbesinin genişliğini arttırıyoruz. Bu işlem darbe genişlik modülasyonu veya kısaca PWM olarak bilinir.
Her darbe, AÇIK ve KAPALI sinyalinin bir kombinasyonudur. AÇIK süresinin toplam darbe süresine oranı görev döngüsü olarak adlandırılır. Bu nedenle görev döngüsünü artırmak, motorun hızını veya LED’in parlaklığını artıracaktır ve bunun tersi de geçerlidir.
Görev Döngüsü = (AÇIK Zamanı) / (AÇIK + KAPALI Zamanı)
Motor Hızı = Görev Döngüsü * Maksimum Motor Hızı
LED Parlaklığı = Görev Döngüsü * Maksimum LED Parlaklığı
Çıkışı düzenli aralıklarla AÇIK ve KAPALI duruma getirmek için kararsız modda 555 zamanlayıcı entegre kullanıyoruz. 555 zamanlayıcı entegre’nin sürekli saat darbeleri üretmek için nasıl kullanılabileceğini ve direnç ve kapasitör değerlerinin AÇIK KAPALI sürelerini nasıl etkilediğini öğrenmek için. Bu içeriğimize bakabilirsiniz.
Benzer bir devre ile başlayacağız ve 2 diyot ve bir potansiyometre kullanarak kapasitörün şarj ve deşarj yollarını ayıracağız. Şimdi AÇIK zamanı, 100nF kapasitörün şarj olma hızına bağlıdır ve bu da potansiyometrenin direncinin sol kısmının ne kadar büyük olduğuna bağlıdır.
Benzer şekilde, KAPALI süresi kapasitörün boşalma hızına bağlıdır ve bu da potansiyometrenin direncinin sağ kısmının ne kadar büyük olduğuna bağlıdır.
Potansiyometrenin toplam direnci sabit olduğu için, direncin bir bölümünü artırmak otomatik olarak diğer bölümü azaltır ve bunun tersi de geçerlidir!
Direncin sol kısmını arttırmak, kapasitörün şarj olduğu direnci arttırdığımız anlamına gelir ve bu nedenle kapasitörün şarj olması daha fazla zaman alır ve dolayısıyla AÇIK süresini artırır. Aynı zamanda, kapasitörün boşaldığı direnç azalır ve böylece kondansatör hızlı bir şekilde boşalabilecek ve dolayısıyla KAPALI zamanı azaltacaktır.
Kısacası, potansiyometre ve diyot dizilimi nedeniyle, ON süresi artarsa, OFF süresi otomatik olarak azalır ve bunun tersi de geçerlidir. Sonuç olarak AÇIK ve KAPALI sürelerinin toplamını sabit tutarken, AÇIK süresini ve dolayısıyla görev döngüsünü değiştirebiliriz. PWM (Darbe Genişliği Modülasyonu) budur.
Diğer İyileştirmeler
PWM çıkışının görev döngüsünün granüler kontrolü gerekli değilse, potansiyometre birden fazla anahtarın bir kombinasyonu ile değiştirilebilir. Böylece kullanıcı, mevcut seçenekler arasından sabit bir görev döngüsü seçebilecektir (örneğin: %0 %25 %50 %75 %100).
Uygulamalar
- DC Motorların Hızını veya LED Şeritlerin Parlaklığını Kontrol Etmek İçin
- Servo motorların hassas kontrolü için
- Yükseltici transformatörü çalıştıran darbeler üretmek için invertör devrelerinde kullanılır