Como gerar PWM usando IC 555 (2 métodos explorados) »WikiUtil

O IC 555 é um dispositivo extremamente útil e versátil que pode ser aplicado para configurar muitos circuitos úteis no campo da eletrônica. Uma característica muito útil deste IC é sua capacidade de gerar pulsos PWM que podem ser dimensionados ou processados ​​de acordo com as necessidades da aplicação ou circuito.

O que é PWM?

PWM significa Modulação por Largura de Pulso, um processo que envolve controlar larguras de pulso ou períodos ON / OFF ou saídas lógicas que são geradas a partir de uma fonte específica, como um circuito oscilador ou um microcontrolador.

Basicamente, o PWM é usado para dimensionar ou cortar a tensão ou a potência de saída de uma carga específica com base nos requisitos individuais ou de aplicação.

É uma maneira digital de controlar a energia e é mais eficaz que os métodos analógicos ou lineares.
Existem muitos exemplos que ilustram o uso efetivo do PWM no controle de determinados parâmetros.

É usado para controlar a velocidade de motores CC, em inversores para controlar o RMS da saída CA ou para produzindo saídas sinusoidais modificadas.


Também pode ser visto nas fontes de alimentação SMPS para controlar a tensão de saída em níveis precisos.
Também é aplicado em circuitos de driver de LED para permitir a operação de escurecimento do LED.

É amplamente utilizado em topologias de reversão / reforço para derivar baixas ou altas tensões sem o uso de transformadores volumosos.

Basicamente, ele pode ser usado para personalizar um parâmetro de saída com base em nossas próprias preferências.

Com tantas opções interessantes de aplicativos, isso significa que o método pode ser muito complicado ou caro para configurar?

A resposta definitivamente não é. De fato, ele pode ser implementado de maneira muito simples, usando um único IC, o LM555.

Basicamente, existem dois métodos pelos quais o IC 555 pode ser usado para gerar uma saída de modulação de largura de pulso. O primeiro método é usar apenas um IC 555 e algumas partes associadas, como diodos, potenciômetros e capacitores. O segundo método é usar uma configuração monoestável padrão IC 555 e usar um sinal de modulação externa.

IC 555 PWM usando diodos

O primeiro método é o mais simples e eficaz, que usa a configuração como mostrado abaixo:

Vídeo de demonstração


A operação do circuito PWM IC 555 de dois diodos mostrado acima é bastante simples. De fato, é um projeto multivibrador astável padrão, com exceção de um controle de período ON / OFF independente da saída.

Como sabemos, o tempo LIGADO do circuito IC 555 PWM é decidido pelo tempo que leva para o seu capacitor carregar no nível de 2/3 Vcc através do pino do resistor # 7, e o tempo DESLIGADO é determinado pelo tempo de descarga. do capacitor abaixo de 1/3 Vcc através do pino 7.

No circuito PWM simples acima, esses dois parâmetros podem ser configurados ou configurados de forma independente por meio de um potenciômetro e de um par de diodos bifurcantes.

O diodo do lado esquerdo que tem seu cátodo conectado ao pino nº 7 separa o tempo de desligamento, enquanto o diodo do lado esquerdo que tem seu ânodo conectado ao pino nº 7 separa o tempo de ligado da saída do IC.

Quando o braço deslizante do potenciômetro está mais voltado para o diodo no lado esquerdo, diminui o tempo de descarga, devido à menor resistência no caminho de descarga do capacitor. Isso resulta em um aumento no tempo LIGADO e uma diminuição no tempo DESLIGADO do IC PWM.

Por outro lado, quando o controle deslizante do potenciômetro está mais voltado para o diodo no lado direito, diminui o tempo de ignição devido à diminuição da resistência do potenciômetro no caminho de carga do capacitor. Isso resulta em um aumento no período OFF e uma diminuição nos períodos ON dos PWMs de saída do IC.

2) IC 555 PWM usando modulação externa

O segundo método é um pouco complexo que o anterior e requer uma variável externa DC no pino 5 (entrada de controle) do IC para implementar a largura de pulso que varia proporcionalmente na saída do IC.

Vamos aprender a seguinte configuração de circuito simples:


Pinagem IC 555

O diagrama mostra o IC 555 conectado em um modo multivibrador fácil de monoestável. Sabemos que, neste modo, o IC pode gerar um pulso positivo no pino 3 em resposta a cada gatilho negativo no pino 2.

O pulso no pino 3 é mantido por um período predeterminado, dependendo dos valores de Ra e C. Também podemos ver os pinos 2 e 5 atribuídos como entradas de relógio e modulação, respectivamente.

A saída é obtida do pino usual nº 3 do chip.

Na configuração simples acima, o IC 555 está configurado para gerar os pulsos PWM necessários, requer apenas um pulso de onda quadrada ou uma entrada de relógio em seu pino nº 2, que determina a frequência de saída e uma entrada de tensão variável em pino # 5 cuja amplitude ou nível de tensão decide as dimensões da largura de pulso na saída.

O pulso do pino 2 gera ondas triangulares alternativas correspondentes no pino 6/7 do IC, cuja largura é determinada pelos componentes de temporização RA e C.

Essa onda triangular é comparada à medição instantânea de tensão aplicada no pino nº 5 para dimensionar os pulsos PWM na saída do pino nº 3.

Em palavras simples, precisamos apenas fornecer um trem de pulsos no pino 2 e uma tensão variável no pino 5 para obter os pulsos PWM necessários no pino 3 do IC.

A amplitude da tensão no pino 5 será diretamente responsável por tornar os pulsos PWM de saída mais fortes ou mais fracos, ou apenas mais espessos ou mais finos.

A tensão de modulação pode ser um sinal de corrente muito baixo, no entanto, daria os resultados esperados.

Por exemplo, suponha que aplicemos uma onda quadrada de 50 Hz ao pino 2 e uma constante de 12 V no pino 5, o resultado da saída mostrará PWM com um RMS de 12 V e uma frequência de 50 Hz.

Para reduzir o RMS, apenas precisamos diminuir a tensão no pino nº 5. Se variarmos, o resultado será um PWM variável com valores RMS variáveis.

Se essa variável RMS for aplicada a um estágio do driver mosfet na saída, qualquer carga compatível com o mosfet também responderá com resultados altos e baixos que variam de acordo.

Se um motor estiver conectado ao mosfet, ele responderá com velocidades diferentes, uma lâmpada com diferentes intensidades de luz, enquanto um inversor com equivalentes de onda senoidal modificados.

A forma de onda de saída

A discussão acima pode ser testemunhada e verificada a partir da seguinte ilustração da forma de onda:

A forma de onda superior representa a tensão de modulação no pino nº 5, a protuberância na forma de onda representa o aumento e vice-versa.

A segunda forma de onda representa o pulso de relógio uniforme aplicado ao pino 2. É apenas para permitir que o IC mude para uma determinada frequência, sem a qual o IC não poderia funcionar como um dispositivo gerador de PWM.

A terceira forma de onda representa a geração real de PWM no pino 3, podemos ver que a largura dos pulsos é diretamente proporcional ao sinal de modulação superior.

As larguras de pulso correspondentes ao “bump” podem ser vistas como muito mais amplas e mais espaçadas, o que se torna proporcionalmente cada vez mais fino com a queda no nível de tensão da modulação.

O conceito acima pode ser aplicado com muita facilidade e eficácia em aplicativos de controle de energia, conforme discutido anteriormente no artigo anterior.

Como gerar um ciclo de trabalho fixo de 50% a partir do circuito IC 555

A figura a seguir mostra uma configuração simples que fornecerá um PWM de ciclo de serviço fixo de 50% por meio do pino nº 3. A idéia foi apresentada em uma das folhas de dados do IC 555, e esse design parece muito interessante e útil para aplicações que exigem um estágio simples e rápido de gerador de ciclo fixo de 50%.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

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