Stap 4: Toevoegen PWM
Dus we hebben alles behalve de begin- en langzame prestatie gedekt, en hoewel de fundamentele controller in Fig 2 zal presteren niet hebben goed we nog aangepakt dit probleem. De goedkoopste en gemakkelijkste manier om dit te overwinnen is het gebruik van Pulsed Width Modulation of PWM. Dit houdt controle op snelheid door het sturen van de motor pulsen van de volledige kracht van verschillende breedten. Dit betekent dat de motor veel meer vermogen en koppel bij lage snelheden dan een standaard controller kan bieden. Bovendien, het probleem van de traagheid te overwinnen als de motor wordt gestart is afgeschaft omdat de motor een grote injectie van de macht van een reeks van zeer korte pulsen krijgt, waardoor de motor te 'trekken' op wat lijkt op crawlen snelheid.
We kunnen het maken van een eenvoudige PWM zonder zeer ingewikkelde of dure elektronica. Als we gebruik maken van de beproefde '555' timer chip er een aantal verschillende configuraties zijn, die we kunnen proberen. Bovendien leveren wij de pulse uitgang gewoon uit onze timer chip te voeden de uiteindelijke uitvoer en overbelasting circuit al zoals beschreven door het voeren van de pulse uitgang van het circuit hier aan de basis van TR1.
De 555 chip kan worden bekabeld voor het uitvoeren van een groot aantal functies. Het wordt getimede uitvoer wordt bepaald door een 'RC' netwerk. Dit is het effect gemaakt wanneer een weerstand en een condensator samen zijn aangesloten. Ik zal niet proberen te gaan hier in detail, het volstaat te zeggen dat als we weerstanden en condensatoren van bekende waarden gebruiken dan kunnen we een puls van de timing van een bekende frequentie. Er zijn letterlijk honderden websites gewijd aan de 555 timer chip met inbegrip van rekenmachines en basic circuits. Wat is voor ons van bijzonder belang is pin 5 van de 8-pins DIL 555 chip. Pin 5 wordt zelden gebruikt in standaard 555 schakelingen, maar het is voor ons een godsgeschenk. De functie van pin 5 is te wijzigen van de lengte van de pulsen van de uitvoer van de chip met betrekking tot een 'referentie spanning' toegepast op de pin. Kortom, zal onze standaard voltage divider VR1, als gevoed aan pin 5 van de chip veranderen de lengte van de pulsen afgegeven door de chip. Deze kunnen vervolgens worden gevoed rechtstreeks in onze output stadium en geven ons een puls breedte gemoduleerde controller!
/ * Stijldefinities * / tabel. MsoNormalTable {mso-stijl-naam: "Tabel normaal"; mso-tstyle-rowband-grootte: 0; mso-tstyle-colband-grootte: 0; mso-stijl-noshow:yes; mso-stijl-ouder: "";" mso-padding-alt: 0 cm 5.4pt 0 cm 5.4pt; mso-para-marge: 0 cm; mso-para-margin-bottom: .0001pt; mso-paginering: widow-orphan; lettertype-grootte: 10.0pt; font-family: "Times New Roman";}
De weerstand tussen pin 7 en Vcc is gewoon om te voorkomen dat het wordt overgelaten 'hangen'. De weerstand tussen pin 2 en 3, samen met de condensator tussen 2 en grond instellen de trilfrequentie De condensator moet een niet-gepolariseerd 0.1uF (100nF) type (meestal gemarkeerd '104'). U kunt een keramische schijf als dat alles die u kunt vinden maar ik aanbevelen dat u een hogere kwaliteit mica of polystyreen type gebruikt.
De waarde van de weerstand tussen pin 2 & 3 moet tussen ongeveer 33K en 150K. Met behulp van een weerstand van 100K zal boete doen. De waarde van de weerstand moet ingesteld de mid-range frequentie tot ongeveer 150Hz (pulsen per seconde). De reden is dat ik gevonden heb dat model loco motoren zal judder onder ongeveer 30Hz en klagen of geheel bovenstaande 1kHz opgeven.
Het circuit komt te staan volgt niet gebruikelijk, ik kan me niet herinneren waar ik het eerst kwam, maar ik heb het gebruikt voor meer dan 10 jaar als een fundamentele PWM-generator en het werkt, zodat krediet moet echt gaan naar wie ontwierp de oorspronkelijke versie. Wanneer 0V wordt toegepast op pin 5 die een multi meter zal de pulsen lezen als het equivalent van tussen 5 en 8 volt op de uitvoer, maar een oscilloscoop onthult dat er eigenlijk minder dan '1 volt' sinds zijn de pulsen minder dan 2% van de golflengte. Als de spanning aan pin 5 wordt verhoogd tot de Vcc gaat de output tot 98% van de volledige macht.
Helaas, hoewel de laagste instelling zal de loco tot stilstand brengen, een reeks van kleine pulsen is nog steeds aanwezig in de spoorstaven, dit kan leiden tot vreemde geluiden vanuit bepaalde loco motoren. Als je kunt krijgen houdt van een lineaire potentiometer van 10K, uitgerust met een 'off'-positie SPST schakelen dan dit bedrading in de output zal 'doden' alle pulsen aan de uitgang. Zo niet ik zou toevoegen een SPST schakelaar ergens in de output van de 555 om te voorkomen dat strooilicht lawaai.
Dit circuit is niet het meest elegante PWM oplossing dat kon hebben we bereikt met behulp van de 555. Een potentieel probleem is dat dit circuit de frequentie, alsmede de pulsbreedte verandert. Zolang het frequentie goed blijft binnen de grenzen die besproken moet dit niet blijken te zijn een probleem.
We kunnen beter hebben gedaan met behulp van de twee 555. De eerste set up als een vaste frequentie generator, een tweede 555 triggering als de generator van de PWM, maar die voor een andere dag blijft.
