Essa técnica consiste na geração de uma onda quadrada em uma frequência muito alta em que pode ser controlada a porcentagem do tempo em que a onda permanece em nível lógico alto.
PWM ou Modulação por Largura de Impulso é uma técnica muito utilizada em electrónica e engenharia eléctrica. Como o nome sugere, refere-se a um sinal ou onda que é modulado pela variação da largura do pulso. Em termos simples, a PWM é uma forma de controlar a potência fornecida a uma carga através da variação do ciclo de trabalho de uma onda quadrada. O ciclo de trabalho é a relação entre o tempo em que o sinal está alto e o tempo em que o sinal está baixo. O sinal PWM é amplamente utilizado em aplicações como o controlo da velocidade do motor, a regulação de LEDs e a regulação da fonte de alimentação.
Para compreender o funcionamento do PWM, vamos analisar mais detalhadamente a forma de onda de um sinal PWM. A forma de onda de um sinal PWM é uma série de impulsos que alternam entre os estados alto e baixo. A largura de cada impulso representa o ciclo de trabalho do sinal, ou seja, a percentagem de tempo em que o sinal está alto. Por exemplo, se a largura do impulso for 50%, então o sinal é alto durante 50% do tempo e baixo durante os restantes 50%.
A frequência do sinal PWM é também um parâmetro essencial a considerar. A frequência determina a frequência com que o impulso é repetido e, normalmente, situa-se entre algumas centenas de hertz e vários kilohertz. A frequência do sinal PWM afecta o desempenho da carga e a eficiência do circuito PWM.
Então, como funciona um circuito PWM? Num circuito PWM típico, um microcontrolador gera uma onda quadrada que é depois modulada por um sinal de controlo. O sinal modulado é depois enviado para um dispositivo de comutação de potência, como um transístor ou um MOSFET, que regula a potência fornecida à carga. Ao variar o ciclo de funcionamento do sinal PWM, a potência fornecida à carga pode ser controlada.
O sinal PWM é amplamente utilizado em várias aplicações. Por exemplo, no controlo da velocidade do motor, o sinal PWM é utilizado para ajustar a velocidade do motor, controlando a quantidade de potência que lhe é fornecida. No escurecimento de LEDs, o sinal PWM é utilizado para controlar a luminosidade do LED, variando o ciclo de funcionamento do sinal. O PWM é também utilizado na regulação da fonte de alimentação para controlar a tensão de saída da fonte de alimentação.
Em conclusão, o PWM é uma técnica poderosa para controlar a potência fornecida a uma carga. Ao variar o ciclo de trabalho de uma onda quadrada, a potência fornecida à carga pode ser controlada. O sinal PWM é amplamente utilizado em várias aplicações, incluindo o controlo da velocidade do motor, a regulação dos LEDs e a regulação da fonte de alimentação. Compreender a forma de onda PWM e as suas aplicações é essencial para qualquer pessoa interessada em electrónica e engenharia eléctrica.
O cálculo do PWM (Modulação por Largura de Pulso) depende da frequência e do ciclo de trabalho desejado para a forma de onda. O ciclo de trabalho é a percentagem de tempo em que o sinal está alto em comparação com o tempo total da forma de onda. A fórmula para calcular o ciclo de funcionamento é a seguinte
Ciclo de serviço (%) = (Ton / T) x 100
Onde Ton é o tempo que o sinal está alto, e T é o tempo total da forma de onda. Uma vez conhecido o ciclo de trabalho desejado, é possível calcular o Ton e Toff correspondentes (o tempo em que o sinal está baixo) utilizando as seguintes fórmulas:
Ton = Duty Cycle (%) x T / 100
Toff = T – Ton
Uma vez calculados o Ton e o Toff, pode usá-los para criar a forma de onda PWM com a frequência e o duty cycle desejados.
A ponte H é um circuito que é normalmente utilizado em electrónica para controlar a direcção de um motor DC. Consiste em quatro interruptores que podem ser ligados e desligados em diferentes combinações para controlar o fluxo de corrente através do motor. A ponte H é frequentemente utilizada em conjunto com PWM (Modulação por Largura de Impulso) para controlar a velocidade do motor. Ao variar o ciclo de trabalho da forma de onda PWM, a tensão média aplicada ao motor pode ser controlada, o que, por sua vez, controla a sua velocidade.
Para usar um temporizador 555 para controlar a velocidade e o sentido de rotação de um motor DC, pode usar PWM (modulação por largura de pulso) para variar a tensão fornecida ao motor. Ao variar o ciclo de trabalho da forma de onda PWM, pode controlar a velocidade do motor e, ao utilizar um circuito de ponte H com o temporizador 555, pode também controlar o sentido de rotação. O circuito de ponte H permite-lhe inverter a polaridade da tensão fornecida ao motor, o que altera o sentido de rotação.