في هذه المقالة سنقوم بتغيير الطاقة الكهربائية لأحدهما عبر توت العليق. يمكن لمبدأ التشغيل أن يجعل من الممكن التحكم ، على سبيل المثال ، في شدة المصباح أو سرعة المحرك.

عادةً لأداء هذه المهمة ، يتعين علينا تغيير التيار أو الشدة في الحمل. فقط فويلا ، مع Rpi قادرة فقط على إرسال إشارة الكل أو لا شيء ، كيف نفعل ذلك؟ الجواب: استخدام الدولتين بالتناوب وبشكل متكرر. هذه التقنية تسمى PWM لتعديل عرض النبضة ، والتي تعطي تعديل عرض النبضة باللغة الفرنسية.

ملخص

مبدأ التشغيل

Name: Agence Web Tremplin Numérique
Price range: $$$

يعد تعديل عرض النبضة تقنية شائعة الاستخدام لتجميع الإشارات المستمرة باستخدام دوائر التشغيل / الإيقاف. المبدأ العام هو أنه من خلال تطبيق تعاقب النبضات (التغيير من الحالة 0 إلى 1) للمدد المختارة جيدًا ، يمكن الحصول على أي قيمة وسيطة في المتوسط خلال فترة معينة.

يعتمد هذا المبدأ على معاملين:

التردد (فترة)
دورة العمل

PWM_parameters

التردد (أو فترة) هو عدد المرات في الثانية التي يتم فيها إنشاء النبض. يتم احتساب هذا بين لحظة بداية نبضة واحدة وبداية النبضة التالية. وحدة التردد هي هرتز (هرتز). هيرتز هو نبضة قلب واحدة في الثانية. على سبيل المثال ، 50 هرتز تقابل 50 نبضة في ثانية واحدة ، مما يعطي نبضة كل 0.02 ثانية.

دورة العمل هي النسبة المئوية للوقت الذي تكون فيه الإشارة في الموضع 1 أثناء الدورة.

على سبيل المثال ، يعني التردد 50 هرتز ودورة العمل بنسبة 50٪ أن كل 0.02 ثانية ستكون الإشارة عند 1 (مرتفع) لنصف الوقت وعند 0 (منخفضة) للنصف الآخر.

خمسة في المئة

50 هيرتز و 50٪ دورة

بالنسبة لتردد 50 هرتز ودورة عمل بنسبة 80٪ ، ستكون الإشارة عند 1 (HIGH) لمدة 80٪ من وقت الدورة البالغ 0.02 ثانية.

ثمانون بالمئة

50 هيرتز و 80٪ دورة

اختبار مع LED

حسنًا ، النظرية رائعة ولكن أكثرها متعة هي الممارسة! للاختبار الأول ، ستحتاج إلى LED ومقاوم 10 أوم لحماية الأخير. لا يتجاوز الحد الأقصى الحالي لدبوس GPIO الخاص بـ Raspberry 16 مللي أمبير. في الغالبية العظمى من مصابيح LED ، يكون التيار المدعوم 20 مللي أمبير. لذلك يجب ألا تكون المقاومة ضرورية لكنها تحمي الجميع. لكم واسع النظر. تكون صيغة الحساب كما يلي (إذا كان لديك توثيق لمؤشر LED الخاص بك).

المقاومة = (جهد الإمداد - جهد LED) / أقصى تيار LED

الدائرة على النحو التالي:

schema_test_rpi_del

بالنسبة للباقي ، أفترض أنك قمت بتثبيت مكتبة python مما يسمح بالتحكم في منافذ GPIO. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإني أحيلك إلى هذه المقالة.

وميض LED

سنبدأ بوميض بسيط من LED. يسمح الرمز التالي لمصباح LED بالوميض لمدة 50٪ من وقت كل فترة. تدوم الفترات 0.5 هرتز ، أي فترة واحدة كل ثانيتين. يجب أن تكون التعليقات كافية لفهم الكود.

<br /><br />
#!/usr/bin/env python</p><br />
<p>import RPi.GPIO as GPIO<br /><br />
GPIO.setmode(GPIO.BCM)<br /><br />
GPIO.setup(4, GPIO.OUT)</p><br />
<p>#0.5 Hz = 1 fois toutes les deux secondes<br /><br />
p = GPIO.PWM(4, 0.5)<br /><br />
# cycle = 50%<br /><br />
p.start(50)<br /><br />
# une touche pour quitter le programme.<br /><br />
input(‘Appuyez sur une touche pour stopper’)<br /><br />
# La fonction input est bloquante. Si on arrive ici alors on peut fermer le programme<br /><br />
p.stop()<br /><br />
GPIO.cleanup()

#!/usr/bin/env python

import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(4, GPIO.OUT)

#0.5 Hz = 1 fois toutes les deux secondes

p = GPIO.PWM(4, 0.5)

# cycle = 50%

p.start(50)

# une touche pour quitter le programme.

input(‘Appuyez sur une touche pour stopper’)

# La fonction input est bloquante. Si on arrive ici alors on peut fermer le programme

p.stop()

GPIO.cleanup()

وميض LED مع اختلاف الشدة

في المثال التالي سنقوم بعمل فلاش LED ، ولكن هذه المرة بالتحكم في مستوى شدته بفضل تقرير الدورة.

<br /><br />
#!/usr/bin/env python</p><br />
<p>import RPi.GPIO as GPIO<br /><br />
import time</p><br />
<p>GPIO.setmode(GPIO.BCM)<br /><br />
GPIO.setup(4, GPIO.OUT)</p><br />
<p># creation d’un objet PWM. canal=4 frequence=50Hz<br /><br />
LED = GPIO.PWM(4, 50)</p><br />
<p># demarrage du PWM avec un cycle a 0 (LED off)<br /><br />
LED.start(0)</p><br />
<p># On fait varier le rapport cyclique de 0 a 100 puis de 100 a 0<br /><br />
try:<br /><br />
    while 1:<br /><br />
        for dc in range(0, 101, 1):<br /><br />
            LED.ChangeDutyCycle(dc)<br /><br />
            time.sleep(0.01)<br /><br />
        for dc in range(100, -1, -1):<br /><br />
            LED.ChangeDutyCycle(dc)<br /><br />
            time.sleep(0.01)<br /><br />
except KeyboardInterrupt:<br /><br />
    pass<br /><br />
p.stop()<br /><br />
GPIO.cleanup()

#!/usr/bin/env python

import RPi.GPIO as GPIO

import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(4, GPIO.OUT)

# creation d’un objet PWM. canal=4 frequence=50Hz

LED = GPIO.PWM(4, 50)

# demarrage du PWM avec un cycle a 0 (LED off)

LED.start(0)

# On fait varier le rapport cyclique de 0 a 100 puis de 100 a 0

try:

while 1:

for dc in range(0, 101, 1):

LED.ChangeDutyCycle(dc)

time.sleep(0.01)

for dc in range(100, –1, –1):

LED.ChangeDutyCycle(dc)

time.sleep(0.01)

except KeyboardInterrupt:

pass

p.stop()

GPIO.cleanup()

اختلاف سرعة المحرك عبر Raspberry

ترسل منافذ GPIO الخاصة بـ Rapsberry إشارة 3,3 فولت فقط ، فكيف يمكنك تغيير قوة الحمل الذي يتطلب أكثر من 3,3 فولت مثل المحرك؟ لذلك سنستخدم مكونًا يعمل مثل interuptor الذي يطلق عليه المرء MOSFET. MOSFET هو مكون إلكتروني يستخدم لأداء التحكم في الطاقة. مبدأ تشغيل هذا النوع من الترانزستور هو أنه عندما يصل جهد البوابة إلى قيمة كافية ، يتدفق التيار بين الصرف والمصدر. يتم التحكم في بعض الترانزستورات حاليًا ، ويتم التحكم في Mosfet بالجهد.

مخطط_MOSFET

1 = G = GATE: دبوس التحكم. سيكون الأمر هنا هو منفذ GPIO.
2 = D = استنزاف: دبوس يستنزف التيار (الحمل ماذا ... هذا هو المكان الذي سنقوم فيه بتوصيل محركنا)
3 = S = SOURCE: دبوس المصدر الحالي (حيث يتم جمع التيار ليتم إرساله إلى الحمل ... في حالتنا ، يكون الأرض)

لذا فإن MOSFET يجعل من الممكن فصل الدائرة حيث يوجد حملنا من دائرة التحكم ، في هذه الحالة Rpi.

هذا هو الرسم التخطيطي بمحرك انتقائي ومصدر طاقة بطارية 12 فولت.

المحرك_راسبري

الكود المطلوب استخدامه هو نفسه تمامًا مثل وميض LED مع تباين في الشدة.

ليس لديك محرك أو مصدر طاقة في متناول اليد؟ يمكنك تجربة الدائرة مع Rpi. لذلك أنت بحاجة إلى LED ومقاوم هذه المرة 100 أوم لأننا سنستخدم مصدر Vcc 5v الثابت Rpi لدائرة الاختبار.

المواد اللازمة للاختبار:

LED
مقاومة 100 أوم
MOSFET

في الدائرة أدناه ، يمر مصدر Vcc 5v لـ Rpi عبر المقاوم 100 أوم للحد من التيار ، ثم إلى LED ويتصل أخيرًا بتصريف MOSFET. يسمح منفذ GPIO 4 ، كما هو الحال بالنسبة للدائرة السابقة ، بالتحكم في MOSFET على البوابة.

raspberry_pwm