Në këtë artikull ne do të ndryshojmë fuqinë elektrike të njërit nëpërmjet Raspberry. Parimi i funksionimit mund të bëjë të mundur kontrollin, për shembull, intensitetin e një llambë ose shpejtësinë e një motori.

Normalisht për të kryer këtë detyrë duhet të ndryshojmë rrymën ose intensitetin në ngarkesë. Vetëm voila, me një Rpi të aftë për të dërguar vetëm një sinjal gjithçka ose asgjë, si ta bëjmë? Përgjigja është: përdorni të dy gjendjet në mënyrë alternative dhe të përsëritur. Kjo teknikë quhet PWM për modulimin e gjerësisë së pulsit, e cila jep modulimin e gjerësisë së pulsit në frëngjisht.

Sommaire

Parimi i funksionimit

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

Modulimi i gjerësisë së pulsit është një teknikë që përdoret zakonisht për të sintetizuar sinjale të vazhdueshme duke përdorur qarqet ndezëse/fikëse. Parimi i përgjithshëm është që duke aplikuar një sërë impulsesh (ndryshimi nga gjendja 0 në 1) për kohëzgjatje të zgjedhura mirë, çdo vlerë e ndërmjetme mund të merret mesatarisht gjatë një periudhe të caktuar.

Ky parim bazohet në dy parametra:

Frekuenca (periudha)
Cikli i detyrës

PWM_parametrat

frekuenca (ose perioda) është numri i herëve në sekondë që gjenerohet pulsi. Kjo llogaritet midis momentit të fillimit të një pulsi dhe fillimit të tjetrit. Njësia e frekuencës është Hertz (Hz). Herci është një rrahje zemre në sekondë. Për shembull 50 Hz korrespondon me 50 impulse në një sekondë, që jep një impuls çdo 0.02 sekonda.

Cikli i detyrës është përqindja e kohës kur sinjali është në pozicionin 1 gjatë ciklit.

Për shembull, një frekuencë prej 50 Hz dhe një cikël pune prej 50% do të thotë që çdo 0.02 sekonda sinjali do të jetë në 1 (i lartë) për gjysmën e kohës dhe në 0 (LOW) për gjysmën tjetër.

pesëdhjetë_përqind

Cikli 50 Hertz dhe 50%.

Për një frekuencë prej 50 Hz dhe një cikël pune prej 80%, sinjali do të jetë në 1 (LARTË) për 80% të kohës së ciklit prej 0.02 sekondash.

tetëdhjetë_përqind

Cikli 50 Hertz dhe 80%.

Provoni me një LED

Epo, teoria është e lezetshme, por më argëtimi është praktika! Për testin e parë do t'ju duhet një LED dhe një rezistencë 10 Ohm për të mbrojtur këtë të fundit. Rryma maksimale e një kunj GPIO të një Raspberry nuk kalon 16 mA. Në shumicën dërrmuese të LED-ve, rryma e mbështetur është 20 mA. Prandaj rezistenca nuk duhet të jetë e nevojshme, por mbron njësoj. Varet nga ju. Formula e llogaritjes është si më poshtë (nëse keni dokumentacionin për LED-in tuaj).

Rezistenca = (Tensioni i furnizimit - tension LED) / Rryma maksimale LED

Qarku është si më poshtë:

skema_test_rpi_del

Për pjesën tjetër, supozoj se keni instaluar bibliotekën python duke lejuar kontrollin e porteve GPIO. Nëse nuk është kështu, ju referoj në këtë artikull.

Ndezja e një LED

Ne do të fillojmë me një ndezje të thjeshtë të LED. Kodi i mëposhtëm lejon që LED të pulsojë për 50% të kohës së çdo periudhe. Periudhat zgjasin 0.5 Hz, pra një periodë çdo 2 sekonda. Komentet duhet të jenë të mjaftueshme për të kuptuar kodin.

<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()

Ndezja e një LED me ndryshim të intensitetit

Në shembullin e mëposhtëm do të bëjmë blicin LED, por këtë herë duke kontrolluar nivelin e intensitetit të tij falë raportit të ciklit.

<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()

Ndryshimi i shpejtësisë së një motori përmes Raspberry

Portat GPIO të Rapsberry dërgojnë vetëm një sinjal 3,3 V. Pra, si ta ndryshoni fuqinë e një ngarkese që kërkon shumë më tepër se 3,3 V, si p.sh. një motor? Për këtë ne do të përdorim një komponent i cili funksionon si një ndërhyrës që quhet MOSFET. Një MOSFET është një komponent elektronik që përdoret për të kryer kontrollin e fuqisë. Parimi i funksionimit të këtij lloji të tranzistorit është që kur tensioni i Portës arrin një vlerë të mjaftueshme, rryma rrjedh midis Drenit dhe Burimit. Disa transistorë kontrollohen nga rryma, Mosfet kontrollohet me tension.

skema_MOSFET

1 = G = GATE: kunja e kontrollit. Komanda këtu do të jetë porti GPIO.
2 = D = DRAIN: pin i cili kullon rrymën (ngarkesa sa ... këtu do të lidhim motorin tonë)
3 = S = BURIMI: kunja e burimit aktual (ku rryma mblidhet për t'u dërguar në ngarkesë ... në rastin tonë, ajo është tokëzuar)

Pra, MOSFET bën të mundur ndarjen e qarkut ku gjendet ngarkesa jonë nga qarku i kontrollit, në këtë rast Rpi.

Këtu është diagrami me një motor eklektik dhe një furnizim me bateri 12V.

motor_mjedër

Kodi për t'u përdorur është saktësisht i njëjtë si për ndezjen e LED me ndryshim në intensitet.

Nuk keni një motor ose furnizim me energji elektrike në dorë? Mund të provoni qarkun me Rpi. Për këtë ju duhet një LED dhe një rezistencë këtë herë prej 100 Ohm sepse ne do të përdorim burimin Vcc 5v Rpi të fortë për qarkun e provës.

Materialet e nevojshme për testim:

LED
Rezistenca 100 Ohm
MOSFET

Në qarkun më poshtë, burimi Vcc 5v i Rpi kalon përmes rezistencës 100 Ohm në mënyrë që të kufizojë rrymën, më pas në LED dhe në fund lidhet me kullimin e MOSFET. Porta 4 GPIO lejon, si për qarkun e mëparshëm, të kontrollojë MOSFET në portë.

mjedër_pwm