समाचार

पल्स-चौड़ाई मॉडुलन (PWM) एक प्रकार के डिजिटल सिग्नल के लिए एक आकर्षक शब्द है। PWM का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें जटिल नियंत्रण परिपथ भी शामिल हैं। स्पार्कफन में हम इनका उपयोग RGB LED को मंद करने या सर्वो की दिशा नियंत्रित करने के लिए करते हैं। हम इन दोनों अनुप्रयोगों में कई तरह के परिणाम प्राप्त कर सकते हैं क्योंकि PWM हमें एनालॉग तरीके से सिग्नल के उच्च रहने के समय को बदलने की अनुमति देता है। हालाँकि एक सिग्नल किसी भी समय केवल उच्च (आमतौर पर 5V) या निम्न (ग्राउंड) हो सकता है, हम एक निश्चित समय अंतराल में सिग्नल के उच्च रहने और निम्न रहने के समय के अनुपात को बदल सकते हैं।

साइकिल शुल्क

जब कोई सिग्नल उच्च होता है, तो हम उसे "ऑन टाइम" कहते हैं। "ऑन टाइम" की मात्रा का वर्णन करने के लिए, हम ड्यूटी साइकिल की अवधारणा का उपयोग करते हैं। ड्यूटी साइकिल को प्रतिशत में मापा जाता है। ड्यूटी साइकिल प्रतिशत विशेष रूप से उस समय के प्रतिशत को दर्शाता है जब कोई डिजिटल सिग्नल किसी अंतराल या अवधि में चालू रहता है। यह अवधि तरंगरूप की आवृत्ति का व्युत्क्रम है। यदि कोई डिजिटल सिग्नल आधे समय चालू और आधे समय बंद रहता है, तो हम कहते हैं कि डिजिटल सिग्नल का ड्यूटी साइकिल 50% है, जो एक आदर्श वर्ग तरंग के समान है। यदि प्रतिशत 50% से अधिक है, तो डिजिटल सिग्नल उच्च अवस्था में निम्न अवस्था की तुलना में अधिक समय बिताता है, और यदि ड्यूटी साइकिल 50% से कम है, तो इसके विपरीत होता है। निम्नलिखित आरेख इन तीन स्थितियों को दर्शाता है:

100% ड्यूटी साइकिल, वोल्टेज को 5 वोल्ट (उच्च) पर सेट करने के समान है। 0% ड्यूटी साइकिल, सिग्नल को ग्राउंड से जोड़ने के समान है।

उदाहरण

आप ड्यूटी चक्र को समायोजित करके एलईडी की चमक को नियंत्रित कर सकते हैं।

आरजीबी (लाल, हरा और नीला) एलईडी के साथ, आप तीनों रंगों को अलग-अलग मात्रा में मंद करके उनकी मिश्रित मात्रा को नियंत्रित कर सकते हैं।

अगर तीनों को बराबर मात्रा में चालू किया जाए, तो परिणाम सफेद रोशनी के अलग-अलग शेड्स होंगे। नीले और हरे रंग के इसी मिश्रण से नीला-हरा रंग बनेगा। थोड़े और जटिल उदाहरण के लिए, नारंगी रंग बनाने के लिए लाल को पूरी तरह से चालू, हरे को 50% ड्यूटी साइकिल पर पूरी तरह से चालू और नीले को पूरी तरह से बंद करके देखें।

एलईडी को नियंत्रित करते समय, उचित मंद प्रभाव प्राप्त करने के लिए वर्ग तरंग की आवृत्ति पर्याप्त रूप से उच्च होनी चाहिए। 1 हर्ट्ज़ पर 20% ड्यूटी साइकिल वाली तरंग आपकी आँखों को स्पष्ट रूप से दिखाई देगी कि वह चालू और बंद हो रही है, जबकि 20 हर्ट्ज़ या उससे अधिक पर 100% ड्यूटी साइकिल पूरी तरह चालू होने की तुलना में कम मंद दिखाई देगी। मूलतः, यदि आपका लक्ष्य एलईडी के साथ मंद प्रभाव प्राप्त करना है, तो अवधि बहुत लंबी नहीं हो सकती। आप रोबोटिक आर्म जैसे यांत्रिक उपकरण से जुड़ी सर्वो मोटर के कोण को नियंत्रित करने के लिए पल्स-चौड़ाई मॉडुलन का भी उपयोग कर सकते हैं। एक सर्वो में एक शाफ्ट होता है जो अपनी नियंत्रण रेखा के आधार पर एक विशिष्ट स्थिति में घूमता है। हमारी सर्वो मोटरों की परास लगभग 180 डिग्री होती है।

आवृत्ति/अवधि किसी विशिष्ट सर्वो को नियंत्रित करने के लिए विशिष्ट होती है। एक सामान्य सर्वो मोटर को हर 20 मिलीसेकंड पर एक अपडेट की आवश्यकता होती है, जिसमें 1 मिलीसेकंड और 2 मिलीसेकंड के बीच का पल्स होता है—दूसरे शब्दों में, 50 हर्ट्ज़ तरंग पर 5% और 10% के बीच का ड्यूटी साइकिल। 1.5 मिलीसेकंड पल्स के साथ, सर्वो मोटर अपनी स्वाभाविक 90-डिग्री स्थिति में होगी। 1 मिलीसेकंड पल्स पर, सर्वो 0 डिग्री पर होगा, और 2 मिलीसेकंड पल्स पर, सर्वो 180 डिग्री पर होगा। आप सर्वो को बीच के मानों पर अपडेट करके गति की पूरी रेंज प्राप्त कर सकते हैं।

पल्स-चौड़ाई मॉडुलन का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में, विशेष रूप से नियंत्रण में, किया जाता है। अब जब आप जानते हैं कि इसका उपयोग एलईडी को मंद करने और सर्वो मोटरों के कोण को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है, तो आप अन्य संभावित उपयोगों की खोज शुरू कर सकते हैं। अगर आप असमंजस में हैं, तो स्पार्कफन इन्वेंटर किट ज़रूर देखें, जिसमें पल्स-चौड़ाई मॉडुलन के उदाहरण शामिल हैं। अगर आप तुरंत कोडिंग शुरू करने के लिए तैयार हैं और आपके पास Arduino है, तो यहाँ PWM कोडिंग के उदाहरण देखें।