Comment utiliser PWM pour interfacer les capteurs avec des microcontrôleurs?

La modulation de la largeur d'impulsion (PWM) est une technique astucieuse qui est super utile en ce qui concerne les capteurs d'interfaçage avec des microcontrôleurs. En tant que fournisseur PWM, j'ai vu de première main comment cette technologie peut révolutionner la façon dont nous interagissons avec les capteurs. Dans ce blog, je vais décomposer la façon dont vous pouvez utiliser PWM pour interfacer des capteurs avec des microcontrôleurs, alors plongeons-nous directement!

Qu'est-ce que PWM?

Avant d'entrer dans le Nitty - granuleux des capteurs d'interfaçage, passons rapidement en revue ce qu'est PWM. PWM est une méthode pour contrôler l'alimentation délivrée à un dispositif électrique en faisant rapidement allumer et désactiver la puissance. Le rapport du temps de la puissance est allumé (largeur d'impulsion) jusqu'au temps total du cycle est appelé le cycle de service. Par exemple, si la puissance est allumée pour la moitié du cycle, le cycle de service est de 50%.

Ce concept est important car différents cycles de service peuvent représenter différentes valeurs. Par exemple, dans une application de contrôle moteur, un cycle de service plus élevé peut signifier que le moteur tourne plus rapidement, tandis qu'un cycle de service inférieur signifie qu'il tourne plus lent.

Pourquoi utiliser PWM pour l'interfaçage du capteur?

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles PWM est un excellent choix pour les capteurs d'interfaçage avec des microcontrôleurs. Tout d'abord, c'est simple. La plupart des microcontrôleurs ont construit - dans les modules PWM, ce qui signifie que vous n'avez pas besoin de beaucoup de composants externes pour l'implémenter.

Deuxièmement, il peut fournir une sortie de résolution élevée. En ajustant le cycle de service, vous pouvez obtenir un large éventail de valeurs, ce qui est très utile lorsque vous traitez avec des capteurs qui ont une large gamme dynamique.

Enfin, le PWM est efficace pour l'énergie. Puisqu'il ne fait qu'allumer et éteindre la puissance, il ne gaspille pas beaucoup d'énergie en tant que chaleur, ce qui le rend idéal pour les applications alimentées par batterie.

Interfaçage des capteurs analogiques avec PWM

Commençons par des capteurs analogiques. Ces capteurs produisent une plage continue de valeurs de tension en fonction de la quantité physique qu'elles mesurent, comme la température ou l'intensité de la lumière.

Étape 1: Connectez le capteur

La première étape consiste à connecter le capteur analogique au microcontrôleur. Habituellement, vous connectez la sortie du capteur à une broche d'entrée analogique sur le microcontrôleur. Par exemple, si vous utilisez un Arduino, vous pouvez connecter un capteur de température à l'une de ses broches d'entrée analogiques (A0 - A5).

Étape 2: Lisez la valeur du capteur

Une fois le capteur connecté, vous devez lire la valeur analogique. La plupart des microcontrôleurs ont un convertisseur numérique analogique (ADC) qui peut convertir la tension analogique continue du capteur en une valeur numérique discrète. Dans Arduino, vous pouvez utiliser leanalogread ()fonction pour ce faire. Par exemple:

int caporValue = analogRAD (a0);

Ce code lit la valeur de la broche d'entrée analogique A0 et la stocke dans la variableSensorValue.

Étape 3: Convertir la valeur en PWM

Après avoir lu la valeur du capteur, vous devez le convertir en un cycle de service PWM. Vous pouvez le faire en mappant la valeur du capteur à une plage de valeurs PWM. Dans Arduino, vous pouvez utiliser lecarte()fonction. Par exemple:

int pwmvalue = map (SensorValue, 0, 1023, 0, 255);

Ce code mappe la valeur du capteur (qui varie de 0 à 1023 sur un arduino) à une valeur PWM qui varie de 0 à 255.

Étape 4: Définissez la sortie PWM

Enfin, vous devez définir la sortie PWM sur le microcontrôleur. Dans Arduino, vous pouvez utiliser leAnalogwrite ()Fonction pour définir le cycle de service PWM sur une broche de sortie PWM. Par exemple:

Analogwrite (9, PWMValue);

Ce code définit le cycle de service PWM sur la broche 9 en fonction dupwmvalueNous avons calculé plus tôt.

Interfaçage des capteurs numériques avec PWM

Les capteurs numériques produisent des valeurs discrètes, généralement seulement 0 ou 1. Cependant, vous pouvez toujours utiliser PWM pour les interfacer avec des microcontrôleurs dans certains cas.

Étape 1: Connectez le capteur

Semblable aux capteurs analogiques, vous devez connecter le capteur numérique au microcontrôleur. Connectez la sortie du capteur à une broche d'entrée numérique sur le microcontrôleur.

Étape 2: Lisez la valeur du capteur

Pour lire la valeur du capteur numérique, vous pouvez utiliser leDigitalRead ()Fonction dans Arduino. Par exemple:

int caporValue = DigitalRead (2);

Ce code lit la valeur de la broche d'entrée numérique 2 et la stocke dans la variableSensorValue.

Étape 3: Générez PWM en fonction de la valeur du capteur

Selon la valeur du capteur, vous pouvez générer un signal PWM différent. Par exemple, si le capteur détecte un objet, vous voudrez peut-être augmenter le cycle de service PWM pour conduire un moteur plus rapidement. Vous pouvez utiliser unSi - sinondéclaration pour y parvenir. Par exemple:

if (SensorValue == High) {analogwrite (9, 200); } else {analogwrite (9, 50); }

Ce code définit le cycle de service PWM sur la broche 9 à 200 si la valeur du capteur est élevée et à 50 si elle est faible.

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Références

• Manuel de référence Arduino
• Feuilles de données de microcontrôleur