Pulsbreddsmodulering

Vad är pulsbreddsmodulering?

Pulsbreddsmodulering är en metod att åstadkomma analoga resultat med digitala verktyg.

Säg att du vill reglera hastigheten på en motor eller temperaturen på en spisplatta. En metod kan vara att styra spänningen till motorn eller spisplattan, genom att öka eller minska spänningen beroende på hur mycket värme du önskar. En annan metod kan vara att helt enkelt slå på och stänga av plattan lagom frekvent. Du sätter din lillasyster på att slå på och stänga av enligt någon mönster som ger exakt den värme du önskar.

Rent elektroniskt kan man såklart göra detta ganska snabbt, så fort att ingen märker att det är så det fungerar. Detta är precis vad pulsbreddsmodulering är för något. Vad det förenklat handlar om är att slå på och slå av spänningen, för en motor eller ett värmeelement eller en lampa eller något annat, med en lagom hög eller låg frekvens. Dvs, vi startar och stoppar fast vi gör detta såpass snabbt att varken vi eller den anslutna apparaten märker detta.

En puls

Vid en lägre hastighet, temperatur eller ljusstyrka, kan det se ut som nedan.


Vill vi höja hastigheten eller ljusstyrkan eller temperaturen kan vi låta pulserna vara igång lite längre.



Vad är en lämplig frekvens? För en motor kan en lämplig frekvensvara allt från 100-100000 Hz. En låg frekvens kan göra vissa motorer starkare på låga varvtal, men samtidigt kommer motorn vibrera mer. En hög frekvens kan göra motorgången mjukare men vridmomentet avtar ofta vid låga varvtal. Hur hög frekvens som är praktisk möjlig beror lite på motorn som ansluts.

En pulsbreddsmodulering inom det hörbara frekvensområdet (20-20000 Hz) kommer generera en bakrundston på denna frekvens ifall vi pratar om en motor. Det kan vara en mycket dålig ide' med en frekvens på kanske 15 KHz för en elektrisk motor. Det börjar ringa i öronen och allt möjligt konstigt händer. En frekvens ovanför det hörbara området, på t.ex. 25 KHz är betydligt mer behagligt för människor.

En hög frekvens ställer högre krav på elektroniken som producerar pulsen. Det kan uppstå underliga saker när man har att göra med höga frekvenser, t.ex. resonans eller störningar som letar in i styrningen och producerar skumma fel.

Ju högre varvtal eller temperatur eller ljusstyrka som önskas desto längre låter man spänningen vara påslagen. Vid full effekt är spänningen påslagen konstant.

Exempel

- Varvtalsreglering för en motor.
- Analog utsignal på arduino