8-mavzu. Mikrokontrollerlarni analogli signallari qabul qilish va qayta ishlash. Reja

8- ma`ruza
Mavzu: Arduino Nano mikrokontrollerida analogli chiqish signallari.
Reja

1. 
   Arduino Nano mikrokontrollerida analogli chiqish signallari
   
2. 
   Impuls kengligi modulyatsiyasi
   
3. 
   Boshqarish qurilmalari (rele, tranzistor va boshqalar), algoritmlari va dasturlari.
   

Tayanch so`zlar: Arduino Nano, LED PWM analog DC Dvigatel tezligi
Kirishda bo'lgani kabi, raqamli chiqishdan ko'ra mikrokontrollerning chiqishi ustidan ko'proq nazorat kerak. Masalan, chiroqning yorug'ligini yoki terishdagi ko'rsatgichning burilishini yoki motor tezligini nazorat qilish mumkin. Bunday hollarda analog chiqish kerak bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri mikrokontrollerdan farq qilishni xohlashimiz mumkin bo'lgan narsalar yorug'lik, tovush moslamalari yoki motorlar tomonidan boshqariladigan narsalardir. Ularning ko'pchiligi uchun mikrokontroller va yakuniy chiqish qurilmasi o'rtasida boshqa kontroller bo'ladi. Yoritish regulyatorlari, motor kontrollerlari va boshqalar mavjud bo'lib, ularning aksariyati ketma-ket raqamli aloqaning qandaydir shakllaridan foydalangan holda boshqarilishi mumkin. Bu erda o'zgaruvchan kuchlanish bilan boshqarilishi mumkin bo'lgan oddiy elektr qurilmalari haqida gap boradi. Arduino va boshqa raqamli mikrokontrollerlar odatda o'zgaruvchan kuchlanishni ishlab chiqara olmaydi, ular faqat yuqori kuchlanish yoki past kuchlanish hosil qilishi mumkin. Buning o'rniga, muntazam intervallarda bir qator kuchlanish impulslarini ishlab chiqarish va pulslarning kengligini o'zgartirish orqali analog kuchlanishni "soxta" qilasiz. Bu deyiladi impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) . Olingan o'rtacha kuchlanish ba'zan psevdo-analog kuchlanish deb ataladi . 8.1-rasmdagi grafik PWM qanday ishlashini ko'rsatadi. Siz pinni past pulsatsiya qilganingiz kabi vaqt davomida yuqori puls qilasiz. Pimning baland bo'lgan vaqti ( pulsewidth deb ataladi ) pastdan yuqoriga yana pastga o'tish uchun ketadigan umumiy vaqtning yarmini tashkil qiladi. Bu nisbat ish aylanishi deb ataladi va o'chirishdan yana o'chirishgacha bo'lgan umumiy vaqt davrdir . Bu holda ish aylanishi 50%, samarali kuchlanish esa umumiy kuchlanishning yarmini tashkil qiladi.

8.1-rasm. 50% ish aylanishi bilan PWM maksimal chiqish kuchlanishining 50% samarali kuchlanishiga ega. Vaqt o'tishi bilan kuchlanish yarim vaqtning yarmida yonadi va yarim vaqt o'chadi.
Agar siz pauzadan ko'ra qisqaroq vaqt davomida pulsatsiya qilish orqali ish aylanishini 50% dan kamroq qilinsa, 8.2-rasmda ko'rsatilganidek, pastroq samarali kuchlanishga ega bo'lasiz:
Arduino Nano uchun bosqichma-bosqich tasvirlangan juda oddiy qo'llash mumkin. Bu yerda biz LEDda analog chiqishni olamiz. Ushbu LED o'chadi va keyin o'chadi. Arduino Nano 0 dan 255 gacha bo'lgan diapazonda analog chiqishni beradi. Texnik jihatdan chiqish raqamli, lekin PWM ko'rinishida, lekin u analogga o'xshaydi. Arduino Nano platalarida Arduino UNO kabi 6 ta PWM (analog pin) mavjud, ular PIN № 3,5,6,9,10,11

8.2-rasm. 33% ish aylanishi bilan impuls-kenglik-modulyatsiya (PWM) grafigi. Samarali kuchlanish maksimal kuchlanishning uchdan bir qismidir. Vaqt o'tishi bilan, kuchlanish vaqtining uchdan bir qismida va uchdan ikki qismida o'chadi.
Davr odatda juda kichik vaqt, ko'pi bilan bir necha mikrosoniya yoki millisekundlar tartibida. Arduino platalarida uzluksiz PWM signalini ishlab chiqaradigan bir nechta pinlar mavjud. Arduino Nano 33 IoT-da. ular 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, A2, A3 va A5 pinlari. Arduino Uno-da ular 3, 5, 6, 9, 10 va 11-pinlardir. Ularni boshqarish uchun siz analogWrite () buyrug'idan quyidagi tarzda foydalanasiz:

1	analogWrite(pin, duty);

• 
  pin pulsatsiya qiladigan pinga ishora qiladi
  
• 
  burch 0 dan 255 gacha bo'lgan qiymatdir. 0 0 voltga, 255 esa 5 voltga to'g'ri keladi. Bir nuqtaning har bir o'zgarishi psevdo-analog chiqish kuchlanishini 5/255 yoki 0,0196 voltga o'zgartiradi.