Ревич, Ю.В. Программирование микроконтроллеров AVR: от Arduino к ассемблеру

256 Часть 111. Практическое программирование микроконтроллеров АVR схемотехнике мощных ключевых схем и правильном подборе параметров транс­ форматора и дросселя. Поскольку начнем мы не прямо с инвертора, а с привычного мигания светодиодом, то вам достаточно изучить принцип, а приложить его най­ дется куда. Заметим, что в Arduino выполнение подобной задачи стандартными методами не решается (уже только по причине низкой частоты встроенных ШИМ-сигналов). Там пришлось бы все равно все делать так же, как описано далее, разве что на С, а не на ассемблере . ЗАМЕТКИ НА ПОЛЯХ Следует отметить , что с удешевлением микросхем-драйверов и мощных МОSFЕТ­ ключей ШИМ стали пихать куда угодно: от экономичных усилителей звука в режиме D или управления яркостью светодиодных светильников до электроинструмента . Кое­ где это уместно , а кое-где не очень. Так, следует предостеречь читателя от попыток замены традиционных редукторов на ШИМ-регуляторы - они абсолютно не взаимо­ заменяемы. Вспомните коробку передач автомобиля : переключение на низ­ кие/высокие обороты с помощью редуктора преследует цель не только и не столько снижения/увеличения собственно оборотов, сколько изменения крутящего момента , т. е. усилия, подводимого к колесам. Если вы помните школьную физику, то знаете, что то же самое правило рычага относится ко всем редукторам : чем ниже обороты , тем выше передаваемое усилие. А ШИМ-регулирование скорости вращения делает ровно обратную операцию: при снижении среднего напряжения снижается и мощ­ ность, следовательно, крутящий момент падает. Как приспособление для плавного запуска , например, электродрели - при постепенном нажатии клавиши включения - ШИМ-регулятор как раз очень удобная штука , но для точной установки числа оборотов в подобных механизмах он непригоден . Есть типы двигателей (например, шаговые), скорость вращения которых зависит от частоты , что позволяет менять скорость в ши­ роких пределах, но при этом сохраняя постоянной и мощность на валу привода , но ШИМ-управление к этому не имеет отношения. Р асчет режима ШИМ для инвертора На рис. 9.7 показан принцип работы инвертора по схеме симметричного четырех­ плечевого моста на основе двухканального режима ШИМ. Подробности о таком построении можно узнать из статьи [ 1 6) , а также из других статей того же автора на Habr.com. Как видите, ШИМ-сигнал, скважность которого изменяется по закону синуса, попеременно поступает на противоположные МОSFЕТ-ключи моста: или VТ 1-VT4, или VT2-VT3 . Когда открыта первая пара VТ l и VT4, ток через нагруз­ ку /д идет слева направо, когда вторая VT2 и VТЗ - наоборот. Итого мы каждый раз получаем полпериода переменного тока синусоидальной формы. Если длитель­ ность каждой такой пачки импульсов с переменной скважностью будет равна 1 О мс, то общая частота составит ровно 50 Гц. Подробности о драйверах и ключах мы рассмотрим далее, а пока попробуем получить такой сигнал с помощью РWМ­ режимов таймера. На рис. 9 . 8 показан принцип работы в контроллерах AVR режимов ШИМ: Fast PWM и Phase Correct РWМ (а также Phase and Frequency Correct PWM- об их раз­ личиях рассказано во врезке «Подробности» далее) . Из описания в документации очень нелегко понять, в чем их особенности и различия, и перевод [6,7) тут не по-