En este artículo, le enseñaremos sobre las señales de modulación de ancho de pulso (PWM), un concepto crucial en electrónica para controlar la entrega de energía. Esta publicación cubre cómo se crean las señales PWM, los métodos para generarlas, sus aplicaciones en sistemas de control y otros detalles esenciales.
¿Cómo se crea una señal PWM?
Una señal PWM se crea activando y desactivando una señal digital a una frecuencia específica. Los elementos clave involucrados en la generación de una señal PWM incluyen:
- Señal digital: la señal alterna entre estados alto (encendido) y bajo (apagado), lo que representa los valores binarios de 1 y 0.
- Ciclo de trabajo: la duración durante la cual la señal permanece alta versus baja determina el ciclo de trabajo, que se expresa como un porcentaje. Por ejemplo, un ciclo de trabajo del 75 % significa que la señal es alta el 75 % del tiempo y baja el 25 % del tiempo dentro de un ciclo.
- Control de sincronización: A menudo se utilizan microcontroladores o temporizadores para determinar cuándo cambiar la señal. Se pueden programar para ajustar el tiempo de los estados alto y bajo, controlando efectivamente el ciclo de trabajo.
- Generación de salida: la señal PWM resultante se puede utilizar para controlar varios dispositivos, incluidos motores y LED, controlando la potencia promedio entregada a la carga.
¿Cómo generar una señal PWM?
Generar una señal PWM normalmente implica estos pasos:
- Elija un microcontrolador o temporizador: seleccione un dispositivo capaz de generar señales PWM. Muchos microcontroladores vienen con funcionalidades PWM integradas.
- Establezca la frecuencia: determine la frecuencia a la que funcionará la señal PWM. Las frecuencias comunes varían desde unos pocos hercios hasta varios kilohercios, según la aplicación.
- Defina el ciclo de trabajo: programe el microcontrolador o el temporizador para establecer el ciclo de trabajo deseado. Esto suele hacerse utilizando registros o funciones específicas dentro del entorno de programación.
- Salida de la señal: Conecte el pin de salida PWM a la carga que desea controlar. La señal PWM ahora puede modular la potencia suministrada a la carga según el ciclo de trabajo programado.
¿Qué controla PWM?
PWM se utiliza para controlar una variedad de parámetros en sistemas electrónicos, que incluyen:
- Velocidad del motor: PWM permite un control preciso de motores CC y paso a paso variando el voltaje promedio y, en consecuencia, la velocidad y el torque de los motores.
- Brillo del LED: Al ajustar el ciclo de trabajo, PWM puede atenuar suavemente los LED sin parpadear, lo que proporciona un método eficiente para el control del brillo.
- Elementos calefactores: en aplicaciones como calentadores eléctricos, PWM puede regular la potencia promedio entregada, lo que permite un control efectivo de la temperatura.
- Procesamiento de señales: PWM también se puede utilizar en sistemas de comunicación digital para codificar información en un formato pulsante.
¿Qué es el método PWM?
El método PWM se refiere a la técnica de variar el ciclo de trabajo de una señal digital para controlar la cantidad de energía entregada a un dispositivo. Este método implica:
- Conmutación rápida: la señal PWM cambia rápidamente entre estados alto y bajo, creando un voltaje promedio que experimenta la carga.
- Ajuste del ciclo de trabajo: la potencia promedio entregada a la carga se puede ajustar con precisión ajustando el ciclo de trabajo.
- Eficiencia: El método PWM es altamente eficiente ya que minimiza el desperdicio de energía mediante el uso de niveles de voltaje completo durante la fase «encendido» y voltaje cero durante la fase «apagado».
¿PWM cambia el voltaje?
PWM no cambia el voltaje suministrado directamente; en cambio, modula el voltaje efectivo visto por la carga. El voltaje promedio experimentado por la carga está determinado por el ciclo de trabajo de la señal PWM. Por ejemplo:
- Ciclo de trabajo del 100%: la carga recibe el voltaje de suministro completo.
- Ciclo de trabajo del 50%: el voltaje promedio entregado a la carga es la mitad del voltaje de suministro.
- Ciclo de trabajo del 25%: el voltaje promedio es una cuarta parte del voltaje de suministro.
Al variar el ciclo de trabajo, PWM permite un control efectivo de la energía suministrada a los dispositivos sin requerir circuitos complejos de regulación de voltaje.
Esperamos que este artículo le haya ayudado a conocer las señales PWM y su importancia en los sistemas de control electrónico. Comprender cómo funciona PWM es esencial para diseñar aplicaciones electrónicas eficientes y con capacidad de respuesta.
