{"id":3064,"date":"2015-03-22T22:39:19","date_gmt":"2015-03-22T21:39:19","guid":{"rendered":"http:\/\/svarthaletracing.se\/?p=3064"},"modified":"2015-03-23T21:59:36","modified_gmt":"2015-03-23T20:59:36","slug":"3064","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/svarthaletracing.se\/?p=3064","title":{"rendered":"Vad \u00e4r det h\u00e4r &#8221;PWM&#8221; f\u00f6r n\u00e5got?"},"content":{"rendered":"<p>Vid det h\u00e4r laget borde vi ha lagt all energi p\u00e5 Speed Weekend 2015-filmen, men ist\u00e4llet vandrar tankarna iv\u00e4g \u00e5t andra h\u00e5ll.<\/p>\n<p>F\u00f6r s\u00e4kert tv\u00e5 \u00e5r sedan b\u00f6rjade jag konstruera en sp\u00e4nningsregulator f\u00f6r att kunna stabilisera sp\u00e4nningen till br\u00e4nslepumparna. Detta projekt blir mer aktuellt nu av tv\u00e5 anledningar:<\/p>\n<ol>\n<li>Med en st\u00f6rre motor s\u00e5 kommer vi antagligen beh\u00f6va k\u00f6ra pumparna p\u00e5 h\u00f6gre sp\u00e4nning \u00e4n 12 V f\u00f6r att f\u00e5 tillr\u00e4ckligt br\u00e4nslefl\u00f6de. Vi kommer allts\u00e5 beh\u00f6va seriekoppla tv\u00e5 batterier till 24 V och sedan reglera ner sp\u00e4nningen till lagom niv\u00e5.<\/li>\n<li>Som ni s\u00e5g i f\u00f6rra inl\u00e4gget s\u00e5 har vi funderat p\u00e5 att montera ett par pulsjetar p\u00e5 ett gocart-chassi. D\u00e5 vore det f\u00f6rst\u00e5s v\u00e4ldigt fr\u00e4nt att kunna koppla gaspedalen till dessa, och d\u00e5 kr\u00e4vs det ocks\u00e5 n\u00e5gon elektronik som kan reglera sp\u00e4nningen till pumparna.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Jag t\u00e4nkte f\u00f6rs\u00f6ka ge mig p\u00e5 att f\u00f6rklara lite kring hur detta fungerar. Det finns en m\u00f6jlighet att jag tar mig vatten \u00f6ver huvudet, och r\u00e4tta mig g\u00e4rna ifall ni hittar n\u00e5gra gr\u00f6vre fel. Jag har medvetet valt en lite f\u00f6renklad terminologi d\u00e5 jag inte ser n\u00e5gon vits med att sl\u00e4nga mig med sv\u00e5ra tekniska termer hela tiden. Detta \u00e4r bara t\u00e4nkt som en lite ytlig beskrivning av hur saker fungerar.<\/p>\n<h2>Hur reglerar man sp\u00e4nning?<\/h2>\n<h3>Seriemotst\u00e5nd<\/h3>\n<p>Den gamla metoden \u00e4r att &#8221;br\u00e4nna&#8221; bort o\u00f6nskad energi, d.v.s. omvandla den till v\u00e4rme. T\u00e4nk er att man har ett batteri p\u00e5 t.ex. 12 V och har en motor som man vill driva p\u00e5 6 V. D\u00e5 skulle man kunna s\u00e4tta ett effektmotst\u00e5nd i serie med motorn. Anpassar man effektmotst\u00e5ndets resistans s\u00e5 att sp\u00e4nningsfallet blir 6 V s\u00e5 blir det 6 V kvar till motorn.<\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline;\"><strong><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/shunt.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone  wp-image-3078\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/shunt.png\" alt=\"shunt\" width=\"240\" height=\"338\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/shunt.png 377w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/shunt-340x480.png 340w\" sizes=\"auto, (max-width: 240px) 100vw, 240px\" \/><\/a><\/strong><\/span><\/p>\n<p>(L-E p\u00e5pekade att &#8221;shuntmotst\u00e5nd&#8221; nog \u00e4r en lite felaktig beteckning i detta sammanhang. D\u00e4rf\u00f6r kallar vi h\u00e4rmed R1 f\u00f6r seriemotst\u00e5nd).<\/p>\n<p>Det finns s\u00e5klart kompletta regulatorer som levererar en stabil utsp\u00e4nning oavsett insp\u00e4nning genom att helt sonika omvandla &#8221;\u00f6verfl\u00f6det&#8221; till v\u00e4rme. N\u00e5gra popul\u00e4ra heter 7805 (5 volt utsp\u00e4nning) och 7812 (12 volt utsp\u00e4nning). Dessa fungerar bra f\u00f6r str\u00f6mmar i storleksordningen 1 A, men f\u00f6r 45-50 A som vi \u00e4r ute efter blir det inte s\u00e5 vettigt.<\/p>\n<div id=\"attachment_3079\" style=\"width: 391px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/7805.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-3079\" class=\"wp-image-3079\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/7805.jpg\" alt=\"7805\" width=\"381\" height=\"381\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/7805.jpg 600w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/7805-150x150.jpg 150w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/7805-480x480.jpg 480w\" sizes=\"auto, (max-width: 381px) 100vw, 381px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-3079\" class=\"wp-caption-text\">En 7805 sp\u00e4nningsregulator<\/p><\/div>\n<p>Detta fungerar men \u00e4r opraktiskt av flera sk\u00e4l:<\/p>\n<ol>\n<li>Taskig verkningsgrad. I exemplet ovan s\u00e5 g\u00e5r ju h\u00e4lften av energin fr\u00e5n batteriet upp i r\u00f6k (blir v\u00e4rme).<\/li>\n<li>H\u00f6g effektutveckling (h\u00f6r ju ihop med den d\u00e5liga verkningsgraden). Metoden som beskrivs anv\u00e4nds fortfarande (i ungef\u00e4r samma form) i applikationer d\u00e4r man beh\u00f6ver ta ut v\u00e4ldigt l\u00e5g str\u00f6m (t.ex. sp\u00e4nningsreferenser), men beh\u00f6ver man ta ut st\u00f6rre effekter s\u00e5 kommer detta kr\u00e4va v\u00e4ldigt stora seriemotst\u00e5nd.<\/li>\n<\/ol>\n<h3>PWM &#8211; Pulsbreddsmodulering<\/h3>\n<p>Detta \u00e4r nog den vanligaste tekniken som anv\u00e4nds idag f\u00f6r att reglera en sp\u00e4nning. Jag t\u00e4nkte ge mig p\u00e5 ett f\u00f6rs\u00f6k till att f\u00f6rklara ungef\u00e4r hur detta funkar. Det kan bli lite l\u00e5ngdraget, och f\u00f6r den som tr\u00f6ttnar p\u00e5 mitt babbel s\u00e5 \u00e4r det v\u00e4l bara att g\u00e5 vidare.<\/p>\n<p>PWM betyder Pulse Width Modulation (pulsbreddsmodulering p\u00e5 svenska). T\u00e4nk er att man har en vanlig ficklampa. Om denna \u00e4r konstant t\u00e4nd s\u00e5 lyser den med en viss styrka.\u00a0 L\u00e5t s\u00e4ga att lampans ljusstyrka n\u00e4r den \u00e4r t\u00e4nd \u00e4r 100 cd (Candela).<br \/>\nL\u00e5t s\u00e4ga att vi blinkar j\u00e4ttesnabbt med ficklampan. Typ 10 000 g\u00e5nger i sekunden. \u00d6gat kommer inte att m\u00e4rka blinkingarna, men d\u00e4r emot kommer man att uppleva att lampan lyser svagare. Om lampan vid varje blink \u00e4r t\u00e4nd lika l\u00e4nge som den \u00e4r sl\u00e4ckt s\u00e5 kommer ljusstyrkan att vara ungef\u00e4r 50 cd.<\/p>\n<p>Om lampan d\u00e4r emot \u00e4r avst\u00e4ngd tre g\u00e5nger l\u00e4ngre tid \u00e4n den \u00e4r tillslagen s\u00e5 blir ljusstyrkan 25 cd. Vad \u00e4r det fina med detta d\u00e5? Jo en sak som \u00e4r finfin \u00e4r att vi inte br\u00e4nner bort en massa energi i on\u00f6dan, som i exemplet med shunten.<\/p>\n<p>Pulsbreddsmodulering fungerar p\u00e5 samma s\u00e4tt, och jag t\u00e4nkte f\u00f6rs\u00f6ka f\u00f6rklara ungef\u00e4r hur allt h\u00e4nger ihop.<\/p>\n<h3>Lite matematik<\/h3>\n<p>Inom matematikkursen om transformteori (i h\u00f6gskolan) fick man l\u00e4ra sig att alla icke \u00e4ndliga signaler, oavsett form, g\u00e5r att beskriva som summan av ett antal (eller o\u00e4ndligt antal) sinusformade signaler.<\/p>\n<p>De flesta av er vet s\u00e4kert hur en sinusv\u00e5g ser ut:<\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline;\"><strong><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinus.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3083\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinus.png\" alt=\"sinus\" width=\"405\" height=\"150\" \/><\/a><\/strong><\/span><\/p>\n<p>Denna man man t.ex. titta p\u00e5 (som ni gjorde med bilden ovan), eller s\u00e5 kan man lyssna p\u00e5 den:<\/p>\n<audio class=\"wp-audio-shortcode\" id=\"audio-3064-1\" preload=\"none\" style=\"width: 100%;\" controls=\"controls\"><source type=\"audio\/mpeg\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinus.mp3?_=1\" \/><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinus.mp3\">http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinus.mp3<\/a><\/audio>\n<p>Detta \u00e4r en s\u00e5 ren ton man kan f\u00e5. Den inneh\u00e5ller inga \u00f6vertoner utan endast en enda grundton. I detta fallet med en frekvens p\u00e5 440 Hz. Detta f\u00e5r vi bekr\u00e4ftat om vi g\u00f6r en frekvensanalys av tonen (ni som arbetar med ljud k\u00e4nner igen er h\u00e4r):<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinusFFT.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone  wp-image-3067\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinusFFT.png\" alt=\"sinusFFT\" width=\"424\" height=\"224\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinusFFT.png 662w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/sinusFFT-640x338.png 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 424px) 100vw, 424px\" \/><\/a><\/p>\n<p>En fyrkantv\u00e5g d\u00e5? Jo, s\u00e5 h\u00e4r l\u00e5ter en s\u00e5dan (ocks\u00e5 440 Hz):<\/p>\n<audio class=\"wp-audio-shortcode\" id=\"audio-3064-2\" preload=\"none\" style=\"width: 100%;\" controls=\"controls\"><source type=\"audio\/mpeg\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/square.mp3?_=2\" \/><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/square.mp3\">http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/square.mp3<\/a><\/audio>\n<p>och s\u00e5 h\u00e4r ser den ut:<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/square.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3084\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/square.png\" alt=\"square\" width=\"390\" height=\"150\" \/><\/a><\/p>\n<p>Som ni h\u00f6r s\u00e5 l\u00e5ter denna inte alls lika rent. Detta beror p\u00e5 att fyrkantv\u00e5gen inte bara best\u00e5r av en grundton p\u00e5 440 Hz, utan \u00e4ven av en massa \u00f6vertoner av varierande frekvens och amplitud. Om vi g\u00f6r en frekvensanalys av fyrkantv\u00e5gen s\u00e5 kan vi se detta:<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareFFT.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone  wp-image-3068\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareFFT.png\" alt=\"squareFFT\" width=\"434\" height=\"230\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareFFT.png 665w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareFFT-640x339.png 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 434px) 100vw, 434px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Och precis som jag tidigare n\u00e4mnde s\u00e5 g\u00e5r det faktiskt att bryta ner denna fyrkantv\u00e5g i ett antal sinusformade signaler med varierande frekvens och amplitud. Faktum \u00e4r att en fyrkantv\u00e5g har o\u00e4ndligt antal \u00f6vertoner, vilket med andra ord inneb\u00e4r att det kr\u00e4vs ett o\u00e4ndligt antal sinusv\u00e5gor f\u00f6r att &#8221;konstruera&#8221; en fyrkantv\u00e5g.<\/p>\n<p>I bilden nedan ser ni grundtonen samt de tre f\u00f6rsta \u00f6vertonerna f\u00f6r en fyrkantv\u00e5g. Eller snarare, ni ser hur en &#8221;fyrkantv\u00e5g&#8221; konstruerad av de fyra f\u00f6rsta sinuskomponenterna kommer att se ut (fyrkantv\u00e5gen \u00e4r \u00f6verst).<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareComponents.gif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3069\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareComponents.gif\" alt=\"squareComponents\" width=\"640\" height=\"420\" \/><\/a><\/p>\n<p>Som ni ser s\u00e5 \u00e4r det ingen perfekt fyrkantv\u00e5g som ligger \u00f6verst. Detta beror helt enkelt p\u00e5 att det kr\u00e4vs ett o\u00e4ndligt antal \u00f6vertoner f\u00f6r att skapa denna perfekta v\u00e5g.<\/p>\n<h3>L\u00e5gpassfilter<\/h3>\n<p>Ett l\u00e5gpassfilter \u00e4r en matematisk funktion, som kan implementeras i allt fr\u00e5n mjukvara till h\u00e5rdvara. Som filtret antyder s\u00e5 sl\u00e4pper det igenom (pass) l\u00e5ga frekvenser medan h\u00f6gra frekvenser filtreras bort. Filtret st\u00e4lls in till att filtrera bort frekvenser \u00f6ver ett visst v\u00e4rde. Detta v\u00e4rde kallas f\u00f6r brytfrekvens.<\/p>\n<p>L\u00e5t s\u00e4ga att vi skickar in en perfekt fyrkantv\u00e5g i ett l\u00e5gpassfilter och st\u00e4ller in brytfrekvensen till ungef\u00e4r 8 g\u00e5nger fyrkantv\u00e5gens grundfrekvens. Detta inneb\u00e4r d\u00e5 att de h\u00f6gsta \u00f6vertonerna kommer att filtreras bort. Fyrkantv\u00e5gen kommer d\u00e5 att se ut som i <a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareComponents.gif\" target=\"_blank\">bilden ovan<\/a>.<\/p>\n<p>St\u00e4ller vi brytfrekvensen l\u00e4gre, s\u00e4g strax \u00f6ver fyrkantv\u00e5gens grundfrekvens, s\u00e5 filtreras alla \u00f6vertoner bort.<\/p>\n<p>I bilden nedan s\u00e5 ser ni den ofiltrerade fyrkantv\u00e5gen \u00f6verst. De tre undre signalerna \u00e4r fyrkantv\u00e5gen efter att den passerat genom ett l\u00e5gpassfilter. Den andra v\u00e5gformen \u00e4r resultatet av att anv\u00e4nda ett l\u00e5gpassfilter med &#8221;l\u00e5g effekt&#8221;, d.v.s som inte fullt ut filtrerar bort alla \u00f6vertoner. N\u00e4sta v\u00e5gform \u00e4r resultatet av ett lite effektivare l\u00e5gpassfilter, och i den sista v\u00e5gformen \u00e4r filtret \u00e4nnu effektivare.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3070\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP.png\" alt=\"squareLP\" width=\"888\" height=\"607\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP.png 888w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP-640x437.png 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 888px) 100vw, 888px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Vad h\u00e4nder om vi st\u00e4ller brytfrekvensen l\u00e4gre \u00e4n grundtonens frekvens d\u00e5? Jo, det enda som blir kvar d\u00e5 \u00e4r en eventuell konstant. Nedan ser ni detta. Med ett l\u00e5gpassfilter som inte \u00e4r s\u00e5 kraftfullt s\u00e5 blir inte resultatet helt och h\u00e5llet konstant, men med ett kraftfullt filter och en l\u00e5g brytfrekvens s\u00e5 \u00e4r det enda som \u00e5terst\u00e5r en konstant &#8211; i det h\u00e4r fallet \u00e4r denna 0.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP1.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3071\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP1.png\" alt=\"squareLP1\" width=\"774\" height=\"452\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP1.png 774w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP1-640x374.png 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 774px) 100vw, 774px\" \/><\/a><\/p>\n<h3>Vad har detta med PWM att g\u00f6ra?<\/h3>\n<p>Massor faktiskt!<\/p>\n<p>Vi \u00e5terg\u00e5r till ficklampsexemplet. Ist\u00e4llet f\u00f6r att manuellt sl\u00e5 en str\u00f6mbrytare till och fr\u00e5n s\u00e5 l\u00e5ter vi en mikrokontroller sl\u00e5 till och fr\u00e5n str\u00f6mmen med hj\u00e4lp av en effekttransistor.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmGen.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone  wp-image-3073\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmGen.png\" alt=\"pwmGen\" width=\"453\" height=\"279\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmGen.png 931w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmGen-640x394.png 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 453px) 100vw, 453px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Vi genererar d\u00e5 en fyrkantv\u00e5g som g\u00e5r mellan 0 volt till den sp\u00e4nning som \u00e4r kopplad till effekttransistorn (ex. 12 volt). Ska vi bryta ner denna fyrkantv\u00e5g i komponenter s\u00e5 kommer vi att f\u00e5 ett o\u00e4ndligt antal sinusv\u00e5gor, samt en konstant signal. Denna kallas f\u00f6r liksp\u00e4nningskomponenten (DC-komponenten), och n\u00e4r man snackar PWM s\u00e5 \u00e4r det denna vi vill \u00e5t.<br \/>\nF\u00f6r att f\u00e5 ut DC-komponenten k\u00f6r denna fyrkantv\u00e5g genom ett l\u00e5gpassfilter med l\u00e4gre brytfrekvens \u00e4n switchfrekvensen (best\u00e5r i sin enklaste form av en resistor och en kondensator). Se bilden nedan; kvar blir endast en liksp\u00e4nning. Fyrkantv\u00e5gen \u00e4r till (12 V) lika l\u00e4nge som den \u00e4r fr\u00e5n (0 V) s\u00e5 blir liksp\u00e4nningskomponenten 6 V.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP2.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3072\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP2.png\" alt=\"squareLP2\" width=\"774\" height=\"452\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP2.png 774w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/squareLP2-640x374.png 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 774px) 100vw, 774px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Sp\u00e4nningen p\u00e5 DC-komponenten kommer att vara helt proportionerlig mot fyrkantsv\u00e5gens duty cycle.<\/p>\n<h3>Duty cycle?<\/h3>\n<p>F\u00f6r att beskriva hur l\u00e4nge fyrkantv\u00e5gen \u00e4r &#8221;till&#8221; i f\u00f6rh\u00e5llande till &#8221;fr\u00e5n&#8221; anv\u00e4nder man begreppet duty cycle. Duty cycle anges i procent och anger f\u00f6rh\u00e5llandet mellan den tid som fyrkantv\u00e5gen \u00e4r &#8221;till&#8221; mot dess periodtid (summan av till och fr\u00e5n).<br \/>\nI exemplet ovan \u00e4r duty cycle 50%, d.v.s. fyrkantv\u00e5gen \u00e4r &#8221;till&#8221; precis halva periodtiden.<\/p>\n<p>Nedan ser vi fyrkantv\u00e5gor med duty cycle 50%, 25% och 90%.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/duty.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3074\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/duty.png\" alt=\"duty\" width=\"730\" height=\"550\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/duty.png 730w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/duty-637x480.png 637w\" sizes=\"auto, (max-width: 730px) 100vw, 730px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Som ni kanske lade m\u00e4rke till i exemplet s\u00e5 \u00e4r det s\u00e5 pass smidigt att med 50% duty cycle s\u00e5 blir DC-komponentens niv\u00e5 50% av insp\u00e4nningen. Med 90% duty cycle s\u00e5 blir allts\u00e5 DC-komponenten 90% av 12 V, d.v.s. 10.8 V.<\/p>\n<p><strong>&#8221;Filtret d\u00e5, var sitter det&#8221;?<\/strong><\/p>\n<p>Faktum \u00e4r att i m\u00e5nga fall s\u00e5 kr\u00e4vs inget dedikerat filter. N\u00e4r man t.ex. styr en elmotor med PWM s\u00e5 hj\u00e4lper motorlindningens induktans och motorns tr\u00f6ghetsmoment till med att filtrera bort allt utom DC-komponenten. T\u00e4nk er sj\u00e4lva: Ni har en elmotor kopplad \u00f6ver en str\u00f6mbrytare. Sl\u00e5 till och fr\u00e5n str\u00f6mbrytaren med en periodtid p\u00e5 10 sekunder, d.v.s. 5 sekunder till, 5 sekunder fr\u00e5n. Motorn kommer nu att starta, stanna, starta, stanna.<br \/>\nOm ni d\u00e4r emot g\u00f6r detta flera g\u00e5nger per sekund s\u00e5 kommer motorn aldrig att hinna stanna. Den kommer kanske inte ens att variera m\u00e4rkbart i hastighet. S\u00e5 genom att l\u00e5ta switchfrekvensen vara h\u00f6g nog slipper vi bygga extra filter som tar en massa plats.<\/p>\n<h3>Och?&#8230;<\/h3>\n<p>Ins\u00e5g under tiden som jag skrev att detta kanske inte alls blev s\u00e5 informativt och l\u00e4ttf\u00f6rst\u00e5eligt som jag t\u00e4nkt mig. Dock s\u00e5 k\u00e4ndes det kul att svamla igenom det hela lite, och helt \u00e5t skogen \u00e4r nog inte mina f\u00f6rklaringar. Jag tar ett exempel som jag till\u00e4mpar p\u00e5 v\u00e5r jetskoter.<\/p>\n<ol>\n<li>V\u00e5ra br\u00e4nslepumpar ska drivas p\u00e5 14 V f\u00f6r att vi ska f\u00e5 tillr\u00e4ckligt med soppa till nya motorn.<\/li>\n<li>Vi har 24 V batterisp\u00e4nning.<\/li>\n<li>14 V \u00e4r (14 \/ 24) * 100 = ~58.3% av 24 V. Vi v\u00e4ljer allts\u00e5 en duty cycle p\u00e5 58.3%.<\/li>\n<li>Vi v\u00e4ljer en switchfrekvens som \u00e4r h\u00f6g nog f\u00f6r att inte pumparna ska variera i hastighet. N\u00e4r man pysslar med PWM-styrning s\u00e5 man ofta utan vidare g\u00e5 upp till flera tiotals kHz (kilohertz). Detta beror p\u00e5 vilka transistorer man anv\u00e4nder etc.<\/li>\n<li>F\u00f6r att kompensera f\u00f6r att batteriernas sp\u00e4nning sjunker allt eftersom de laddas ur s\u00e5 l\u00e5ter vi dessutom mikrokontrollern som genererar PWM-signalen m\u00e4ta den faktiska utsp\u00e4nningen till pumparna och korrigera duty cycle d\u00e4refter. Denna &#8221;m\u00e4tning&#8221; kallas \u00e5terkoppling och \u00e4r n\u00e5got som anv\u00e4nds av alla former av sp\u00e4nningsregulatorer som ger en konstant utsp\u00e4nning oberoende av insp\u00e4nning och\/eller belastning.<\/li>\n<\/ol>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmPump.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3075\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmPump.png\" alt=\"pwmPump\" width=\"883\" height=\"541\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmPump.png 883w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmPump-640x392.png 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 883px) 100vw, 883px\" \/><\/a><\/p>\n<p>F\u00f6r att \u00e5stadkomma detta b\u00f6rjade jag f\u00f6r ett par \u00e5r sedan utveckla ett PWM-kort. Detta kort inneh\u00e5ller ett antal effekttransistorer samt den elektronik som kr\u00e4vs f\u00f6r att driva dessa.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmkort.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-large wp-image-3080\" src=\"http:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmkort-1024x674.jpg\" alt=\"pwmkort\" width=\"640\" height=\"421\" srcset=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmkort-1024x674.jpg 1024w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmkort-640x421.jpg 640w, https:\/\/svarthaletracing.se\/wp-content\/uploads\/2015\/03\/pwmkort.jpg 1041w\" sizes=\"auto, (max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Systemet \u00e4r modul\u00e4rt, s\u00e5 man ska kunna anv\u00e4nda ett eller flera kort beroende p\u00e5 hur mycket effekt man vill ta ut.<\/p>\n<p>I vanlig ordning blev jag lite \u00f6verambiti\u00f6s och b\u00f6rjade implementera en massa mer eller mindre n\u00f6dv\u00e4ndiga funktioner som endast i vissa fall kunde vara av nytta. Allt fungerade j\u00e4ttebra i min provisoriska uppkoppling p\u00e5 skrivbordet, men inte p\u00e5 kretskortet. Misst\u00e4nker att detta beror p\u00e5 att jag anv\u00e4nt en annan typ av effekttransistorer p\u00e5 kretskortet. Blir till att b\u00f6rja unders\u00f6ka detta vidare nu&#8230;<\/p>\n<h2>P\u00e5 tal om ljud&#8230;<\/h2>\n<p>P\u00e5 senare \u00e5r har det dykt upp sk. &#8221;digitala&#8221; f\u00f6rst\u00e4rkare. Dessa \u00e4r sm\u00e5, l\u00e4tta, har h\u00f6g verkningsgrad och kan leverera gott om effekt i f\u00f6rh\u00e5llande till sin storlek. Dock s\u00e5 \u00e4r ordet &#8221;digital&#8221; r\u00e4tt missvisande. Audiof\u00f6rst\u00e4rkare klassificeras enligt vilken grundprincip de arbetar (<a href=\"http:\/\/sv.wikipedia.org\/wiki\/F%C3%B6rst%C3%A4rkare\" target=\"_blank\">Wikipedia-artikel<\/a>). &#8221;Digitala&#8221; f\u00f6rst\u00e4rkare \u00e4r i regel av typen klass D, och de bygger faktiskt p\u00e5 samma principer som vi beskrivit ovan, d.v.s. pulsbreddsmodulering.<\/p>\n<p>Att f\u00e5 detta att fungera bra \u00e4r uppenbarligen ingen enkel uppgift. Idag sitter det klass D-f\u00f6rst\u00e4rkare n\u00e4stan \u00f6verallt, men inom HiFi g\u00e5r det lite tr\u00f6gt. De som l\u00e5ter v\u00e4ldigt bra kostar i regel d\u00e4refter.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Vid det h\u00e4r laget borde vi ha lagt all energi p\u00e5 Speed Weekend 2015-filmen, men ist\u00e4llet vandrar tankarna iv\u00e4g \u00e5t andra h\u00e5ll. F\u00f6r s\u00e4kert tv\u00e5 \u00e5r sedan b\u00f6rjade jag konstruera en sp\u00e4nningsregulator f\u00f6r att kunna stabilisera sp\u00e4nningen till br\u00e4nslepumparna. Detta &hellip; <a href=\"https:\/\/svarthaletracing.se\/?p=3064\">Forts\u00e4tt l\u00e4sa <span class=\"meta-nav\">&rarr;<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[26],"tags":[],"class_list":["post-3064","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-faktarutorguider"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3064","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3064"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3064\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3854,"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3064\/revisions\/3854"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3064"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3064"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/svarthaletracing.se\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3064"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}