Пошаговый расчет частоты Pwm для управления двигателем с использованием Raspberry Pi

Модуляция широты импульса (PWM) - это метод, используемый для управления мощностью, подаваемой электрическим устройствам, таким как двигатели. При использовании Raspberry Pi для управления двигателем выбор соответствующей частоты PWM имеет важное значение для плавной работы и эффективности. Эта статья представляет собой пошаговое руководство по расчету частоты PWM для приложений управления двигателем.

Ограничения PWM и Raspberry Pi

Raspberry Pi генерирует PWM-сигналы через свои GPIO-штыри. Аппаратное обеспечение поддерживает аппаратную PWM на конкретных штырях и программное PWM на других. Максимальная достижимая частота зависит от используемого метода и возможностей обработки системы. Как правило, аппаратная PWM может достигать более высоких частот, которые предпочтительнее для управления двигателем для снижения шума и улучшения отзывчивости.

Расчет частоты PWM

Частота PWM определяется источником часов и разрешением PWM. Общая формула:

Частота = Часы / (Перескалер * Период)

Где:

• Часы — это базовая тактовая частота аппаратного обеспечения PWM Raspberry Pi, обычно 19,2 МГц.
• Prescaler делит часы на более низкую частоту, регулируемую с помощью настроек программного обеспечения или аппаратного обеспечения.
• Период — значение, установленное в регистре PWM, определяющее число счётов за цикл.

Пример расчета

Предположим, что базовые часы 19,2 МГц, и вы выбираете прекальдер 192. Период установлен на 1000. Частота PWM будет:

Частота = 19 200 000 / (192 * 1000) = 100 Гц

Корректировка для оптимального управления двигателем

Для управления двигателем распространена частота PWM от 50 Гц до 1 кГц. Более высокие частоты снижают шум и механические вибрации. Соответствующим образом отрегулируйте предкальнер и значения периода для достижения желаемой частоты в аппаратных пределах Raspberry Pi.