Что такое PWM (широтно-импульсная модуляция)?

PWM (Pulse Width Modulation — широтно-импульсная модуляция, ШИМ) — это техника, используемая для имитации аналогового поведения с помощью цифрового сигнала. PWM создаёт эффективное среднее напряжение, быстро «включая и выключая» сигнал и изменяя относительную продолжительность состояния «включено» (duty cycle).

Проще говоря: PWM похож на очень быстрое мигание света, чтобы глазу казалось, что он «частично яркий» — чем дольше свет остаётся «включённым», тем ярче он кажется.

Как работает PWM?

Сигнал PWM определяется двумя основными параметрами:

• Частота (Frequency): Сколько раз в секунду сигнал включается и выключается.
• Duty Cycle (Коэффициент заполнения): Процент времени, в течение которого сигнал остаётся в «включённом» (высоком) состоянии за один период. Например, 50% duty cycle означает, что сигнал половину времени включён, половину — выключен.

Чем выше duty cycle, тем выше среднее напряжение.

Сферы применения PWM в робототехнике

• Управление скоростью мотора: Регулировка скорости DC-моторов путём изменения подаваемого эффективного напряжения.
• Управление сервомотором: Положение сервомотора определяется duty cycle сигнала PWM.
• Яркость LED: Регулировка яркости LED от полной мощности до 0%.
• Генерация звука: Создание простых звуковых сигналов.

Заключение

PWM — одна из ключевых техник робототехники, позволяющая цифровым микроконтроллерам выполнять задачи, требующие точного контроля в аналоговом мире (скорость мотора, яркость света).

Начните обучение на курсе робототехники: Курс Робототехники

Часто задаваемые вопросы

Что такое PWM? Техника, используемая для имитации аналогового поведения с помощью цифрового сигнала — создаёт эффективное среднее напряжение, быстро включая и выключая сигнал.

Где используется PWM? Управление скоростью мотора, позиционирование сервомотора и регулировка яркости LED — самые распространённые сферы применения PWM.