使用 PWM 通過串列埠控制直流電機

在這個例子中，我們的目標是完成一個最常見的任務： *我有一個小型直流電機，我如何使用我的 Arduino 來控制它？*使用 analogWrite() 和 Serial 庫，可輕鬆實現 PWM 和序列通訊。

基礎

脈衝寬度調製或簡稱 PWM 是一種使用數字輸出模擬模擬訊號的技術。這是如何運作的？使用脈衝序列，可以修改每個週期中高電平時間（數字 1，通常為 5V）與低電平時間（數字 0,0V）之間的關係 D（佔空比），以產生這兩個電平之間的平均電壓：

通過使用 Arduino 的 analogWrite(pin,value) 函式，我們可以改變 pin 輸出的佔空比的 value。注意，pin 必須進入輸出模式，value 必須在 0(0V) 和 255(5V) 之間。介於兩者之間的任何值都將模擬比例中間模擬輸出。

然而，模擬訊號的目的通常與機械系統的控制有關，該機械系統需要比單獨的 Arduino 板更多的電壓和電流。在本例中，我們將學習如何放大 Arduino 的 PWM 功能。

為此，使用 MOSFET 二極體。本質上，該二極體用作開關。它允許或中斷其源極和漏極端子之間的電流。但它不是機械開關，而是具有稱為門的第三個端子。一個非常小的電流（<1mA）將開啟該門並允許電流流動。這非常方便，因為我們可以將 Arduino 的 PWM 輸出傳送到此門，從而建立另一個 PWM 脈衝序列，其具有相同的佔空比通過 MOSFET，這允許電壓和電流破壞 Arduino。

物料清單：你需要構建此示例

• MOSFET 二極體：例如，流行的 BUZ11
• 電機保護二極體： 肖特基 SB320
• 電阻：任何 10K~1M 歐姆
• 電機：典型的小型電機（典型的可以是 12V）
• 與你選擇的電機相容的電源
• 麵包板
• 彩色電纜！
• 一個 Arduino，但你已經知道了。

構建

把所有東西放在一為麵包板的導軌供電並將 MOSFET 二極體放入其中。將電機連線在正軌和 MOSFET 漏極之間。以相同方式連線保護二極體：MOSFET 漏極和正極軌之間。將 MOSFET 的源極連線到公共接地軌。最後，將 PWM 引腳（我們在本例中使用引腳 10）連線到 MOSFET 的柵極，並通過電阻連線到公共地（我們需要非常低的電流！）。

以下是此構建的外觀示例。如果你喜歡這裡的計劃。

程式碼

現在我們可以通過序列通訊傳送值，將 Arduino 連線到計算機，上傳程式碼並控制電機。回想一下，這些值應該是 0 到 255 之間的整數。這個例子的實際程式碼非常簡單。每行都有解釋。

int in = 0;                   // Variable to store the desired value
byte pinOut = 10;             // PWM output pin

void setup() {                // This executes once
  Serial.begin(9600);             // Initialize serial port
  pinMode(pinOut, OUTPUT);        // Prepare output pin
}

void loop() {                 // This loops continuously
  if(Serial.available()){         // Check if there's data
    in = Serial.read();           // Read said data into the variable "in"
    analogWrite(pinOut, in);      // Pass the value of "in" to the pin
  }
}

就是這樣！ 現在，你可以使用 Arduino 的 PWM 功能來控制需要模擬訊號的應用，即使功率要求超過了電路板的限制。