Шиму – ШИМА — это… Что такое ШИМА?

Шима - это... Что такое Шима?

        Шиму готовят в основном по той же схеме, что и хушан, но она ближе к узбекскому лагману или дунганской лапше, т. е. основные операции в шиме те же. Разница лишь в составе продуктов, идущих в кайлу, и в добавлении яиц, в форме и обработке тестяной основы, что отражается и на вкусе.
        Состав:
        для теста:
        3 стакана муки
        0,5 ч. ложки соли
        0,75—1 стакан воды
        для отваривания лапши:
        1 ч. ложка соли
        0,5 ч. ложки соды
        2,5 л воды
        для кайлы:
        500 г баранины
        100—150 г масла растительного
        4—5 луковиц
        2—3 помидора (или 2 ст. ложки густой томатной пасты)
        1—2 ст. ложки слабого виноградного уксуса
        1 головка чеснока
        0,5 ч. ложки красного молотого перца
        3 ст. ложки мелко рубленной зелени кинзы
        2 ст. ложки мелко рубленной зелени базилика
        2 крутых яйца
        Приготовление:
        Подготовка теста.

Замесить тесто из указанных компонентов, добавляя воду постепенно, с таким расчетом, чтобы получить крутое тесто, если лапшу будут раскатывать и резать по типу лагмана, или менее крутое, если лапшу будут растягивать по типу дунганской лапши. Замешанное тесто расстаивают под влажным полотенцем в течение 30—40 мин.
        Подготовка лапши. Лапша для шимы должна быть как можно более тонкой. При этом из половины теста можно сделать резаную лапшу (пласт раскатывать до 1 мм, ширина лапши — 2 мм), а из другой половины — тянутую лапшу(49).
        Лапшу отварить в подсоленной воде с добавлением соды, откинуть на дуршлаг, слегка смазать маслом. Если к моменту подачи на стол лапша остынет, надо окатить ее дополнительно кипятком. Приготовление кайлы. В перекаленное масло заложить мясо, нарезанное кусочками по 20 г, затем лук, помидоры, все обжарить в течение 10—15 мин, затем залить уксус, 1 — 1,5 стакана воды, закрыть крышкой и, периодически помешивая, тушить до почти полного выпаривания воды, а затем за 2 мин до готовности добавить соль и пряности — мелко нарезанный чеснок, молотый перец, пряную зелень.
        Подготовка яиц.
Отварить яйца вкрутую, мелко изрубить и слегка обжарить в отдельной посуде в масле с солью и красным перцем.
        Соединение шимы. Все подготовленные порознь части шимы соединить в следующем порядке: положить лапшу на дно глубоких тарелок, залить ее кайлой, посыпать сверху обжаренными яйцами и небольшим количеством пряной рубленой зелени.
        Примечания:
        49. Тесто делят в этом случае на небольшие кусочки величиной с абрикос, из которых делают маленькие валики шириной с ладонь. Эти валики обмакивают в масло, затем складывают в миску или кастрюлю, дают полежать 5—7 мин и после этого растягивают каждый валик руками на весу приблизительно до толщины вермишели.

. В.В. Похлебкин. 2005.

dic.academic.ru

Шима блюдо - пошаговый рецепт с фото на Повар.ру

Описание приготовления:

Как приготовить шима блюдо? Я сейчас подробно расскажу вам и покажу. В оригинальном рецепте написано, что готовят шиму из баранины, но я приготовила из свинины, так как баранину достать сложно в моем поселке. Итак, приготовление шимы можно разделить на три этапа: приготовление лапши, кайлы (мясо-овощная добавка) и яичной заправки (отварные яйца жареные с солью и красным перцем на масле). Соединяют составляющие шимы в глубокой тарелке в такой последовательно: лапша, кайла, жареные яйца и сверху украшают рубленой кинзой. Смотрите рецепт!

Назначение: На обед / На ужин
Основной ингредиент: Мясо / Баранина / Тесто
Блюдо: Горячие блюда
География кухни: Таджикская / Восточная

Подготовьте продукты. Приступим!

Начнем с теста: в посудину просейте муку с солью, влейте воду и замесите крутое тесто.

Хорошо вымешивайте (не менее 10 минут) тесто, чтобы оно было упругим, плотным и гладким. Готовое тесто положите в полотенце или пакет на 30-40 минут отдохнуть.

Пока тесто отдыхает, я приготовила мясо. Для этого порежьте его на кусочки весом в 20 г каждый.

Порежьте некрупно лук.

Раскалите хорошо масло, положите в него мясо, затем лук, томатную пасут (или помидоры 2-3 шт). Жарьте 15 минут. Потом влейте столовую ложку яблочного уксуса и стакан воды. Тушите до испарения жидкости.

За две минуты до конца добавьте рубленый чеснок и кинзу. Перемешайте и снимите с огня. Кайла готова!

Отдохнувшее тесто разделите на части, у меня получилось 4 комочка небольших. Каждый раскатайте максимально тонко, толщина листа — 1 мм. Присыпайте мукой в процессе.

Притрусите мукой тесто, сверните в трубочку, порежьте.

Закипятите воду, посолите и отварите лапшу буквально пару минут, она очень быстро варится.

Вареные яйца мелко порубите ножом, обжарьте на 2-3 ст. ложках растительного масла, посолите и добавьте красного перца молотого.

Когда все составляющие готовы, собираем шиму. В глубокие тарелки положите лапшу (ее можно дополнительно смазать сливочным маслом).

Залейте лапшу кайлой (мясо с подливой).

Далее жареные яйца с перцем.

Украсьте шима блюдо рубленой кинзой и подайте сразу к столу! Пробуйте!

povar.ru

ШИМ-регулятор. Широтно-импульсная модуляция. Схема :: SYL.ru

При работе с множеством различных технологий часто стоит вопрос: как управлять мощностью, которая доступна? Что делать, если её необходимо понизить или повысить? Ответом на эти вопросы служит ШИМ-регулятор. Что он собой представляет? Где применяется? И как самому собрать такой прибор?

Что такое широтно-импульсная модуляция?

схема шим регулятораБез выяснения значения этого термина продолжать не имеет смысла. Итак, широтно-импульсная модуляция — это процесс управления мощностью, которая подводится к нагрузке, осуществляемая путём видоизменения скважности импульсов, которая делается при постоянной частоте. Существует несколько типов широтно-импульсной модуляции:

1. Аналоговый.

2. Цифровой.

3. Двоичный (двухуровневый).

4. Троичный (трехуровневый).

Что такое ШИМ-регулятор?

шим регулятор оборотов двигателяТеперь, когда мы знаем, что такое широтно-импульсная модуляция, можно поговорить и о главной теме статьи. Используется ШИМ-регулятор для того, чтобы регулировать напряжение питания и для недопущения мощных инерционных нагрузок в авто- и мототехнике. Это может звучать слишком сложно и лучше всего пояснить на примере. Допустим, необходимо сделать, чтобы лампы освещения салона меняли свою яркость не сразу, а постепенно. Это же относится к габаритным огням, автомобильным фарам или вентиляторам. Воплотить такое желание можно путём установки транзисторного регулятора напряжения (параметрический или компенсационный). Но при большом токе на нём будет выделяться чрезвычайно большая мощность и потребуется установка дополнительных больших радиаторов или дополнение в виде системы принудительного охлаждения с использованием маленького вентилятора, снятого с компьютерного устройства. Как видите, данный путь влечёт за собой много последствий, которые необходимо будет преодолеть.

Настоящим спасением из данной ситуации стал ШИМ-регулятор, который работает на мощных полевых силовых транзисторах. Они могут коммутировать большие токи (которые достигают 160 Ампер) при напряжении всего в 12-15В на затворе. Следует отметить, что сопротивление у открытого транзистора довольное мало, и благодаря этому можно заметно снизить уровень рассеиваемой мощности. Чтобы создать свой собственный ШИМ-регулятор, понадобится схема управления, которая сможет обеспечить разность напряжения между истоком и затвором в границах 12-15В. Если этого не получится достичь, то сопротивление канала будет сильно увеличиваться и значительно возрастёт рассеиваемая мощность. А это, в свою очередь, может привести к тому, что транзистор перегреется и выйдет из строя.

Выпускается целый ряд микросхем для ШИМ-регуляторов, которые смогут выдержать повышение входного напряжения до уровня 25-30В, при том, что питание будет всего 7-14В. Это позволит включать выходной транзистор в схеме вместе с общим стоком. Это, в свою очередь, необходимо для подключения нагрузки с общим минусом. В качестве примеров можно привести такие образцы: L9610, L9611, U6080B ... U6084B. Большинство нагрузок не потребляет ток больше 10 ампер, поэтому они не могут вызвать просадку напряжения. И как результат – использовать можно и простые схемы без доработки в виде дополнительного узла, который будет повышать напряжение. И именно такие образцы ШИМ-регуляторов и будут рассмотрены в статье. Они могут быть построены на основе несимметрического или ждущего мультивибратора. Стоит поговорить про ШИМ-регулятор оборотов двигателя. Об этом далее.

Схема №1

шим регуляторЭта схема ШИМ-регулятора собиралась на инверторах КМОП-микросхемы. Она является генератором прямоугольных импульсов, который действует на 2-х логических элементах. Благодаря диодам здесь отдельно изменяется постоянная времени разряда и заряда частотозадающего конденсатора. Это позволяет менять скважность, которую имеют выходные импульсы, и как результат – значение эффективного напряжения, которое есть на нагрузке. В данной схеме возможно использование любых инвертирующих КМОП-элементов, а также ИЛИ-НЕ и И. В качестве примеров подойдут К176ПУ2, К561ЛН1, К561ЛА7, К561ЛЕ5. Можно использовать и другие виды, но перед этим придётся хорошо подумать о том, как правильно сгруппировать их входы, чтобы они могли выполнять возложенный функционал. Преимущества схемы – доступность и простота элементов. Недостатки – сложность (практически невозможность) доработки и несовершенство относительно изменения диапазона выходного напряжения.

Схема №2

широтно импульсная модуляцияОбладает лучшими характеристиками, нежели первый образец, но сложнее в выполнении. Может регулировать эффективное напряжение на нагрузке в диапазоне 0-12В, до которого изменяется с начального значения 8-12В. Максимальный ток зависит от типа полевого транзистора и может достигать значительных значений. Учитывая, что выходное напряжение является пропорциональным входному управляющему, данную схему можно использовать как часть системы регулирования (для поддержки уровня температуры).

Причины распространения

Чем привлекает автолюбителей ШИМ-регулятор? Следует отметить стремление к увеличению КПД, когда проводится построение вторичных источников питания для электронной аппаратуры. Благодаря данному свойству можно данную технологию найти также при изготовлении компьютерных мониторов, дисплеев в телефонах, ноутбуках, планшетах и подобной техники, а не только в автомобилях. Также следует отметить значительную дешевизну, которой отличается данная технология при своём использовании. Также, если решите не покупать, а собирать ШИМ-регулятор собственноручно, то можно сэкономить деньги при усовершенствовании своего собственного автомобиля.

Заключение

шим регулятор мощностиЧто ж, вы теперь знаете, что собой представляет ШИМ-регулятор мощности, как он работает, и даже можете сами собрать подобные устройства. Поэтому, если есть желание поэкспериментировать с возможностями своего автомобиля, можно сказать по этому поводу только одно – делайте. Причем можете не просто воспользоваться представленными здесь схемами, но и существенно доработать их при наличии соответствующих знаний и опыта. Но даже если всё не получится с первого раза, то вы сможете получить очень ценную вещь – опыт. Кто знает, где он может в следующий раз пригодиться и насколько важным будет его наличие.

www.syl.ru

ШИМ - это... Что такое ШИМ?

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. Pulse-width modulation (PWM)) — приближение желаемого сигнала (многоуровневого или непрерывного) к действительным бинарным сигналам (с двумя уровнями - вкл/выкл), так, что, в среднем, за некоторый отрезок времени, их значения равны. Формально, это можно записать так:

\int_{t1}^{t2} {x(t)\,dt} = \sum_{} {A*\mathcal{4}T_i},

где x(t) - желаемый входной сигнал в пределе от t1 до t2, а ∆Ti - продолжительность i -го ШИМ импульса, каждого с амплитудой A. ∆Ti подбирается таким образом, что суммарные площади (энергии) обеих величин приблизительно равны за достаточно продолжительный промежуток времени, равны так же и средние значения величин за период:

{\int_{t1}^{t2} {x(t)\,dt} \over {t2 - t1}} = {\sum_{} {A*\mathcal{4}T_i} \over {t2 - t1}}.


Управляемыми "уровнями", как правило, являются параметры питания силовой установки, например, напряжение импульсных преобразователей /регуляторов постоянного напряжения/или скорость электродвигателя. Для импульсных источников x(t) = Uconst стабилизации.

ШИП — широтно-импульсный преобразователь, генерирующий ШИМ-сигнал по заданному значению управляющего напряжения. Основное достоинство ШИМ — высокий КПД его усилителей мощности, который достигается за счёт использования их исключительно в ключевом режиме. Это значительно уменьшает выделение мощности на силовом преобразователе (СП).

Применение

При широтно-импульсной модуляции в качестве несущего колебания используется периодическая последовательность прямоугольных импульсов, а информационным параметром, связанным с дискретным модулирующим сигналом, является длительность этих импульсов. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов одинаковой длительности имеет постоянную составляющую, обратно пропорциональную скважности импульсов, то есть прямо пропорциональную их длительности. Пропустив импульсы через ФНЧ с частотой среза, значительно меньшей, чем частота следования импульсов, эту постоянную составляющую можно легко выделить, получив постоянное напряжение. Если длительность импульсов будет различной, ФНЧ выделит медленно меняющееся напряжение, отслеживающее закон изменения длительности импульсов. Таким образом, с помощью ШИМ можно создать несложный ЦАП: значения отсчётов сигнала кодируются длительностью импульсов, а ФНЧ преобразует импульсную последовательность в плавно меняющийся сигнал.


ШИМ использует транзисторы (могут быть и др. элементы) не в активном (правильнее будет сказать - линейном), а в ключевом режиме, то есть транзистор всё время или разомкнут (выключен), или замкнут (находится в состоянии насыщения). В первом случае транзистор имеет бесконечное сопротивление, поэтому ток в цепи не течёт, и, хотя всё напряжение питания падает на транзисторе, то есть КПД=0 %, в абсолютном выражении выделяемая на транзисторе мощность равна нулю. Во втором случае сопротивление транзистора крайне мало, и, следовательно, падение напряжения на нём близко к нулю — выделяемая мощность так же мала.

1. R_{tr}\rightarrow \infty \leftrightarrow P={\frac {{U}^{2}}{R}\rightarrow 0}

2. R_{tr}\rightarrow 0 \leftrightarrow P={I}^{2}R\rightarrow 0

Принцип работы ШИМ

ШИМ есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности, то есть отношения длительности импульса к периоду его следования. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.

Входной (напряжение управления) и выходной (ШИМ-сигнал) сигналы ШИП.

Генерируется аналоговым компаратором, на отрицательный вход которого подаётся опорный сигнал в виде «пилы» или «треугольника», а на положительный — собственно сам модулируемый непрерывный аналоговый сигнал. Частота импульсов соответствует частоте «зубъев» пилы. Ту часть периода, когда входной сигнал выше опорного, на выходе получается единица, ниже — нуль.

В цифровой технике, выходы которой могут принимать только одно из двух значений, приближение желаемого среднего уровня выхода при помощи ШИМ является совершенно естественным. Схема настолько же проста: пилообразный сигнал генерируется N-битным счётчиком. Цифровые устройства (ЦШИП) работают на фиксированной частоте, обычно намного превышающей реакцию управляемых установок (передискретизация). В периоды между фронтами тактовых импульсов, выход ЦШИП остаётся стабильным, на нём действует либо низкий уровень либо высокий, в зависимости от выхода цифрового компаратора, сравнивающего значение счётчика с уровнем приближаемого цифрового сигнала V(n). Выход за много тактов можно трактовать как череду импульсов с двумя возможными значениями 0 и 1, сменяющими друг-друга каждый такт Т. Частота появления единичных импульсов получается пропорциональной уровню приближаемого сигнала ~V(n). Единицы, следующие одна за другой, формируют контур одного, более широкого импульса. Длителности полученных импульсов переменной ширины ~V(n), кратны периоду тактирования T, а частота равна 1/(T*2N). Низкая частота означает длительные, относительно T, периоды постоянства сигнала одного уровня, что даёт невысокую равномерность распределения импульсов.

Описанная цифровая схема генерации подпадает под определение однобитной (двухуровневой) импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). 1-битную ИКМ можно рассматривать в терминах ШИМ как серию импульсов частотой 1/T и шириной 0 либо T. Добиться усреднения за менее короткий промежуток времени позволяет имеющаяся передискретизация. Высоким качеством обладает такая разновидность однобитной ИКМ, как импульсно-плотностная модуляция (pulse density modulation), которая ещё именуется импульсно-частотной модуляцией.

Восстанавливается непрерывный аналоговый сигнал арифметическим усреднением импульсов за много периодов при помощи простейшего фильтра низких частот. Хотя обычно даже этого не требуется, так как электромеханические составляющие привода обладают индуктивностью, а объект управления (ОУ) — инерцией, импульсы с выхода ШИП сглаживаются и ОУ, при достаточной частоте ШИМ-сигнала, ведёт себя как при управлении обычным аналоговым сигналом.

Ссылки

Очень простое и доступное описание принципов работы ШИМ от DI HALT на сайте http://easyelectronics.ru

Программирование аппаратного ШИМ в микроконтроллерах AVR и PIC на языке Си на примерах.

Програмно-аппаратный многоканальный ШИМ в AVR для управления 8 servo рулевыми машинками.

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

ШИМ — широтно-импульсная модуляция | joyta.ru

ШИМ или PWM (англ. Pulse-Width Modulation) — широтно-импульсная модуляция — это метод предназначен для контроля величины напряжения и тока. Действие ШИМ заключается в изменении ширины импульса постоянной амплитуды и постоянной частотой.

Свойства ШИМ регулирования используются в импульсных преобразователях, в схемах управления двигателями постоянного тока или яркостью свечения светодиодов.

Принцип действия ШИМ

Принцип действия ШИМ, как указывает на это само название, заключается в изменении ширины импульса сигнала. При использовании метода широтно-импульсной модуляции, частота сигнала и амплитуда остаются постоянными. Самым важным параметром сигнала ШИМ является коэффициент заполнения, который можно определить по следующей формуле:

Также можно отметить, что сумма времени высокого и низкого сигнала определяет период сигнала:

где:

  • Ton — время высокого уровня
  • Toff — время низкого уровня
  • T — период сигнала

Время высокого уровня и время низкого уровня сигнала показано на нижнем рисунке. Напряжение U1- это состояния высокого уровня сигнала, то есть его амплитуда.

На следующем рисунке представлен пример сигнала ШИМ с определенным временным интервалом высокого и низкого уровня.

Расчет коэффициента заполнения ШИМ

Расчет коэффициента заполнения ШИМ на примере:

 

Для расчета процентного коэффициента заполнения необходимо выполнить аналогичные вычисления, а результат умножить на 100%:

Как следует из расчета, на данном примере, сигнал (высокого уровня) характеризуется заполнением, равным 0,357 или иначе 37,5%. Коэффициент заполнения является абстрактным значением.

Важной характеристикой  широтно-импульсной модуляции может быть также частота сигнала, которая рассчитывается по формуле:

Значение T, в нашем примере, следует взять уже в секундах для того, чтобы совпали единицы в формуле. Поскольку, формула частоты имеет вид 1/сек, поэтому 800ms переведем в 0,8 сек.

Благодаря возможности регулировки ширины импульса можно изменять, например, среднее значение напряжения. На рисунке ниже показаны различные коэффициенты заполнения при сохранении той же частоты сигналов и одной и той же амплитуды.

Для вычисления среднего значения напряжения ШИМ необходимо знать коэффициент заполнения, поскольку среднее значение напряжения является произведением коэффициента заполнения и амплитуды напряжения сигнала.
Для примера, коэффициент заполнения был равен 37,5% (0,357) и амплитуда напряжения U1 = 12В даст среднее напряжение Uср:

В этом случае среднее напряжение сигнала ШИМ составляет 4,5 В.

ШИМ дает очень простую возможность понижать напряжение  в диапазоне от напряжения питания U1 и до 0. Это можно использовать, например, для регулировки яркости свечения светодиодов, или скорости вращения двигателя DC (постоянного тока), питающиеся от величины среднего напряжения.

Сигнал ШИМ может быть сформирован микроконтроллером или аналоговой схемой. Сигнал от таких схем характеризуется низким напряжением и очень малым выходным током. В случае необходимости регулирования мощных нагрузок, следует использовать систему управления, например, с помощью транзистора.

Это может быть биполярный или полевой транзистор. На следующих примерах будет использован биполярный транзистор BC547.


Пример управления светодиодом при помощи ШИМ.

Сигнал ШИМ поступает на базу транзистора VT1 через резистор R1, иначе говоря, транзистор VT1 с изменением сигнала то включается, то выключается. Это подобно ситуации, при которой транзистор можно заменить обычным выключателем, как показано ниже:


Упрощенная схема управления светодиодом.

Когда переключатель замкнут, светодиод питается через резистор R2 (ограничивающий ток) напряжением 12В. А когда переключатель разомкнут, цепь прерывается, и светодиод гаснет. Такие переключения с малой частотой в результате дадут мигающий светодиод.

Однако, если необходимо управлять интенсивностью свечения светодиодов необходимо увеличить частоту сигнала ШИМ, так, чтобы обмануть человеческий глаз. Теоретически переключения с частотой 50 Гц уже не незаметны для человеческого глаза, что в результате дает эффект уменьшения яркости свечения светодиода.

Чем меньше коэффициент заполнения, тем слабее будет светиться светодиод, поскольку во время одного периода светодиод  будет гореть меньшее время.

Такой же принцип и подобную схему можно использовать и для управления двигателем постоянного тока. В случае двигателя необходимо, однако, применять более высокую частоту переключений (выше 15-20 кГц) по двум причинам.

Первая из них касается звука, какой может издавать двигатель (неприятный писк). Частота 15-20 кГц является теоретической границей слышимости человеческого уха, поэтому частоты выше этой границы будут неслышны.

Второй вопрос касается стабильности работы двигателя. При управлении двигателем низкочастотным сигналом с малым коэффициентом заполнения, обороты двигателя будут нестабильны или может привести к его полной остановке. Поэтому, чем выше частота сигнала ШИМ, тем выше стабильность среднего выходного напряжения. Также меньше пульсаций напряжения.

Не следует, однако, слишком завышать  частоту сигнала ШИМ, так как при больших частотах транзистор может не успеть полностью открыться или закрыться, и схема управления  будет работать не правильно. Особенно это относится к полевым транзисторам, где время перезарядки может быть относительно большое, в зависимости от конструкции.

Слишком высокая частота сигнала ШИМ также вызывает увеличение потерь на транзисторе, поскольку каждое переключение вызывает потери энергии. Управляя большими токами на высоких частотах необходимо подобрать быстродействующий транзистор с низким сопротивлением проводимости.

Управляя  двигателем постоянного тока с помощью ШИМ, следует помнить о применении диода для защиты транзистор VТ1 от индукционных всплесков, появляющимся в момент выключения транзистора. Благодаря использованию диода, индукционный импульс разряжается через него и внутреннее сопротивление двигателя, защищая тем самым транзистор.


Схема системы управления скоростью вращения двигателя постоянного тока с защитным диодом.

Для сглаживания всплесков питания между клеммами двигателя, можно подключить к ним параллельно конденсатор небольшой емкости (100nF), который будет стабилизировать напряжение между последовательными переключениями транзистора. Это также снизит помехи, создаваемые частыми переключениями транзистора VT1.

www.joyta.ru

Все про широтно-импульсную модуляцию (ШИМ)

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – это метод преобразования сигнала, при котором изменяется длительность импульса (скважность), а частота остаётся константой. В английской терминологии обозначается как PWM (pulse-width modulation). В данной статье подробно разберемся, что такое ШИМ, где она применяется и как работает.

Область применения

С развитием микроконтроллерной техники перед ШИМ открылись новые возможности. Этот принцип стал основой для электронных устройств, требующих, как регулировки выходных параметров, так и поддержания их на заданном уровне. Метод широтно-импульсной модуляции применяется для изменения яркости света, скорости вращения двигателей, а также в управлении силовым транзистором блоков питания (БП) импульсного типа.

Широтно-импульсная (ШИ) модуляция активно используется в построении систем управления яркостью светодиодов. Благодаря низкой инерционности, светодиод успевает переключаться (вспыхивать и гаснуть) на частоте в несколько десятков кГц. Его работа в импульсном режиме воспринимается человеческим глазом как постоянное свечение. В свою очередь яркость зависит от длительности импульса (открытого состояния светодиода) в течение одного периода. Если время импульса равно времени паузы, то есть коэффициент заполнения – 50%, то яркость светодиода будет составлять половину от номинальной величины. С популяризацией светодиодных ламп на 220В стал вопрос о повышении надёжности их работы при нестабильном входном напряжении. Решение было найдено в виде универсальной микросхемы – драйвера питания, работающего по принципу широтно-импульсной или частотно-импульсной модуляции. Схема на базе одного из таких драйверов детально описана здесь.

Подаваемое на вход микросхемы драйвера сетевое напряжение постоянно сравнивается с внутрисхемным опорным напряжением, формируя на выходе сигнал ШИМ (ЧИМ), параметры которого задаются внешними резисторами. Некоторые микросхемы имеют вывод для подачи аналогового или цифрового сигнала управления. Таким образом, работой импульсного драйвера можно управлять с помощью другого ШИ-преобразователя. Интересно, что на светодиод поступают не высокочастотные импульсы, а сглаженный дросселем ток, который является обязательным элементом подобных схем.

Масштабное применение ШИМ отражено во всех LCD панелях со светодиодной подсветкой. К сожалению, в LED мониторах большая часть ШИ-преобразователей работает на частоте в сотни Герц, что негативно отражается на зрении пользователей ПК.

Микроконтроллер Ардуино тоже может функционировать в режиме ШИМ контроллера. Для этого следует вызвать функцию AnalogWrite() с указанием в скобках значения от 0 до 255. Ноль соответствует 0В, а 255 – 5В. Промежуточные значения рассчитываются пропорционально.

Повсеместное распространение устройств, работающих по принципу ШИМ, позволило человечеству уйти от трансформаторных блоков питания линейного типа. Как результат – повышение КПД и снижение в несколько раз массы и размеров источников питания.

ШИМ-контроллер является неотъемлемой частью современного импульсного блока питания. Он управляет работой силового транзистора, расположенного в первичной цепи импульсного трансформатора. За счёт наличия цепи обратной связи напряжение на выходе БП всегда остаётся стабильным. Малейшее отклонение выходного напряжения через обратную связь фиксируется микросхемой, которая мгновенно корректирует скважность управляющих импульсов. Кроме этого современный ШИМ-контроллер решает ряд дополнительных задач, способствующих повышению надёжности источника питания:

  • обеспечивает режим плавного пуска преобразователя;
  • ограничивает амплитуду и скважность управляющих импульсов;
  • контролирует уровень входного напряжения;
  • защищает от короткого замыкания и превышения температуры силового ключа;
  • при необходимости переводит устройство в дежурный режим.

Принцип работы ШИМ контроллера

Задача ШИМ контроллера состоит в управлении силовым ключом за счёт изменения управляющих импульсов. Работая в ключевом режиме, транзистор находится в одном из двух состояний (полностью открыт, полностью закрыт). В закрытом состоянии ток через p-n-переход не превышает несколько мкА, а значит, мощность рассеивания стремится к нулю. В открытом состоянии, несмотря на большой ток, сопротивление p-n-перехода чрезмерно мало, что также приводит к незначительным тепловым потерям. Наибольшее количество тепла выделяется в момент перехода из одного состояния в другое. Но за счёт малого времени переходного процесса по сравнению с частотой модуляции, мощность потерь при переключении незначительна.

Широтно-импульсная модуляция разделяется на два вида: аналоговая и цифровая. Каждый из видов имеет свои преимущества и схемотехнически может реализовываться разными способами.

Аналоговая ШИМ

Принцип действия аналогового ШИ-модулятора основан на сравнении двух сигналов, частота которых отличается на несколько порядков. Элементом сравнения выступает операционный усилитель (компаратор). На один из его входов подают пилообразное напряжение высокой постоянной частоты, а на другой – низкочастотное модулирующее напряжение с переменной амплитудой. Компаратор сравнивает оба значения и на выходе формирует прямоугольные импульсы, длительность которых определяется текущим значением модулирующего сигнала. При этом частота ШИМ равна частоте сигнала пилообразной формы.

Цифровая ШИМ

Широтно-импульсная модуляция в цифровой интерпретации является одной из многочисленных функций микроконтроллера (МК). Оперируя исключительно цифровыми данными, МК может формировать на своих выходах либо высокий (100%), либо низкий (0%) уровень напряжения. Однако в большинстве случаев для эффективного управления нагрузкой напряжение на выходе МК необходимо изменять. Например, регулировка скорости вращения двигателя, изменение яркости светодиода. Что делать, чтобы получить на выходе микроконтроллера любое значение напряжения в диапазоне от 0 до 100%?

Вопрос решается применением метода широтно-импульсной модуляции и, используя явление передискретизации, когда заданная частота переключения в несколько раз превышает реакцию управляемого устройства. Изменяя скважность импульсов, меняется среднее значение выходного напряжения. Как правило, весь процесс происходит на частоте в десятки-сотни кГц, что позволяет добиться плавной регулировки. Технически это реализуется с помощью ШИМ-контроллера – специализированной микросхемы, которая является «сердцем» любой цифровой системы управления. Активное использование контроллеров на основе ШИМ обусловлено их неоспоримыми преимуществами:

  • высокой эффективности преобразования сигнала;
  • стабильность работы;
  • экономии энергии, потребляемой нагрузкой;
  • низкой стоимости;
  • высокой надёжности всего устройства.

Получить на выводах микроконтроллера ШИМ сигнал можно двумя способами: аппаратно и программно. В каждом МК имеется встроенный таймер, который способен генерировать ШИМ импульсы на определённых выводах. Так достигается аппаратная реализация. Получение ШИМ сигнала с помощью программных команд имеет больше возможностей в плане разрешающей способности и позволяет задействовать большее количество выводов. Однако программный способ ведёт к высокой загрузке МК и занимает много памяти.

Примечательно, что в цифровой ШИМ количество импульсов за период может быть различным, а сами импульсы могут быть расположены в любой части периода. Уровень выходного сигнала определяется суммарной длительностью всех импульсов за период. При этом следует понимать, что каждый дополнительный импульс – это переход силового транзистора из открытого состояния в закрытое, что ведёт к росту потерь во время переключений.

Пример использования ШИМ регулятора

Один из вариантов реализации ШИМ простого регулятора уже описывался ранее в этой статье. Он построен на базе микросхемы NE555 и имеет небольшую обвязку. Но, несмотря на простату схемы, регулятор имеет довольно широкую область применения: схемы управления яркости светодиодов, светодиодных лент, регулировка скорость вращения двигателей постоянного тока.

Читайте так же

ledjournal.info

Шим, Эдуард Юрьевич - это... Что такое Шим, Эдуард Юрьевич?

Эдуард Юрьевич Шим (настоящая фамилия — Шмидт) (1930—2006) — русский писатель, драматург.

Биография

Э. Ю. Шим родился 23 августа 1930 года в Ленинграде. Во время войны эвакуирован, вырос в детском доме. С 16 лет Шим работал, переменив множество занятий. «…Мастер на все руки — столяр и садовод, токарь и шофер»[1]. По возвращении в Ленинград учился в художественно-архитектурном училище, с 1950 работал в конструкторском бюро. В 1952—1955 служил в армии. В 1959 принят в СП СССР, вскоре переселился в Москву.

Член редколлегии журнала «Знамя» (1962—1972).

Начав печататься с 1949 года, Эдуард Шим писал преимущественно для детей, преимущественно о природе — но мог успешно и увлекательно рассказывать, например, и о столярном ремесле («Деревянная книга»).

Эдуард Юрьевич ставил вопросы об отношении человека к природе («След на волне» (1958), «Пикет 200» (1963), «Весенние хлопоты» (1964), «Вода на камешках» (1969)).

Среди его рассказов и повестей для взрослых: «Ночь в конце месяца», «Ваня песенки поет», «Когда погаснет» и др.

Эдуард Шим - автор текстов ряда песен, в частности, очень популярной в 1974 году песни «Ускакали деревянные лошадки», исполнявшейся Валентиной Толкуновой[2].

Шим — автор литературных сценариев (совместно с В. В. Конецким): «Своими руками» (1957), «Опора» (1958). Написал также несколько пьес, которые ставились на сценах разных городов. Две пьесы написаны в соавторстве с Георгием Марковым.

«Кто переведет нам язык зверей и птиц на человеческий язык? Вот таким 'переводчиком'… и стал писатель Эдуард Шим… Он пишет книги, которые… учат одной из главных человеческих радостей — неиссякаемой радости узнавания»[1].

Э. Ю. Шим умер 13 марта 2006 года.

Шим — хороший рассказчик, у него чувствуется любовь к природе. Он хорошо понимает детей, которые часто являются героями его рассказов; он психологически точно изображает отношение детей к миру взрослых. Наблюдая будничную жизнь с её заботами и тяготами, Шим отбирает события, которые чем-либо выделяются в этой жизни или же особо выделены им самим. Он любит изображать людей, которых что-то захватывает, удивляет и восхищает, которые испытывают душевный подъем и верят в добро.[3]

Награды и премии

Сочинения

Проза

  • Лето на Корбе. М.; Л., 1951
  • Неслышные голоса. Л., 1957
  • Ночь в конце месяца: Рассказы. Л., 1958
  • Белые березы. Л., 1959
  • След на воде. Л., 1959
  • Деревянная книга. М., 1960
  • Капель. М., 1962
  • Лесные разговоры. Л., 1962
  • Мартовский снег: Рассказы. М.; Л., 1962
  • Пикет 200: Рассказы и повести. Л., 1963 (Школьная библиотека)
  • Весенние хлопоты. Л., 1964
  • Ливень. М., 1964 (Книга за книгой)
  • Слепой дождик. Л., 1964
  • Утреннее солнце. М., 1964
  • Деревья у дороги. М., 1965
  • Кто что умеет. Л., 1965
  • Чем встречают весну? Л., 1966
  • Мальчик в лесу: Повесть. М., 1968
  • Рассказы прошлого лета. Л., 1968
  • Ваня песенки поет. М., 1969 (Романы, повести, рассказы Советской России)
  • Кто копыта потерял?: Рассказы и сказки. М., 1969 (Книга за книгой)
  • Сказка об Иване-Заре: Грузинская народная сказка. Тбилиси, 1969
  • Вода на камушках. М., 1970
  • Рассказы и сказки. Л., 1971
  • Сказки, найденные в траве. М., 1972
  • Сочини стихи, машина!: Сказка. Л., 1974
  • Перекресток: Рассказы и повесть. М., 1975 (Новинки «Современника»)
  • Цветной венок: Рассказы и сказки. Л., 1975
  • Ребята с нашего двора: Современная повесть в нескольких незаконченных историях. Л., 1976
  • Я рисую дом: Рассказ. Л., 1976
  • Жук на ниточке: Рассказы. М., 1978 (Читаем сами)
  • Не кончаются заботы: Рассказ. Л., 1979
  • Двойной свет: Повести и рассказы. М., 1980
  • Вода на камушках: Повести. М., 1980
  • Медовый ручеек: Рассказы и сказки. Киев. «Вэсэлка». 1989

Драматургия

  • Королева и семь дочерей. М., 1964
  • А дети не слушаются родителей: Одноактная пьеса. М., 1966 (Репертуар художественной самодеятельности; № 24)
  • Требуются на работу: Пьеса. М., 1971
  • С днем рождения, Наталья: Пьеса. М., 1973
  • Встретились двое: Комедия. М., 1977
  • Вызов. М., 1980. В соавторстве с Г. М. Марковым

Примечания

dic.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о