PWM调速器工程介绍

该工程参考了两个以下相关项目，并做了整合与完善。

无刷电调PWM信号发生器 - 立创开源硬件平台

NE555—电子调速器 - 立创开源硬件平台

基于NE555的PWM调速器

原理

NE555产生一定频率的方波，其本质是电容充放电过程时间的控制。
根据电容充放电时间的计算公式 $$ V_t=V_0 + (V_{cc}-V_0)*(1-e^{-\frac{t}{RC}}) $$

• \(V_t\) 为目标电压
• \(V_0\) 为初始电压
• \(V_{cc}\) 为充电电压
• \(R\) 为电阻值，\(C\) 为电容值
• \(t\) 为充电时间
  公式的含义为，在充电电压为Vcc，电容为C，电阻为R，初始电压为V0时，充电到电压Vt需要t秒。

在NE555的充放电回路中，取 \(V_{cc}=5V，V_0=\frac{1}{3}V_{cc}，V_t=\frac{2}{3}V_{cc}\)
带入公式解得 \(t=RCIn(2)=0.69RC\)，可见充放电时间与RC成正比，与Vcc无关。

如下图即为充放电回路的电路图（D为电位器百分比）

• 充电回路的电阻 \(R_充=R_1+R_2+R_4*D\)
• 放电回路的电阻 \(R_放=R_3+R_4*(1-D)\)

设计目标

• 舵机模式：满足舵机驱动PWM，在0.5ms到2.5ms区间可调，周期为20ms时，占空比在 2.5%-12.5%之间
• 电机模式：满足pwm在0-100%间可调

因为充放电时间与R成正比，要在舵机模式下满足在0.5ms到2.5ms区间可调，即10kΩ对应2ms。则100kΩ对应20ms，2.5kΩ对应0.5ms。
则R1+R2可取2.5k，R3取100k-10k-2.5k=87.5k
考虑到D1、D2带来的压降，最终取R1=0.2K，R2=1K，R3=70K
由 \(t=0.69RC\) 可得 \(2ms = 0.69*10k*C\) ，解得 C约为0.3uF，可使用三个1uF串联，或三个0.1uF并联得到。

在电机调速模式下，使用双刀单掷开关SW1将R2、R3短路，即可得到周期为2ms的PWM，且在0-100%区间可调。

基于STC8G的PWM调速器

待测试 ...

外壳组装

PCB设计中使用的是RK09型号的电位器，但手头没有，所以用WH148电位器代替，只不过需要飞线

外壳也是按照WH148进行设计，但应该可以兼容RK09

3D文件包含外壳的顶部和底部，以及一个旋钮，装入PCB后使用自攻丝安装。