📈 PWM را با چشم ببین: اسیلوسکوپ و مولتی‌متر در شبیه‌ساز آردوینو
همه می‌گویند analogWrite(9, 128) «نصف ولتاژ» می‌دهد. این درست نیست، و بهترین راه فهمیدنش این است که خودت سیگنال را ببینی. در مود آردوینوی شبیه ساز مدار دو ابزار برای این کار هست: اسیلوسکوپ و مولتی‌متر.
فرق این دو ابزار
| مولتی‌متر | اسیلوسکوپ | |
|---|---|---|
| چه نشان می‌دهد | یک عدد: ولتاژ، جریان یا مقاومت | یک شکل: ولتاژ در طول زمان |
| برای چه خوب است | «باتری چند ولت است؟» «چقدر جریان می‌کشد؟» | «این پایه چطور روشن و خاموش می‌شود؟» |
| سیگنال سریع | فقط میانگین را می‌بیند | خود موج را نشان می‌دهد |
آزمایش ۱: PWM واقعاً چیست؟
پروژه‌ی آماده‌ی دیدن PWM و سروو با اسیلوسکوپ را باز و اجرا کن. اسیلوسکوپ را انتخاب کن تا صفحه‌ی بزرگش در پنل «خواص» بیاید، و پتانسیومتر را بچرخان.
روی کانال زرد (CH1) می‌بینی که پایه هیچ‌وقت نصف ولتاژ نیست: یا ۵ ولت است یا صفر. چیزی که عوض می‌شود پهنای قسمت روشن است:
analogWrite(pin, 64): یک‌چهارم زمان روشن (duty = ۲۵٪). LED کم‌نور.analogWrite(pin, 128): نصف زمان روشن (۵۰٪).analogWrite(pin, 255): همیشه روشن (۱۰۰٪).
این خاموش و روشن شدن حدود ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ بار در ثانیه اتفاق می‌افتد؛ چشم ما آن را نمی‌بیند و فقط نور کمتر یا بیشتر حس می‌کند. به این روش PWM می‌گویند. زیر صفحه‌ی اسیلوسکوپ، فرکانس و درصد duty نوشته شده است.
آزمایش ۲: سروو چطور زاویه را می‌فهمد؟
کانال آبی (CH2) به پایه‌ی سروو وصل است. زمان را با دکمه‌ی + روی ۵ میلی‌ثانیه بگذار. می‌بینی هر ۲۰ میلی‌ثانیه یک پالس کوتاه می‌آید. پتانسیومتر را بچرخان: پالس پهن‌تر و باریک‌تر می‌شود. سروو از روی همین پهنا می‌فهمد کجا بایستد: حدود ۰٫۵ میلی‌ثانیه یعنی ۰ درجه و ۲٫۴ میلی‌ثانیه یعنی ۱۸۰ درجه.
آزمایش ۳: مولتی‌متر چه می‌گوید؟
در همان پروژه، مولتی‌متر دو سر LED است و حدود ۱٫۸ ولت نشان می‌دهد. این «ولتاژ روشن شدن» LED قرمز است؛ بقیه‌ی ۵ ولت روی مقاومت می‌افتد. در پنل «خواص» مولتی‌متر سه حالت دارد:
- V (ولتاژ): دو سر قطعه، موازی.
- A (جریان): باید مدار را باز کنی و مولتی‌متر را وسط راه بگذاری (سری). هیچ‌وقت در حالت جریان دو سر باتری نگذار.
- Ω (مقاومت): قطعه را از مدار جدا کن و بعد اندازه بگیر.
چند چیز دیگر که می‌توانی ببینی
tone(8, 440): یک موج مربعی ۴۴۰ هرتز؛ نُت «لا».- چشمک LED: زمان را روی ۰٫۵ ثانیه بگذار تا روشن و خاموش شدن
delay(500)را ببینی. - دکمه و پتانسیومتر: خط ولتاژ که با دست تو بالا و پایین می‌رود.
اسیلوسکوپ شبیه‌ساز همین سیگنال‌ها را نشان می‌دهد؛ سیگنال‌های خیلی سریع مثل داده‌ی نئوپیکسل یا I2C را نشان نمی‌دهد.
اسیلوسکوپ را امتحان کن 📈