ШИМ-регулятор оборотов трёхфазного бесщёточного (бесколлекторного) мотора относится к определённому виду электронных устройств, умеющих создавать и контролировать цифровую широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Модуль позволяет управлять моторами, в конструкции которых уже установлен внутренний драйвер, способный самостоятельно распределять токи по фазам, а также понимать сигналы управления, получаемые от ШИМ-регулятора.

В основу регулятора заложено 3 функции: смена направления вращения вала мотора (CW/CCW), моментальная остановка мотора, и изменение скорости вращения вала мотора с использованием ШИМ-модуляции 0.1-5 вольт (PWM). Для каждой функции на плате имеются необходимые кнопки/ручки и клеммы-терминалы с винтовыми зажимами, к которым и подключается трёхфазный бесщёточный мотор.

Регулятор собран на предварительно запрограммированной микросхеме N76E003AT20 с ядром 8-битного микроконтроллера 1Т 8051. Модуль самостоятельно генерирует электрические импульсы прямоугольной формы, моментально переключающие напряжение выходного сигнала ШИМ от 0 до 5 вольт. Наличие высокоуровневого импульса можно представить логической единицей, каждое его отсутствие - логическим нулём. Усреднённое суммарное количество единиц и нулей в один момент времени определяет напряжение на выходе ШИМ.

Конструкцией предусмотрена возможность плавной настройки частоты импульсов в диапазоне 0.5 - 20 кГц. Изменение пульсации осуществляется вращением ручки переменного резистора. Сам же резистор напрямую связан с одним из аналоговых входов микроконтроллера. В программе микросхемы N76E003 реализована возможность смены направления регулировки переменного резистора при вращении ручки в одном направлении. Рядом с резистором присутствует трёхконтактный разъём, перемычка на нём соединяет центральный вывод с одним из крайних. В первом положении, вращая ручку по часовой стрелке, частота импульсов будет увеличиваться от 0.5 кГц до 20 кГц. Во втором положении, вращая ручку регулятора в прежнем направлении, изменение числа импульсов поменяется в обратную сторону, и станет уменьшаться от 20 кГц до 0.5 кГц. Рядом с резистором расположен светодиод, яркость свечения которого визуально отражает уровень выходного напряжения ШИМ. Светодиод полностью погашен - низкий уровень напряжения (0 вольт), горит ярко - высокий уровень (максимальное напряжение).

Нажатия механической кнопки смены направления вращения заставляют контроллер N76E003 генерировать на вывод CW/CCW сигналы низкого или высокого уровня (2,5-3 вольта), интерпретируемые драйвером мотора в команды переключения. Каждое следующее нажатие кнопки управления поочерёдно меняет уровень сигнала на клемме.

В регуляторе предусмотрена быстрая остановка мотора, выполняемая нажатием механической кнопки управления. В процессе работы мотора, модуль выдаёт постоянный импульс с напряжением 1.5-1.7 вольта на клемму-терминал. Сигнал низкого уровня воспринимается драйвером мотора как команда полной остановки. При этом, функция ШИМ у модуля регулятора полностью отключается. Последующие нажатия кнопки чередуют уровни сигнала на соответствующем выводе клеммы.

Модуль ШИМ-регулятора питается от внешнего источника с напряжением, одновременно предназначенным для работы трёхфазного мотора. Допускается подключать источники и моторы с номинальным напряжением 6-30 вольт и током до 2 ампер. Превышение входного уровня напряжения более 30 вольт может повредить встроенный понижающий стабилизатор 78m05, формирующий необходимое питание для контроллера N76E003.

Электрическая схема модуля обладает одной степенью защиты - от обратной полярности входного напряжения от внешнего источника питания.