Arduino Lernen – Analoge Ausgabe durch PWM

Viele Mikrocontroller können nicht nur mit Digitalen Signalen arbeiten.

Bei Digitalen Signalen gibt es nur zwei Zustände, je nach Definition:

AUS/EIN

1/0

5V/0V

Analoge Signale können beliebige Spannungswerte annehmen.

Üblich bei Mikrocontroller sind Spannungswerte von 0V bis zu einer Maximalspannung, z.B. 5V.

Dies wird bei diesen Mikrocontrollern intern mit Hilfe einer Analog-Digital-Wandlung gemacht (ADC – Analog Digital Converter).

Das Arduino-Board. hat keinen integrierten Analog-Digital-Wandler. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, analoge Spannungen auszugeben.

Wie das gemacht wird, zeigt Stefan von fritzing.org in seinem heutigen Video.

PWM auf dem Arduino

Eine (quasi-) analoge Spannung kann man durch PWM (PulsWeitenModulation) erreichen.

Bei einer Pulsweitenmodulation schaltet man den digitalen Ausgangsport sehr schnell Aus und wieder Ein.

Wenn man den Mittelwert des Ausgangssignals betrachtet, bekommt man einen Wert zwischen 0V und 5V.

Der genaue Mittelwert richtet sich nach den prozentualen Anteilen des jeweiligen 0V- und 5V-Signals.

Wenn der Anteil der Spannungspegel beispielsweise gleich groß ist, erhält man einen Mittelwert von 2,5 V.

Ein angeschlossener Verbraucher, beispielsweise eine LED, wird dann abwechselnd ein- und ausgeschaltet.

Wenn das Ein- und Ausschalten sehr schnell geschieht, ist dieses Flackern nicht vom menschlichen Auge zu erkennen.

Man erhält den Eindruck, dass die LED gedimmt ist.

Ähnliches wird bei Motoren ausgenutzt.

Hier ist der Motor sehr träge. Anstatt zu ruckeln, läuft er bei ausgeschaltetem Signal durch die Trägheit weiter und wird beim nächsten High-Signal weiter angetrieben.

Durch das PWM-Signal kann so die zugeführte elektrische Leistung eingestellt werden.

Das Video zum Thema PWM auf dem Arduino

Im Video dieses Artikels zeigt Stefan die Programmierung und den Aufbau der Hardware für das Faden einer LED.

Viel Spaß mit dem Video

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