PWM
Z onlinetechnology.cz
Pulse Width Modulation
PWM je metoda generování signálu, při které se střídají dvě určené hodnoty (zap/vyp) podle zadaných parametrů - základní frekvence PWM Fpwm (Fm) v Hz (perioda) a poměr aktivní a neaktivní části v každé periodě.
Vysvětlení viz např. zde na WiKi.
Nastavení PWM v SDS
PWM signál je generován vnitřním hardware v procesoru zařízení SDS. Uživatel nastaví Fpwm a poměr aktivní (LOG1) a neaktivní části (LOG0).
Příklad: Fpwm = 1000 Hz. PWM signál tedy bude v 1 sekundě obsahovat 1000 period o délce trvání 1 msec. Každá tato perioda je dále rozdělena na 1000 bodů, kde můžeme určit, kolik z nich bude aktivní (LOG1) a kolik neaktivní (LOG0). Zařízení SDS umožňuje nastavit počet aktivních bodů v rámci jedné periody, a počet neaktivních je pak automaticky dopočítána.
Fpwm = 1000 Hz, nastavujeme poměr (druhá konfigurační položka v SDS):
Poměr = 0 pak počet aktivní bodů je 0 a počet neaktivních je 1000, duty-cycle je 0% Poměr = 250 pak počet aktivní bodů je 250 a počet neaktivních je 750, dute-cycle je 25% Poměr = 500 pak počet aktivní bodů je 500 a počet neaktivních je 500, dute-cycle je 50% Poměr = 1000 pak počet aktivní bodů je 1000 a počet neaktivních je 0, dute-cycle je 100%
Pro informaci: duty-cycle (význam viz zde) se dá vypočítat jako:
dc = ( (aktivni) / (aktivni + neaktivni) ) * 100 [výsledek v procentech]
Proč se v SDS nastavuje počet aktivních bodů (jako "poměr"), a nikoliv hodnota duty-cycle v procentech ? Protože při nastavování v procentech by nám to dalo jen 100 možných kroků, což je velmi málo a málokomu by to stačitlo - naopak při přímém nastavení pomocí určení počtu aktivních bodů máme k dispozici vždy to největší dosažitelné rozlišení (nejmenší krok, a velmi velký počet kroků).
Pokud znáte duty-cycle který chcete nastavit a Fpwm, lze snadno (přeskupením výše uvedeného vzorečku) určit počet aktivních bodů (toto číslo se pak zadá do zařízení SDS).
Pozn. Opakování - nastavitelný počet aktivných bodů je vždy 0 až hodnota Fpwm. S rostoucí hodnotou Fpwm tedy roste počet nastavitelných kroků, a tím i přesnost (pozor na další poznámku).
Pozn. Maximální rozdělení periody je na 65535 kroků (omezeno procesorem). Toto však nemá souvislost s nastavovanou hodnotou uživatelem v zařízení SDS, uživatel stále určuje počet aktivních bodů pomocí hodnoty 0 až Fpwm (v konfigurační položce "poměr"). Nepodaří se však dosáhnout většího detailu než rozdělení periody na 65535 částí (bodů).
Hardware SDS
PWM signál je k dispozici u všech výrobků řady SDS, a můžete jej tedy využít pro řízení různých připojených zařízení.
PWM signál je poskytován ve dvou variantách:
- SDS MICRO LIGHT / LIGHT2 (samostatná DPS): PWM signál je vyveden přímo z pinu procesoru (0V při LOG0 a 3V3 při LOG1). Opatrně při používání.
- SDS MICRO LIGHT E a SDS MACRO: PWM signál z procesoru ovládá tranzistor, který spíná výstupní svorku na GND (0V) při LOG1, a při LOG0 je tranzistor rozpojen.
Všechny nové výrobky řady SDS poskytují PWM signál prostřednictvím tranzistorového výstupu, takže pokud je PWM ve stavu LOG1, je tranzistor sepnut (a výstupní svorka je spojena na svorku GND), nebo při PWM ve stavu LOG0 je tranzistor neaktivní (nesepnutý) a výstupní svorka je "ve vzduchu" (není spojena na svorku GND). Toto je nejlepší univerzální řešení, umožňující připojit nejširší spektrum externích zařízení. Některá zařízení však potřebují externí pull-up rezistor, takže ten musíte doplnit ručně (úkolem zde je mít na výstupní svorce určité napětí, když není výstupní tranzistor sepnut) - více viz přiložené schémata dále.
Rozsah Fpwm je od 24 Hz (včetně) po 10 MHz. Konkrétní hodnota Fpwm, kterou nastavíte, je přímo závislá na vaší konkrétní aplikaci.
Jedno z možných použití viz modul SDS_PWM10 - tento modul se připojí na PWM výstup zařízení SDS, a poskytne napětí 0V až 10V v závislosti na konkrétním stavu PWM výstupu zařízení SDS. Napětí 0V až 10V je průmyslový standard pro celou řadu řídících aplikací (regulace osvětlení, regulace výkonu, otáček, pozice aktuátorů, ...).
Nejčastějším použitím PWM výstupu u zařízení SDS je regulace odporových topných tyčí v zásobnících TUV, kdy je regulován topný výkon podle přebytků výroby místní FV elektrárny (zařízení SDS měří přebytky výroby a tuto energii převede do ohřevu TUV).
