Uitgangen van CoachLab sturen met pulsbreedtemodulatie

Behalve voor meten is de CoachLab II/II+ ook geschikt voor sturen en kunnen ac-tuatoren worden bediend (lampje, zoemer, motor linksom, - rechtsom draaien, etc.). Er zijn 8 uitgangen (blauwe bus) die ‘aan’ (hoog) of ‘uit’ (laag) gezet kunnen worden. Indien ‘hoog’ is de uitgangsspanning 12 Volt. Toch kunnen er ook lampjes, motor, enz. geschakeld worden die voor een lagere spanning bedoeld zijn.

Waarom pulsbreedtemodulatie? Meet- en stuurinterfaces zoals CoachLab II en CoachLabII+, hebben geen Digitaal naar Analoog Converter. Het hart van deze interfaces bestaat uit een microcontroller. Digitaal naar Analoog Converters zijn hierin niet aanwezig. Om apparaten als motoren en lampjes met een lagere spanning dan de maximale spanning toch aan te kunnen sturen wordt gebruik gemaakt van pulsbreedtemodulatie 1 (PWM). PWM maakt gebruik van een blokgolf met een vaste frequentie. Van deze blokgolf kan de zogenaamde Duty

10

1 Vaak wordt hiervoor de term PWM, afge-leid van Pulse-width Modulation, gebruikt.

Cycle worden ingesteld. De Duty Cy-cle is de verhouding tussen de tijd dat het signaal ‘hoog’ is en de tijd dat het signaal ‘laag’ is. De uitgangsspanning is de gemiddelde spanning van het signaal. In figuur 1 is een uitgang ach-tereenvolgens op een gemiddelde spanning van 6 volt, 3 volt en 11,25 volt ingesteld. Pulsbreedte modulatie bij CoachLab II en Coachlab II+ Bij CoachLab II en Coachlab II+ is de spanning op de uitgangen 12 volt. De vaste frequentie van de signalen op deze uitgangen is 750 Hz. De Duty-Cycle van de uitgangen is instelbaar in 16 stappen.

Signaal29 - Digitaal - mei 2008

Toepassingen Veel actuatoren kunnen met PWM worden aangestuurd, bijvoorbeeld DC-motoren. Het PWM-signaal wordt hierbij gemiddeld door de opgewekte inductie in de motorspoelen. Ook fietslampjes kunnen met PWM wor-den aangestuurd. Meten met programma Als voorbeeld wordt een fietslampje aangestuurd en de lichtintensiteit er-van gemeten.

Signaal29 - Digitaal - mei 2008

11

Hier is het programma weergegeven waarmee het lampje (7 V; 0,3 A) wordt aangestuurd. Het eerste argument van het comman-do: ZetNiveau(1, n) stuurt de betref-fende uitgang aan (uitgang 1). Het tweede argument n, stelt het ge-middelde spanningsniveau in Volt in: de duty cycle is instelbaar van 1...16). (

Vgem = n * 12 V / 16 .

Met een lichtsensor wordt de licht-intensiteit van het lampje gemeten. In figuur 2 is de relatie weergegeven tussen de spanning op het lampje en de lichtintensiteit. De ‘ruis’ op het sig-naal wordt veroorzaakt door de fre-quentie van 750 Hz. Gedurende de tijd dat het PWM-signaal 0 volt is, koelt de gloeidraad een klein beetje af en zendt dus minder licht uit. Bij n = 8 is deze tijd 2/3 ms.

Ben Bruidegom, AMSTEL Instituut <bruidegom@science.uva.nl>

n = 2 Wacht(0,1) ZetAan(1) ZetNiveau(1;n) Wacht(0,25) Herhaal n = n + 1 ZetNiveau(1;n) Wacht(0,25) Totdat n > 8 ZetUit(1)