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Modulo convertitore di tensione in PWM 0-5V e 0-10V a 0-100%, 50 kHz
Modulo che converte una tensione analogica 0-5V o 0-10V in un segnale PWM con fattore di riempimento 0-100%, basato su un circuito con microcontrollore embedded. Il campo di ingresso si seleziona tramite un jumper montato sul retro della scheda, mentre un potenziometro consente la calibrazione fine della precisione. Funziona a una frequenza di circa 50 kHz, con errore dell'1-3%, risultando adatto per il controllo di motori, l'interfacciamento con PLC, convertitori di frequenza e moduli come Arduino, ESP32 o STM32.
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Il modulo converte una tensione analogica da 0 - 5 V o 0 - 10 V in un segnale PWM con fattore di riempimento regolabile tra 0% e 100%, in funzione del livello della tensione applicata all’ingresso. È utile laddove sia necessario trasformare un riferimento analogico di tipo 0 - 10 V, proveniente da un potenziometro, un PLC o un convertitore di frequenza, in un segnale PWM compatibile con driver per motori, MOSFET o microcontrollori che accettano solo ingressi digitali.
La conversione è realizzata tramite un circuito con microcontrollore embedded (MCU), che genera in uscita un segnale PWM con ampiezza di 5 V e frequenza di circa 50 kHz, con un errore di conversione dell’1% - 3%. Il campo di ingresso si seleziona tramite un jumper di cortocircuito montato sul retro della scheda, che permette di scegliere tra 0 - 5 V e 0 - 10 V; il modulo viene fornito dalla fabbrica nella posizione 0 - 5 V. Un potenziometro montato sul lato frontale della scheda consente la calibrazione fine della precisione di conversione.
Tra le caratteristiche principali figurano i tre connettori a vite per l’alimentazione, per la tensione di ingresso e per il segnale PWM di uscita, il jumper di selezione del campo di ingresso e il potenziometro di calibrazione. L’alimentazione del modulo avviene nel range 7 - 12 VDC tramite i pin VCC e GND, rispettando la polarità indicata sulla scheda.
Tramite l’uscita PWM, il modulo è compatibile con Arduino, ESP32, STM32 e altre schede di sviluppo che possono leggere un segnale PWM tramite un pin digitale, mentre tramite l’ingresso 0 - 10 V può essere collegato direttamente alle uscite analogiche di PLC e convertitori di frequenza (VFD) utilizzati nell’automazione industriale.
Specifiche:
Tensione di alimentazione: 7 - 12 VDC
Tensione accettata su VCC: 5 - 12 VDC
Funzione: Convertitore da tensione analogica a segnale PWM
Tecnologia: Circuito con microcontrollore (MCU) embedded
Campo tensione di ingresso: 0 - 5 V o 0 - 10 V, selezionabile tramite jumper
Campo di uscita: PWM con fattore di riempimento 0% - 100%
Ampiezza segnale PWM: 5 V
Frequenza PWM: circa 50 kHz
Errore di conversione: 1% - 3%
Temperatura di esercizio: -25 °C - 85 °C
Regolazione precisione: Potenziometro di calibrazione
Selezione campo ingresso: Jumper sul retro della scheda, predefinito su 0 - 5 V
Applicazioni: Controllo motori, interfacciamento con PLC e VFD, generazione di segnale PWM da riferimento analogico
Dimensioni: 31 x 32mm
Pinout:
| Connettore | Pin | Funzione |
|---|---|---|
| Connettore alimentazione | VCC | Alimentazione modulo |
| Connettore alimentazione | GND | Massa alimentazione |
| Connettore ingresso tensione | VIN | Ingresso tensione da misurare, 0 - 5 V o 0 - 10 V |
| Connettore ingresso tensione | GND | Massa segnale di ingresso |
| Connettore uscita PWM | PWM | Uscita segnale PWM, fattore di riempimento 0% - 100% |
| Connettore uscita PWM | GND | Massa segnale di uscita |
| Posizione jumper | Campo tensione VIN |
|---|---|
| Predefinito, di fabbrica | 0 - 5 V |
| Spostato sulla seconda posizione | 0 - 10 V |
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Utilizzo:
Collegate l’alimentazione ai pin VCC e GND del connettore di alimentazione, nel range 7 - 12 VDC, rispettando la polarità indicata sulla scheda.
Non invertite i cavi di alimentazione, per evitare danni ai componenti sulla scheda.
Collegate la tensione da misurare ai pin VIN e GND del connettore di ingresso, nel range 0 - 5 V o 0 - 10 V.
Verificate la posizione del jumper sul retro della scheda e impostarlo sul range di tensione utilizzato, tenendo presente che il modulo viene fornito di default nella posizione 0 - 5 V.
Prelevate il segnale dai pin PWM e GND del connettore di uscita, segnale con ampiezza di 5 V e frequenza di circa 50 kHz.
Modificate la tensione applicata a VIN per cambiare il fattore di riempimento del segnale PWM tra 0% e 100%.
Per la calibrazione, applicate a VIN una tensione di riferimento nota e regolate il potenziometro sulla scheda finché il fattore di riempimento misurato corrisponde al valore atteso.
Per la lettura del segnale con Arduino, ESP32 o STM32, collegate l’uscita PWM a un pin digitale e utilizzate una funzione di misurazione degli impulsi, con massa comune tra i moduli.
Per l’uso con PLC o convertitori di frequenza, collegate la loro uscita analogica 0 - 10 V all’ingresso VIN, rispettando i limiti di tensione del modulo.
Per risultati stabili, utilizzate un’alimentazione pulita, priva di rumore, e cavi corti tra la sorgente di tensione e il connettore VIN.
- Tensione di ingresso
- 0-10 V
- Tipo di tensione in ingresso
- DC
- Modalità di controllo
- PWM
- Frequenza segnale PWM
- 50 kHz
- Duty cycle
- 0 - 100 %
Produs destinat utilizarii in proiecte electronice, automatizari, prototipare, educatie si cercetare.
Produsul trebuie utilizat numai conform specificatiilor tehnice mentionate in descriere si/sau in documentatia produsului.
Avertismente generale de siguranta:
Nu utilizati produsul la tensiuni, curenti sau temperaturi peste valorile specificate.
Montajul si conectarea trebuie realizate de persoane cu cunostinte tehnice minime in domeniul electric/electronic.
Evitati scurtcircuitele, inversarea polaritatii si conectarea gresita a alimentarii.
Nu lasati produsul alimentat nesupravegheat in timpul testelor.
Produsul nu este jucarie si nu este destinat copiilor.
Pentru modulele electronice, se recomanda utilizarea in carcase, panouri sau montaje protejate, dupa caz.
Identificare produs:
Denumirea produsului, codul/SKU-ul si caracteristicile tehnice sunt mentionate in pagina produsului si/sau pe eticheta ambalajului.
Producator / Importator / Distribuitor:
Sigmanortec S.R.L.
Calea Bucuresti nr. 9, Targu Jiu, Gorj, Romania
E-mail: [email protected]
Website: www.sigmanortec.ro
Persoana responsabila in UE:
Sigmanortec S.R.L.
Calea Bucuresti nr. 9, Targu Jiu, Gorj, Romania
E-mail: [email protected]
Documentatie si siguranta:
Pentru informatii suplimentare, fise tehnice, declaratii de conformitate sau instructiuni, ne puteti contacta la [email protected].
Il modulo convertitore Tensione in PWM è una scheda di dimensiuni ridotte che trasforma una tensiune analogica di 0 - 5 V sau 0 - 10 V intr-un segnale PWM cu fattore di riempimento regolabile tra 0% e 100%. È un modulo indipendente, cu circuito proprio di conversione, care funzionează da solo una volta alimentato, senza bisogno di un microcontroller esterno sau di un programma.
Questo tutorial vă arată come mettere in funzione il modulo così com'è, cu o sorgente di tensiune di test all'ingresso e cu un multimetru sau un osciloscop all'uscita, per vedere come variază il fattore di riempimento del segnale PWM in funzione della tensiune applicata.
Come funziona:
Il circuito presente sulla scheda misura la tensione applicata all'ingresso VIN e genera all'uscita PWM un segnale rettangolare con ampiezza fissa di 5 V e frequenza di circa 50 kHz, nel quale il fattore di riempimento è proporzionale alla tensione di ingresso.
La relazione è lineare, il Fattore di riempimento in percentuale è uguale alla Tensione di ingresso divisa per la Tensione massima dell'intervallo scelto, moltiplicata per 100. Ad esempio, se il jumper è in posizione 0 - 10 V e applicate 5 V a VIN, il fattore di riempimento all'uscita sarà di circa 50%, mentre se applicate 10 V, il fattore di riempimento sarà di circa 100%.
L'errore tipico di conversione è di 1% - 3%, e il potenziometro presente sulla parte frontale della scheda permette una regolazione fine di questa precisione, confrontando la tensione applicata con il fattore di riempimento misurato a una certa tensione di riferimento.
Cosa vi serve:
- 1 x Modulo convertitore Tensione in PWM 0-5V e 0-10V a 0-100%, 50 kHz
- 1 x Alimentatore 12V, 2A
- 1 x Modulo Potenziometro Lineare, 10k, 3.3-5V
- 1 x Multimetro digitale Q1, True-RMS, NVC, sensore temperatura, automatico
- 1 x Modulo driver motore, ponte H duale, DRV8833, 1.5A
- 1 x Supporto Batterie, 4AA, con Fili
Collegamento:
L'alimentazione del modulo avviene nell'intervallo 7 - 12 VDC tramite i pin VCC e GND, mentre la tensione di test si applica sui pin VIN e GND del connettore di ingresso, rispettando l'intervallo scelto tramite jumper.
| Pin prodotto | Si collega a | Ruolo |
|---|---|---|
| VCC | Alimentatore 12 VDC, polo positivo | Alimentazione modulo |
| GND (alimentazione) | Alimentatore 12 VDC, polo negativo | Massa alimentazione |
| VIN | Cursore del potenziometro di test | Tensione da misurare, 0 - 5 V sau 0 - 10 V |
| GND (ingresso) | Massa comune con l'alimentatore | Massa segnale di ingresso |
| PWM | Ingresso dell'oscilloscopio sau del multimetro | Uscita segnale PWM, 0% - 100% |
| GND (uscita) | Massa comune con l'alimentatore | Massa segnale di uscita |
Configurazione:
Prima dell'alimentazione, verificate la posizione del jumper di selezione dell'intervallo di ingresso, sapendo che il modulo viene fornito di fabbrica in posizione 0 - 5 V.
Se la sorgente di test fornisce tensioni tra 0 e 10 V, spostate il jumper sulla seconda posizione per l'intervallo 0 - 10 V, altrimenti le tensioni superiori a 5 V saturano l'uscita a 100%.
| Posizione jumper | Intervallo tensione VIN |
|---|---|
| Predefinito, di fabbrica | 0 - 5 V |
| Spostato sulla seconda posizione | 0 - 10 V |
Per la calibrazione, alimentate il modulo, applicate a VIN una tensione di riferimento conosciuta, ad esempio esattamente metà del fondo scala scelto, e misurate il fattore di riempimento all'uscita con l'oscilloscopio sau con la funzione di misura dell'impulso di un multimetro.
Se il fattore di riempimento misurato non corrisponde al valore atteso, ruotate leggermente il potenziometro presente sulla scheda fino a quando il valore misurato si avvicina a quello calcolato, poi ripetete la verifica in altri due punti dell'intervallo, ad esempio vicino a 0% e vicino a 100%, per confermare la linearità.
Le impostazioni rimangono memorizzate meccanicamente tramite la posizione del potenziometro e del jumper, senza bisogno di riprogrammazione a ogni accensione.
Esempio di utilizzo:
Un utilizzo tipico è il comando della velocità di rotazione di un motore in corrente continua tramite un driver con MOSFET che accetta un ingresso PWM. Collegate un potenziometro lineare da 10 k tra una sorgente di 10 V e massa, con il cursore su VIN, impostate il jumper in posizione 0 - 10 V, poi collegate l'uscita PWM del modulo all'ingresso di comando del driver motore.
Ruotando il potenziometro da un estremo all'altro, il fattore di riempimento passa da circa 0% a circa 100%, e la velocità di rotazione del motore aumenta proporzionalmente, da fermo fino alla velocità massima permessa dal driver e dall'alimentatore del motore.
Problemi frequenti:
L'uscita PWM rimane sempre a 0% sau a 100%, indipendentemente dalla tensione applicata a VIN, di solito perché il jumper è nella posizione sbagliata rispetto all'intervallo reale della sorgente di test, ad esempio jumper su 0 - 5 V mentre applicate 0 - 10 V.
Il fattore di riempimento misurato differisce visibilmente dal valore calcolato, la causa è di solito la scalibratura del potenziometro presente sulla scheda sau una massa comune mancante tra la sorgente di test e il modulo.
Il modulo sembra non rispondere affatto, verificate prima l'alimentazione su VCC e GND con un multimetro, nell'intervallo 7 - 12 VDC, e verificate la polarità, poiché un'alimentazione invertita può fermare il funzionamento del circuito.
Il segnale PWM letto con un multimetro comune mostra valori instabili, questo è normale perché molti multimetri non misurano correttamente un segnale di 50 kHz, essendo necessario un oscilloscopio sau un multimetro con funzione dedicata di misura del fattore di riempimento.
Il motore sau il carico comandato tramite il driver non parte affatto, verificate se il driver MOSFET utilizza lo stesso livello di 5 V per il segnale PWM e se la massa del driver è collegata alla massa del modulo.
Limiti e consigli:
Il modulo accetta un solo canale di conversione, con un errore tipico di 1% - 3%, sufficiente per il comando di motori e per l'interfacciamento con apparecchiature industriali, ma non per misurazioni di precisione da laboratorio.
La frequenza fissa di circa 50 kHz non può essere modificata dall'utente, quindi il modulo è adatto per driver e microcontroller che accettano questa frequenza sull'ingresso di comando PWM.
Per risultati stabili, utilizzate un alimentatore pulito, senza disturbi, cavi corti tra la sorgente di tensione e VIN, e una massa comune ben realizzata tra il modulo, la sorgente di test e l'apparecchiatura comandata.
Una volta validato con una sorgente di test, il modulo può essere integrato permanentemente in un montaggio con un potenziometro, con l'uscita analogica di un PLC sau di un convertitore di frequenza, oppure può essere letto direttamente da un microcontroller come Arduino, ESP32 sau STM32 tramite un pin digitale.
