{"id":52508,"date":"2023-01-25T08:00:08","date_gmt":"2023-01-25T07:00:08","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/sygnal-pwm-czym-jest\/"},"modified":"2024-09-23T14:44:02","modified_gmt":"2024-09-23T12:44:02","slug":"pwm-signal-was-ist-das","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/pwm-signal-was-ist-das\/","title":{"rendered":"PWM-Signal – was ist das?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 3<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Was ist PWM und wie kann es ausgelesen werden?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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PWM steht f\u00fcr Pulsweitenmodulation. Es ist nichts anderes als eine Methode zur Steuerung elektronischer Schaltungen durch Manipulation des Steuersignals selbst<\/b>, genauer gesagt seiner technischen Parameter. Dies ist auf die physikalischen Eigenschaften des PWM-Signals selbst zur\u00fcckzuf\u00fchren, das aus den bereits erw\u00e4hnten Impulsen besteht. Ihre grundlegenden Parameter betreffen die Zeit, die sie im High-Zustand bleiben<\/b> (logischer Wert 1) <\/span>1)<\/span> und Schaltfrequenz des Signals<\/b> PWM. Was bedeutet das genau? <\/span><\/p>\n

Die Breite ist das Verh\u00e4ltnis der Zeit, in der w\u00e4hrend eines PWM-Impulses eine elektrische Ladung an den angeschlossenen Empf\u00e4nger abgegeben wurde<\/b>. Wenn eine Messung des PWM-Signals beispielsweise eine Frequenz von 300 Hz ergibt, betr\u00e4gt die Zeit eines einzelnen vollen Impulses 1\/300 einer Sekunde [3,(3) Millisekunden]. Auch die Zeit, in der pro PWM-Impuls Strom flie\u00dft, l\u00e4sst sich berechnen – man muss nur das zuvor erhaltene Ergebnis mit der F\u00fcllung multiplizieren.<\/span><\/p>\n

Wie wird nun das PWM-Signal gemessen? Am einfachsten ist es, es mit einem Labor-Oszilloskop<\/a><\/b> zu messen. Dann erh\u00e4lt man auch eine direkte grafische Interpretation.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Der Strom flie\u00dft in Bursts durch einen gegebenen Schaltkreis, und die Breite jedes Impulses wird durch einen F\u00fcllfaktor bestimmt<\/b>, der die Zeit angibt, die f\u00fcr die Stromzufuhr zum Empf\u00e4nger ben\u00f6tigt wurde. Je breiter die einzelnen “H\u00fcgel” sind, desto l\u00e4nger dauert die Stromzufuhr. <\/p>\n

Zeigt dagegen die Messung des PWM-Signals auf einem Labor-oszilloskop eine durchgehende Linie (unter der Annahme eines Wertes gr\u00f6\u00dfer als 0), so bedeutet dies, dass ein kontinuierlicher Strom zur angeschlossenen Last flie\u00dft, so dass der F\u00fcllfaktor 100 % betr\u00e4gt.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Beispiel f\u00fcr ein PWM-Signal mit einem F\u00fcllfaktorverh\u00e4ltnis von 50%<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Wo wird PWM eingesetzt?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Das PWM-Signal wird u.a. in Schaltnetzteilen<\/a> verwendet<\/b>, die damit angeschlossene Ger\u00e4te steuern k\u00f6nnen. Am h\u00e4ufigsten ist diese Art von Signal jedoch f\u00fcr die pr\u00e4zise Drehzahlregelung eines Elektromotors zust\u00e4ndig<\/b>, obwohl es auch als Beleuchtungssteuerung fungieren kann<\/b>. Durch die Verwendung eines PWM-Signals mit niedrigem F\u00fcllfaktor f\u00fcr die Steuerung erhalten wir einen Verlangsamungseffekt f\u00fcr den Motor oder einen Dimm-Effekt f\u00fcr Lichtquellen. Erh\u00f6ht man den Wert, dreht sich der Motor schneller und die LED strahlt mehr Licht ab. <\/p>\n

Der PWM-Impuls wird ebenso h\u00e4ufig in L\u00fcftern<\/a> verwendet<\/b>. Auf diese Weise l\u00e4sst sich der Durchsatz der umgew\u00e4lzten Luft regulieren, w\u00e4hrend gleichzeitig die Ger\u00e4uschentwicklung der einzelnen Ventilatorfl\u00fcgel minimiert wird.<\/p>\n

PWM findet sich auch in Impulsverst\u00e4rkern<\/b> sowie in Steuerkreisen, deren Hauptaufgabe darin besteht, den Betrieb von Servomotoren zu steuern<\/b>. Aus diesem Grund ist die genaue Messung des PWM-Signals bei Projekten mit Mikrocomputern der Arduino<\/a>-Familie und des Raspberry Pi<\/a> so wichtig. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Wie wird das PWM-Signal moduliert?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Sie wissen bereits, wo das PWM-Signal verwendet wird. Aber was bedeutet das alles in der Praxis? Es geht um alle Arten von stromverbrauchenden Ger\u00e4ten wie Elektromotoren, Gl\u00fchbirnen, LEDs, aber auch Servomotoren und andere. Alle diese Ger\u00e4te k\u00f6nnen mit dem Ph\u00e4nomen der Pulsweitenmodulation gesteuert werden.<\/b> <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Das PWM-Signal ist daher das Herzst\u00fcck vieler Projekte, die auf Entwicklungsboards der Arduino-Familie basieren. Mit solchen Minicomputern ist es m\u00f6glich, das PWM-Signal nicht nur zu messen,  sondern auch praktisch nach Belieben zu erzeugen, indem man einfach die Funktionen “pwmCounter” und “pwmValue” verwendet,  einen relativ einfachen Code schreiben <\/b>, der dazu dient, externe Module und Ger\u00e4te zu verwalten, die an den Arduino-Minicomputer<\/a> angeschlossen sind. Mit einfachen Worten,  ein bestimmter Ausgangspin der Karte wird in einem genau definierten, kleinen Zeitintervall zwischen dem Anlegen und dem Abschalten der Spannung abwechseln<\/b>. In der Praxis bedeutet dies, dass der Durchschnittswert der Spannung an einem bestimmten Pin in Abh\u00e4ngigkeit von den Parametern des verwendeten PWM-Signals abnimmt.  <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Wie verwendet man das PWM-Signal in der Praxis? <\/span>Mit seiner Hilfe l\u00e4sst sich die Helligkeit der LED leicht einstellen<\/b> zum Beispiel f\u00fcr die Beleuchtung der Umgebung im Rahmen einer an einen Mikrocomputer angeschlossenen Kamera. <\/span>In diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, dass die Frequenz des erzeugten PWM-Signals mit dem Blendenparameter der Kamera \u00fcbereinstimmt – andernfalls kommt es zu charakteristischen Artefakten, die die Qualit\u00e4t des aufgenommenen Films verschlechtern.<\/span><\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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PWM-Signal – FAQ<\/h2>\n\n
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