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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Analogwert mit Arduino ausgeben


Autor: Florian J. (florian_j)
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Gude,

ich suche jetzt schon etwas länger aber habe noch nichts ausführliches 
gefunden, was mir hilft.

Ich habe zwei Frequenzumrichter, welche ich mit einem Arduino ansteuern 
möchte. Die FU´s können mit 0-10V angesteuert werden, allerdings 
brauchen sie ein 'echtes' analoges Signal, PWM funktioniert nicht, 
soweit zumindest die Aussage vom Kundendienstmitarbeiter am Telefon, im 
Handbuch konnte ich leider nichts finden, hier ein Link:
https://www.hitachi-da.com/files/pdfs/produkte/Frequenzumrichter/WL200/Inbetriebnahmeanleitung_WL200.pdf

(es handelt sich um die WL200HFE-Serie von Hitachi)

Jetzt meine Frage, wie kann ich das 5V PWM-Signal von meinem Arduino in 
ein 'echtes' 0-10V Analogsignal umwandeln?

Ich finde zwar einige verschiedene DA-Wandler, aber weiß ich leider 
nicht so richtig, was ich mit den ganzen verschiedenen Typen und 
Bezeichnungen anfangen soll.

Wenn das nicht zu viel verlangt ist, würde ich mich über ein 
Schaltungsbeispiel freuen, am besten mit Bauteilen, welche ich hier in 
Deutschland auch schnell beziehen kann (per Conrad, Hagemeyer, Reichelt, 
ect)

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Du brauchst einen Tiefpass Filter mit einer Grenzfrequenz, die 
wesentlich höher ist, als die PWM Frequenz von Arduino.

Google mal nach "Tiefpass zweite Ordnung".

Autor: Christian M. (Firma: magnetmotor.ch) (chregu) Benutzerseite
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Und einen Opamp!

Gruss Chregu

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Christian M. schrieb:
> Und einen Opamp!

Darauf wird er Stossen wenn er nach dem Filter sucht. Google liefert 
mehr solcher Schaltungen mit als ohne Op-Amp.

Autor: Florian J. (florian_j)
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Die Frequenz sollte glaube ich bei 470Hz liegen, wie hoch sollte ich 
dann dann die Frequenz vom Tiefpass wählen? Und hintendran direkt einen 
OP als Verstärker das ich auf meinen 10V Pegel komme?

Gibts denn nicht irgendwelche D/A-Umsetzer die sowas direkt machen 
können? 0-10V-Reglerspannung sind ja Industriestandart, gibts da nicht 
ein Bauteil das mir eine Fertige, reglertaugliche Spannung ausgibt?

Danke schonmal für die Hilfe :)

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Florian J. schrieb:
> Die Frequenz sollte glaube ich bei 470Hz liegen, wie hoch sollte ich
> dann dann die Frequenz vom Tiefpass wählen?

47Hz oder niedriger.

Ich merke gerade dass ich "wesentlich höher" schreib, ich meinte aber 
"wesentlich niedriger".

> Gibts denn nicht irgendwelche D/A-Umsetzer die
> sowas direkt machen können?

Ja, aber ich kenne keinen, der direkt 0-10V ausgibt. Der Umweg über PWM 
ist durchaus üblich und preisgünstig. Wenn du einen aktiven Filter mit 
OP-Amp baust, kann der auch gleich die Spannung wie gewünscht 
verstärken.

Autor: Brummbär (Gast)
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Hier ein Beispiel eines echten 0-10V Wandlers. Den PIC kannst Du 
natürlich durch Deinen Prozessor ersetzen (siehe Schaltplan).

https://www.horter-shop.de/de/home/93-bausatz-i2c-analog-input-modul-5-kanal-10-bit-4260404260752.html

Autor: Brummbär (Gast)
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Das soll übrigens keine Werbung sein. Ich habe ihn selber nachgebaut.

Autor: svensson (Gast)
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Moin,

ich baue auch gerade eine Schaltung mit FU auf. Unsere FU (Peters 
Electronic) haben einen Parameter, mit dem das Eingangssignal 
multipliziert wird. Wenn der Parameter auf 2 gesetzt wird, dann kann der 
mit 0-5V direkt aus dem Arduino angesteuert werden.

Vielleicht hat der Hatschi auch so etwas?

Autor: svensson (Gast)
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Und nimm' die Pins D5 und D6, die haben default eine PWM-Frequenz von 
kanpp 1.000 Hz.

Autor: dumdum (Gast)
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Jo, hat wohl sogar einen programmierbaren Eingangsfilter am 
Analogeingang.
Aber schnell-schnell ohne das Manual lesen.. ist ja "nur" Drehstrom...
Das Manual ist echt gut, das Teil aber auch sehr Komplex.

Nichts für Bastler - Lebensgefahr !

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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svensson schrieb:
> Und nimm' die Pins D5 und D6, die haben default eine PWM-Frequenz
> von
> kanpp 1.000 Hz.

Ohne zu wissen, welcher Arduino das ist, halte ich die Annahme für etwas 
gewagt.

Außerdem ist eine PWM Frequenz ja nicht unbedingt eine unveränderliche 
Konstante.

: Bearbeitet durch User
Autor: Florian J. (florian_j)
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dumdum schrieb:
> Jo, hat wohl sogar einen programmierbaren Eingangsfilter am
> Analogeingang.

Der filtert aber laut Handbuch nur überlagerte Störfrequenzen raus...
oder verstehe ich das falsch

> Aber schnell-schnell ohne das Manual lesen...

nur falls der Eindruck entstanden ist, ich hab mich mit dem Handbuch 
auseinandergesetzt, alleine schon aus dem Grund das die beiden FU´s mit 
Netzfilter knapp 1000€ kosten und ich das Ding für eine Firma baue...

Autor: Lothar (Gast)
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Florian J. schrieb:
> Arduino 'echtes' 0-10V Analogsignal

Gibt es fertig zu kaufen. Und das macht auch Sinn wenn es in einen 
Schaltschrank soll:

https://www.controllino.biz/controllino-maxi/controllino-maxi-automation

https://www.conrad.de/de/sps-steuerungsmodul-controllino-maxi-automation-pure-100-101-10-24-vdc-1595717.html

Alternativ gibt es noch PWM-analog Wandler:

https://www.leg-gmbh.de/html/fw5_pwm-analogwandler.html

Autor: Wolfgang (Gast)
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Florian J. schrieb:
> Jetzt meine Frage, wie kann ich das 5V PWM-Signal von meinem Arduino in
> ein 'echtes' 0-10V Analogsignal umwandeln?

Du könntest alternativ einen Arduino mit einem echten Analogausgang 
verwenden. Dann musst du das Signal nur noch auf 10V verstärken.

Autor: Ach Du grüne Neune (Gast)
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Wenn man es selber bauen mochte.

Autor: dumdum (Gast)
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Florian J. schrieb:
> und ich das Ding für eine Firma baue...

Dann wirst du an Lothar's Vorschlag oder etwas vergleichbarem kaum 
vorbei kommen. Eine entsprechende fachliche Qualifikation ist natürlich 
auch zwingend.

Autor: Florian J. (florian_j)
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dumdum schrieb:
> Florian J. schrieb:
>> und ich das Ding für eine Firma baue...
>
> Dann wirst du an Lothar's Vorschlag oder etwas vergleichbarem kaum
> vorbei kommen. Eine entsprechende fachliche Qualifikation ist natürlich
> auch zwingend.

Jo, deshalb bin ich ja auch auf der Suche nach fertigen Bausteinen... 
dieser Controllino ist schon mal ne coole Sache, den kannte ich bis 
jetzt noch nicht. An der Quali solls nicht scheitern, ich bin gelernter 
Elektroniker, aber in unserer Firma sind wir mehr "Teiletauscher", 
weshalb diese ganze Thematik mit Schaltungsentwicklung ein bisschen in 
vergessenheit geraten ist. Am einfachsten wäre es für mich da eine S7 
hinzusetzen, aber die sprengt halt das Budget :D

Autor: Lothar (Gast)
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Den Controllino gibt es übrigens statt mit AOut x2 auch mit 
MODBUS-Klemme. Deine FU haben doch auch MODBUS das wäre eventuell 
störungssicherer als analog.

https://www.controllino.biz/controllino-maxi/maxi-and-maxi-pure/

Und Controllino und S7 - schau Dir mal die max. Anzahl Klemmen und den 
Preis an:

https://www.controllino.biz/controllino-mega/

Autor: svensson (Gast)
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Arduino Fanboy D. schrieb:
>> kanpp 1.000 Hz.
>
> Ohne zu wissen, welcher Arduino das ist, halte ich die Annahme für etwas
> gewagt.
>
> Außerdem ist eine PWM Frequenz ja nicht unbedingt eine unveränderliche
> Konstante.

Sorry, dachte, ich hätte irgendwo "UNO" gelesen. Da gilt das für den D5 
und D6. Wenn ich Arduino lese, dann denke ich wohl immer an den UNO...

Und die Teiler der Timer lassen sich ändern - stimmt schon -, das kann 
jedoch zu unerwünschten Nebeneffekten führen, da dann z.B. evtl. delay() 
oder millis() nicht mehr so funktionieren, wie es gewünscht ist.

Autor: Wolfgang (Gast)
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svensson schrieb:
> Und die Teiler der Timer lassen sich ändern - stimmt schon -, das kann
> jedoch zu unerwünschten Nebeneffekten führen, da dann z.B. evtl. delay()
> oder millis() nicht mehr so funktionieren

Um das zu verhindern, muss man dann vielleicht mal in das Datenblatt vom 
µC und in die Arduino Dokumentation gucken.
Ein µC kennt kein "kann". Entweder es geht oder nicht.

Solange nicht klar ist, um welchen Arduino es geht, wird es allerdings 
schwierig mit dem Blick ins Datenblatt.

Hier ein bisschen Grundlagenlektüre:
https://www.robotshop.com/community/forum/t/arduino-101-timers-and-interrupts/13072

Autor: svensson (Gast)
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Das ist zwar richtig, jedoch wird es für Florians Problem, die FU 
anzusteuern, vermutlich nicht nötig sein, die Timer zu ändern.

Autor: Florian J. (florian_j)
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Gude und danke für die vielen Tipps.

Ich habe mich jetzt für den Controllino Maxi Automation entschieden, der 
gibt direkt die benötigten 10V aus und ist sogar bei Conrad gerade im 
Angebot :)

Autor: Lothar (Gast)
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Die Version im Angebot ist aber die mit den rausgeführten 
Prozessor-Pins.

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