RN-Wissen.de - Benutzerbeiträge [de]

AVR-Einstieg leicht gemacht

2007-01-16T08:32:37Z

Ogni42:

[[Bild:avr8.jpg|thumb|300px|Einen Controller zum Leben zu erwecken ist nicht schwer, manchmal reichen ein paar Teile! Beispiel mit Mega8]]
==Wir starten mit einem ATMega32==
Immer wieder gibt es in Foren, wie dem Roboternetz, Einsteiger, die das erstemal mit einem [[Microcontroller]] in Berührung kommen. Trotz zahlreicher Einstiegsbeiträge im Forum wiederholen sich doch bestimmte Anfängerfragen immer wieder, daher soll dieser Artikel noch einmal aufzeigen, wie man den ersten Schritt tut und einen Controller zum Leben erweckt. Es werden verschiedene Grundschaltungen aufgezeigt und erläutert, welche Bauteile welche Funktion besitzen.
Als Controller verwenden wir einen [[AVR]] [[ATMega32]], der derzeit größte [[AVR]]-Controller, welcher noch im bastlerfreundlichen DIP-Gehäuse verfügbar ist. Für kleine bis mittlere Projekte ein sehr empfehlenswerter Controller, zumal er preislich mit ca. 6-7 Euro noch sehr günstig ist und zudem mit seinem 40-Pin-Gehäuse reichlich Anschlussmöglichkeiten besitzt.

[[Bild:Mega1632.gif|center]]

Wie auf dem Bild zu sehen, verfügt auch der etwas günstigere ATMega16 über die gleiche Pinbelegung, daher könnten wir in diesem Tutorial auch diesen Typ verwenden. Der ATMega32 hat aber doppelt soviel Speicherplatz für Programmdaten (Flash), daher hat man für eine geringe Preisdifferenz doch mehr Möglichkeiten.
Wer noch 3 bis 4 Euro sparen will, dem sei der [[ATMega8]] oder [[ATMega168]] empfohlen, diese Typen sind sehr ähnlich, so dass das Tutorial weitgehend auch auf diese Typen bezogen werden kann. Allerdings haben diese Typen deutlich weniger Anschlussmöglichkeiten (28 Pin DIP Gehäuse).

Die Frage, ob man mit einem fertigen Controllerboard, einer Experimentierplatine oder einem Steckbrett beginnen sollte, wurde ja in dem RN-Wissen Wiki Beitrag "[[Mit welchem Controllerboard fang ich an]]" angesprochen. In den meisten Fällen favorisiert der Autor dieses Artikels ein fertiges Controllerboard. Warum das so ist, dazu am Ende noch ein paar Anmerkungen. Dennoch soll diese Einführung schrittweise anhand eines Steckbrettes erläutert werden.

==Start mit handelsüblichem Steckbrett==
Ein Steckbrett hat den Vorteil, dass man theoretisch ohne Löten alle Bauteile relativ zügig zusammenstecken kann. Bestimmte Steckkontakte innerhalb einer Reihe sind im Steckbrett miteinander verbunden, so dass man nachher pro Bauteilbeinchen noch einige Steckkontakte zum Verdrahten mit Schaltdraht oder speziell konfektionierter Litze verwenden kann.

'''Die Vorteile eines Steckbretts:'''

*Bauteile können ohne Löten eingesetzt und verdrahtet werden
*recht zügiger Schaltungsaufbau
*eine Schaltung kann leicht geändert oder korrigiert werden, defekte Teile sind leicht tauschbar
*ein Steckbrett kann auch für ganz andere Schaltungen verwendet werden
'''Die Nachteile eines Steckbretts gegenüber gedruckten Schaltungen und Experimentierplatinen sind:'''

*nicht alle Bauteile passen, so dass wir doch noch etwas löten müssen
*nur geringer Schaltungsumfang möglich, da es schnell unübersichtlich wird
*sehr störanfällig wegen grosser Kabellängen, dadurch oft Funktionsstörungen
*Bauteile müssen zum Teil verbogen werden, damit sie passen

Man beginnt, indem man den Controller AVR [[ATMega32]] auf das Board aufsetzt:

[[Bild:avrtutorial_steckbrettmega32.jpg|center]]

==Die Grundschaltung==
Damit ein Controller erst mal zum Laufen kommt, benötigt man zumindest einen 10-k-Widerstand, einen 100-nF-Kondensator und eine 5V-Spannungsquelle. Das Ganze muss entsprechend dem unteren Schaltplan verschaltet werden, man spricht von einer sogenannten Grundschaltung. In dem Schaltplan wurde der Controller im Übrigen pinkompatibel als Schaltzeichen verwendet, die Pinreihenfolge ist also im Schaltplan identisch mit der echten Bauteilpin-Reihenfolge. Diese Darstellung erleichtert den Nachbau der Schaltung auf einem Steckbrett aber auch einer Experimentierplatine ungemein. Gewöhnlich verwendet man in Schaltplänen eine etwas andere Darstellung, bei der die Pins nach Funktionsgruppen geordnet sind. Bei solchen Schaltplänen muss man sich dann anhand der Pin-Nummern orientieren, man wird dies am Ende des Artikels noch bei dem IC MAX232 sehen.

[[Bild:avrtutorial_grundschaltung_mega32.gif|center|500px]]

Wenn man schon einige Grundschaltungen in anderen Tutorials gesehen hat, dann wird man bemerken, dass unsere doch noch etwas einfacher ist und weniger Bauteile benötigt. Hier wird beispielsweise kein Quarz verwendet, da der ATMega32 auch intern einen Takt generieren kann. Wer mit dem ADC genau messen will, sollte statt der Beschaltung im Bild, zwischen Vcc und AVcc eine Spule von 10uH und einen Kondensator von 100nF zwischen AVcc und GND schalten. Will man AVcc als Referenzspannung verwenden, muss noch ein 100nF Kondensator von ARef nach GND.

Auf dem Steckbrett sieht die obere Schaltung wie folgt aus:

[[Bild:avrtutorial_steckbrett1.jpg|center]]

Um den Controller in Betrieb zu nehmen, benötigt man bei dieser Schaltung ein Netzteil, das eine stabilisierte Spannung von 4 bis 5V liefert. Wir gehen erst einmal davon aus, dass man über dieses verfügt.
Erwähnenswert ist noch, dass der Kondensator als [[Abblockkondensator]] zur Unterdrückung von Störungen dient. Er muss so nah wie möglich an die Spannungszuführung am Controller selbst gesetzt werden. Ohne Kondensator enstehen erhebliche Störungen in der Versorgungsspannung, das Bild verdeutlicht es:

[[Bild:Abblockkondensator OhneC amAVR.jpg|center]]

Der Widerstand in der Grundschaltung dient dazu, die Reset-Leitung konstant auf definiertem High-Pegel zu halten. Verbindet man diesen RESET-Pin später kurz mit GND (Masse), dann wird das Programm im Controller neu gestartet.

==Woran merkt man, dass der Controller funktioniert?==
Gute Frage! Man merkt es garnicht. Genau genommen funktioniert ja auch trotz korrekter Schaltung noch immer nix, denn es muss zuerst ein Programm in den Controller geladen werden, damit er überhaupt weiss, was zu tun ist. Ohne Programm ist der Controller quasi tot.

==Wie bekommt man das Programm in den Controller?==
Der Controller verfügt über eine sogenannte [[ISP]]-Schnittstelle. Das bedeutet, über bestimmte Pins ([[SPI]]) kann der Controller mit einer geeigneten PC-Software (zum Beispiel Bascom) programmiert werden. Zum Anschluss an den PC benötigt man jedoch einen sogenannten ISP-Dongle, auch Programmieradapter genannt. Hier gibt es verschiedene Lösungen, serielle und parallele Adapter. Original von Atmel oder kompatible Lösungen. Der am meisten verwendete ISP-Dongle wird am Druckerport betrieben. Diese gibt es inzwischen recht preiswert, sodass sich das Selbstbauen eigentlich nicht lohnt. Da man auch gern auf ein paar Fehlerquellen verzichten sollte, würde ich eine Fertiglösung empfehlen. Wer ihn selbst bauen möchte, findet ([[AVR-ISP_Programmierkabel|hier]] eine ISP-Dongle-Bauanleitung und sogar eine fertige Platine dafür ([[AVR-ISP_Programmierkabel]]).

Sowas sieht dann so aus:

[[Bild:Avrtutorial_ispkabel.jpeg|center]]

Der Schaltplan eines solchen Programmierkabels:

[[Bild:ispschaltplan.gif|center|thumb|400px|Schaltplan des ISP-Dongels nach unserem Wiki-Bauplan, mit SUB-D Buchse. Bitte beachten das das IC1 hier im Plan als verschiedene Blöcke (IC1A/IC1B) dargestellt wird. Dies dient nur zur Übersicht, es handelt sich nur um ein IC, einfach auf die Pinnummern achten. Zum vergrößern anklicken.]]

Das Problem ist nun, wie schließe ich einen handelsüblichen ISP-Programmieradapter an den Controller auf dem Steckbrett an. Der normale 10-polige Wannenstecker (nach [[RN-Definitionen]]) passt nicht in ein Steckbrett. Das ist wieder so ein typischer Nachteil bei Steckbrettern! In unserem Beispiel haben wir dazu auf einem kleinen Stück Experimentierplatine einen steckbaren Adapter für das Steckboard gelötet.
Somit kann man die Schaltung um einen üblichen 10-poligen ISP-Programmieranschluss ergänzen:

[[Bild:avrtutorial_grundschaltung_mitisp.gif|center|500px]]

Auf dem Steckbrett sieht das gleiche so aus:

[[Bild:avrtutorial_steckbrett_mitisp.jpg|center]]

Jetzt endlich ist es soweit, jetzt kann man den Controller über einen ISP-Programmieradapter mit dem PC verbinden. Aber unbedingt darauf achten, dass auch alles korrekt nach Schaltplan gesteckt wurde und dass die Betriebsspannung 5V nicht übersteigt. Ansonsten könnte man sich Dongle oder sogar die PC-Schnittstelle beschädigen.
Als Entwicklungsumgebung nutzen wir hier im Tutorial [[Bascom]]. [[Bascom]] ist ein sehr beliebter Basic-[[Compiler]], der zahlreiche [[AVR]] Controllertypen programmieren kann. Da auch ein [[Terminalprogramm]] und ein Programmer integriert ist, enthält diese PC-Software alles, was man braucht, das erleichtert den Einstieg zusätzlich. Die Software gibts kostenlos als Demo bis 4K Code, für unsere Beispiele und den Einstieg reicht das allemal, siehe dazu Artikel Bascom.
Wie man ein Programm schreibt, kompiliert und überträgt, wurde schon in diesem Beitrag [[Bascom - Erstes Programm in den AVR Controller übertragen]] ausführlich behandelt, wir ersparen uns deshalb diese Details.

Als erstes kompilieren und übertragen wir folgendes Programm:

<pre>
'###################################################
'step1.bas.BAS
'für
'RoboterNetz.de AVR Tutorial in RN-Wissen
'
'Autor: Frank Brall
'Weitere Beispiele und Beschreibung der Hardware
'unter
' http://www.Roboternetz.de oder
' http://www.Roboternetz.de/wissen
'#######################################################

$regfile = "m32def.dat"
$framesize = 32
$swstack = 32
$hwstack = 32
$crystal = 1000000

Do
Loop

End
</pre>

Das Programm macht eigentlich nichts, außer dass es eine Endlosschleife ausführt. Aber da wir noch überhaupt nix am Controller angeschlossen haben, können wir eh noch nicht sehen, ob ein Programm nun richtig ausgeführt wird oder nicht.
Allerdings können wir schonmal üben, das Programm mit Bascom zu übertragen. Wenn wir alles richtig aufgebaut haben und Spannung anliegt, dann sollte automatisch der Controller in Bascom erkannt werden. Die Übertragung sollte dann ohne Fehlermeldung erfolgen können. Wenn wir das geschafft haben, geht’s weiter.

==Läuft die Schaltung und das Programm?==
Damit wir nun endlich sehen, ob sich bei unserer Schaltung auch was tut, schließen wir eine LED über einen 1K-Vorwiderstand an einen Port an. Da wir die Kathode an den Controllerpin und die Anode an Plus legen, leuchtet die LED immer dann, wenn dieser Pin auf Low geschaltet wird.

[[Bild:avrtutorial_grundschaltung_mitled.gif|center|500px]]

Auf dem Steckbrett sieht's nun so aus:

[[Bild:avrtutorial_steckbrett_mitled.jpg|center]]

Damit man nun auch wirklich sieht, ob das Programm läuft, schreiben wir ein kleines Basic-Programm, welches eine LED abwechselnd ein– und ausschaltet. Wir kompilieren und übertragen also folgendes Programm:

<pre>
'###################################################
'step2.bas.BAS
'für
'RoboterNetz.de AVR Tutorial in RN-Wissen
'
'Autor: Frank Brall
'Weitere Beispiele und Beschreibung der Hardware
'unter
' http://www.Roboternetz.de oder
' http://www.Roboternetz.de/wissen
'#######################################################

$regfile = "m32def.dat"
$framesize = 32
$swstack = 32
$hwstack = 32
$crystal = 1000000

Config Portc.0 = Output 'Ein Pin wird aus Ausgang konfiguriert PC0 (also Pin0 von Port C)

Do
Portc.0 = 1 'Pin wird auf High, also 5V geschaltet
Waitms 100
Portc.0 = 0 'Pin wird auf Low, also 0V geschaltet
Waitms 100
Loop

End
</pre>

Wenn die LED nun schnell blinkt, dann funktioniert die aufgebaute Schaltung perfekt. Wir haben gleichzeitig gelernt, wie man einen Ausgangsport, also Controllerpin, ein- und ausschalten kann. Nahezu alle Pins beim ATMega32 können auf diese Weise als Ausgangsport betrieben werden. Somit lassen sich nicht nur viele Leds, sondern unter Zuhilfenahme eines Treibers (z.B. Transistors) auch Relais und andere Aktoren schalten.

==Eingangsport fragt Taster ab==
Nun erweitern wir die Schaltung noch um einen Taster. Nahezu jedes Port kann bei einem ATMega32 auch per Software als Eingangsport konfiguriert werden. Wir schließen z.B. einen Taster an Port-Pin PA7 an.

[[Bild:avrtutorial_grundschaltung_mittaster.gif|center|500px]]

Das Port wird in der Software so konfiguriert, dass es als Eingang arbeitet und intern über einen hohen Widerstand (Pullup-Widerstand) ständig auf High-Pegel gelegt wird. Wird nun eine Taste gedrückt, so wird der Pegel auf Low gezogen.
Das Beispielprogramm ist nun so gestaltet, dass bei gedrückter Taste die LED leuchtet und beim Loslassen wieder ausgeht.

<pre>
'###################################################
'step3.bas.BAS
'für
'RoboterNetz.de AVR Tutorial in RN-Wissen
'
'Autor: Frank Brall
'Weitere Beispiele und Beschreibung der Hardware
'unter
' http://www.Roboternetz.de oder
' http://www.Roboternetz.de/wissen
'#######################################################

$regfile = "m32def.dat"
$framesize = 32
$swstack = 32
$hwstack = 32
$crystal = 1000000

Config Portc.0 = Output 'Ein Pin wird aus Ausgang konfiguriert PC0 (also Pin0 von Port C)

Config Pina.7 = Input 'Ein Pin (PA0) wird als Eingang definiert
Porta.7 = 1 'Interner Pullup Widerstand ein

Do
If Pina.7 = 1 Then
Portc.0 = 1 'Pin wird auf High, also 5V geschaltet
Else
Portc.0 = 0 'Pin wird auf Low, also 0V geschaltet
End If
Loop

End
</pre>

==Grundschaltung mit Quarz==
Obwohl wir ab der letzten Schaltung schon einiges mit dem Controller anfangen können, so fehlt doch noch etwas Wichtiges. Oft ist es nämlich notwendig, dass ein Controller sehr genaue Frequenzen mißt oder ganz genaue Taktraten ausgeben kann. Leider ist der interne Taktgenerator nicht 100% exakt, was bei manchen Anwendungen störend ist. Zum Beispiel können über die RS232-Schnittstelle Daten nicht immer ganz fehlerfrei übertragen werden, wenn die Taktfrequenz nicht genau stimmt. Daher wird in den meisten Anwendungsfällen ein Quarz zur Takterzeugung genutzt, Sie kennen das sicher aus anderen Grundschaltungen. Also erweitern wir unsere Schaltung gleich noch um einen Quarz mit den zugehörigen 22pF-Kondensatoren.

[[Bild:avrtutorial_grundschaltung_mitquarz.gif|center|500px]]

Auf unserem Steckbrett wird's langsam voller, hier sieht's also inzwischen so aus:

[[Bild:avrtutorial_steckbrett_mitquarz.jpg|center|500px]]

Normalerweise sollte der Quarz genauso wie die beiden 22pF-Kondensatoren, die zum Anschwingen des Quarzes dienen, möglichst nahe am Controller platziert werden. Auf dem Steckbrett ist das manchmal gar nicht so einfach, insbesondere wenn man wie in diesem Fall den Quarz erst später hinzufügt. Wichtig ist nämlich, dass die Leitungen vom Quarz zum Controller möglichst kurz sind, bei gedruckten Schaltungen oft nur 1 bis 2 cm! Auch die einzelnen Bauteilbeinchen, z.B. der Kondensatoren, sollten normalerweise so kurz wie möglich sein.
Ist dies nicht der Fall, wie auch in unserem Bild, dann fungieren diese Leitungen fast wie eine Funkantenne. Dies führt in der Regel zu starken Hochfrequenzsignalen, die nicht nur unsere Schaltung, sondern auch andere Schaltungen in der Nähe stören könnten. Man merkt dies auch oft daran, dass sich ein Board bei höherer Quarzfrequenz immer seltener fehlerfrei ohne Übertragungsfehler programmieren läßt.
Grundsätzlich sind daher Schaltungen mit Quarz auf einem Steckbrett nicht sonderlich zu empfehlen, die Betriebssicherheit ist nicht immer gegeben.

Auch wenn nun ein Quarz angeschlossen ist, so wird er noch immer nicht genutzt. Noch immer arbeitet der [[ATMega32]] mit seiner intern voreingestellten 1 Mhz Taktfrequenz. Um dies umzustellen, muss man ein sogenanntes [[Fusebits|Fusebit]] im Controller umprogrammieren. Auch dies wurde schon im Beitrag [[Bascom - Erstes Programm in den AVR_Controller übertragen]] näher beschrieben. Hier sei daher nur nochmals gesagt, dass dies auch sehr bequem in [[Bascom]] erfolgt:

[[Bild:avrtutorial_bascomfusebitquarz.gif|center]]

Sobald wir das umgestellt haben, müssen wir auch in dem Programm die Anweisung

$crystal = 1000000

durch

$crystal = 16000000

ersetzen, denn unser Quarz taktet nun mit 16 MHz.

==Spannung stabilisieren==
Auch wenn unsere Basis-Schaltung für Experimente inzwischen schon ganz nett ist, so ist es doch etwas ungünstig, dass wir stets 5V zur Verfügung haben müssen. Nicht immer steht ein geeignetes Netzteil zur Verfügung, zudem soll ein Controller auch oft mit Batterien versorgt werden. Aus diesem Grund verfügen fast alle Entwicklungsboards wie ([[RN-Control]], STK500 etc.) über einen [[Spannungsregler]].
[[Bild:78s05.jpg|thumb|Spannungsregler 78S05]] Dieser wandelt eine höhere Eingangsspannung (ca. 7 bis 20 V) immer genau in 5V um. Sowas erhöht die Betriebssicherheit einer Schaltung nochmals immens. Als [[Spannungsregler]] (IC2) wird oft der 7805 genutzt, empfehlenswert ist der Typ 78S05, welcher 2A verträgt sowie über einen Kurzschluss- und Überlastungsschutz verfügt.
Die beiden 100nF-Kondensatoren sind wichtig, sie sollen HF-Störungen und Schwingungen vermeiden. Der Elko vor dem Spannungsregler ist vor allem dann wichtig, wenn die Spannung von einem Netzgerät kommt und noch etwas geglättet werden muss. Je höher der Strombedarf der Schaltung, desto größer kann man die Kapazität wählen. Es schadet nicht, wenn man den Elko einige Nummern größer wählt, man ist dann quasi für alle Fälle gerüstet. So sind Werte zwischen 100 uF und 2200 uF durchaus denkbar.

Wir erweitern unsere Schaltung somit wie folgt:

[[Bild:avrtutorial_grundschaltung_spannung.gif|center|500px]]

Auf dem Steckbrett sieht's wie folgt aus:

[[Bild:avrtutorial_steckbrett_spannung.jpg|center]]

==Daten und Texte zum PC übertragen==
In vielen Programmen müssen Daten oder Texte vom Controller an den PC oder umgekehrt gesendet werden. Insbesondere bei komplexen Programmen kann man auf diese Weise Variableninhalte ausgeben und somit auch Fehler im Programmcode schneller finden und korrigieren. In der Regel ist das ganz einfach, denn der [[Microcontroller]] [[ATMega32]] verfügt über einen internen [[UART]], also ein Modul, das Daten über die [[RS232]]-Schnittstelle zum PC senden bzw. auch von ihm empfangen kann. Leider arbeitet jedoch die Controllerschnittstelle mit 5V und die PC-Schnittstelle der Norm entsprechend mit +-12V. Daher muss unbedingt ein Schaltkreis dazwischen, welcher die Pegel anpasst. Gewöhnlich nimmt man hier das IC MAX232(CPE), welches inzwischen sehr preiswert erhältlich ist.

Wir müssen also die Schaltung nochmals erweitern.

[[Bild:avrtutorial_grundschaltung_max232.gif|center|500px]]

Das IC Max232 ist im Schaltplan in der üblichen funktionsorientierten Darstellung gezeichnet. Zur besseren Übersichtlichkeit wurden die immer benötigten Anschlüsse für VCC (Pin 16) und GND (Pin 15) getrennt oben rechts im Schaltplan dargestellt. Also nicht vergessen !!

Auf dem Steckbrett sieht's so aus:

[[Bild:avrtutorial_steckbrett_max232.jpg|center|500px]]

Über eine dreipolige Stiftleiste ([[RN-Definitionen]]) wird nun das Steckboard mit der [[RS232]]-Schnittstelle des PC verbunden. Es ist nun ein Leichtes, mit einem Programm Daten zum PC zu senden. Das nachfolgende Programm gibt Hinweise mit der Anweisung '''PRINT''' aus:

<pre>
'###################################################
'step5.bas.BAS
'für
'RoboterNetz.de AVR Tutorial in RN-Wissen
'
'Autor: Frank Brall
'Weitere Beispiele und Beschreibung der Hardware
'unter
' http://www.Roboternetz.de oder
' http://www.Roboternetz.de/wissen
'#######################################################

$regfile = "m32def.dat"
$framesize = 32
$swstack = 32
$hwstack = 32
$crystal = 16000000
$baud = 9600

Config Portc.0 = Output 'Ein Pin wird aus Ausgang konfiguriert PC0 (also Pin0 von Port C)

Config Pina.7 = Input 'Ein Pin (PA0) wird als Eingang definiert
Porta.7 = 1 'Interner Pullup Widerstand ein

Do
If Pina.7 = 1 Then
Portc.0 = 1 'Pin wird auf High, also 5V geschaltet
Print "Schalter nicht gedrückt"
Else
Portc.0 = 0 'Pin wird auf Low, also 0V geschaltet
Print "Schalter gedrückt"
End If
Wait 1
Loop

End
</pre>

==Möglichkeiten des Steckbrettes erreicht==
Inzwischen füllt der Schaltplan fast ein DIN-A4-Blatt und auf dem Steckbrett sieht's auch schon recht wirr aus, dabei haben wir nur die wichtigsten Grundelemente auf dem Steckbrett. Für eine Roboter-Steuerung oder andere Anwendung fehlt doch noch einiges. Zum Beispiel weitere Taster, weitere LEDs, Motortreiber, damit der Controller auch Motoren ansteuern kann und ein [[I2C]]-Bus-Anschluss.
Dies alles noch auf einem Steckbrett zu realisieren macht wenig Sinn, zumal bereits jetzt schon durch die doch recht langen Leitungen/Verkabelungen erhebliche Störungen auftreten. In der letzten Phase ist es immer öfters zu Übertragungsfehlern beim Programmieren gekommen, oft musste dies 20mal wiederholt werden. Dies zeigt, dass ein Steckbrett bestenfalls für ganz kleine Controller-Experimente herhalten kann. Für größere Dinge sollte man dann doch zu einer Lösung auf einer gedruckten Platine greifen. Spezielle Experimentierboards bieten mehr Sicherheit und haben neben den Grundelementen, die hier beschrieben wurden, noch eine ganze Menge mehr drauf. Bei [[RN-Control]] zum Beispiel 5 Tasten, 8 Leds, Motortreiber, Lautsprecher, diverse Anschlüsse etc.
Der Größenunterschied wird im Bild deutlich:

[[Bild:avrtutorial_steckbrett_rncontrol.jpg|center|500px]]

Auch wenn das Steckbrett also kein Controllerboard ersetzen kann, so hat das kleine Tutorial doch gezeigt, wie eine [[Avr]]-Schaltung aufzubauen ist. Dieses Wissen sollte man auch besitzen, wenn man ein Controllerboard nutzt.

==Was braucht man, wenn man mit einem Controllerboard den Einstieg startet?==

[[Bild:avrtutorial_ispkabel.jpg|thumb|ISP-Programmierkabel]]Neben dem eigentlichen Board braucht man, wie schon zuvor angesprochen, ein [[AVR-ISP Programmierkabel]]. Da das Selbstbauen kaum billiger ist, ist zu empfehlen, ein solches fertig mitzubestellen. Am preiswertesten und zugleich vielseitigsten sind die ISP-Adapter, die man an das Druckerport anschließt (siehe Bild). Es gibt aber auch USB-Lösungen, wobei diese jedoch oft teuer sind und auch oft weniger Controller programmieren können. Hat man jedoch einen PC oder Notebook ohne parellelen Druckeranschluss, so muss man wohl oder übel in den meisten Fällen zu einem seriellen oder USB-Programmieradapter greifen. Neben den erwähnten Nachteilen hat der USB Dongle aber oft auch den Vorteil, dass er etwas schneller ist. Dieser Unterschied macht sich aber nur bei sehr großen Programmen und Controllern wirklich bemerkbar.

Als zweites braucht man natürlich eine Stromversorgung. Ideal sind Gleichspannungsnetzgeräte, die zwischen 9 und 12V liefern, vorausgesetzt, das Board hat einen Spannungsregler wie in der Regel die RN-Boards. Man kann hier ein normales Steckernetzteil oder ein komfortables Labornetzteil nehmen. Um etwas Reserve zu haben, wäre es gut, wenn das Netzteil mindestens 1 A liefern kann. Alternativ kann man auch Akkupacks oder Batterien nutzen, allerdings mindestens 7,2V sollten die schon liefern können, sicherer sind 8,4-, 9,6- oder 12V-Akkus.
Das wäre eigentlich schon das Wichtigste, um ein Board in Betrieb zu nehmen und Experimente zu machen.

Allerdings, ein RS232-Kabel ist ebenfalls noch sehr empfehlenswert. Dieses erlaubt die Ausgabe von Texten und Variablen auf den PC, wir haben es ja oben im Steckbrettbeispiel schon gesehen. Dazu wird auf dem PC ein [[Terminalprogramm]] gestartet und über die [[RS232]] Schnittstelle mit dem PC verbunden. Bei manchen Boards ist sowieso ein RS232 Kabel unerläßlich, wie z.B. RN-Motor, RN-Speak etc. Nützlich ist es aber überall. Man kann ein solches Kabel selbst bauen oder gleich beim Kauf eines Boardes mitbestellen.

Also nochmal die Zusammenfassung für den Einstieg:

* Controllerboard
* [[AVR-ISP Programmierkabel]] mit 10-poligem Wannenstecker
* RS-232-Kabel (mit 3-poligem Adapter, wenn Board [[RN-Definitionen]] erfüllt)
* Netzgerät oder Akku (ideal 9 bis 12V, notfalls auch 7,2 bis 20V)
* [[Bascom]]-Compiler-Vollversion ist nur nötig, wenn man gleich größere Sachen anstrebt, ansonsten reicht das Demo, genauso wie ein [[Avr-gcc]]-Compiler. Bei RN-Boards sind diese Programme beim Board- oder Platinenkauf sowieso dabei, ansonsten kann man diese im Internet downloaden.
* Ein gutes Buch ist immer gut, siehe [[Buchvorstellungen]]

==Autor==
*[[Benutzer:Frank|Frank]]

===Quellen===
* [[Abblockkondensator]] Artikel von Uwegw
* RN-Board Dokumentationen aus [[:Kategorie:Projekte]]
* diverse Datenblätter

==Siehe auch==
*[[AVR-ISP Programmierkabel]]
*[[Mit welchem Controllerboard fang ich an]]
*[[Abblockkondensator]]
*[[Bascom]]
*[[Bascom - Erstes Programm in den AVR_Controller übertragen]]
*[[Avr]]
*[[Atmel Controller Mega16 und Mega32]]
*[[Spannungsregler]]

[[Kategorie:Robotikeinstieg]]
[[Kategorie:Praxis]]
[[Kategorie:Elektronik]]
[[Kategorie:Microcontroller]]
[[Kategorie:Projekte]]

Diskussion:RN-Mega8

2006-10-23T14:43:07Z

Ogni42:

Für eine spätere Version wäre es sicherlich von Vorteil, die ADC Versorgung gemäß Vorgabe von Atmel auszulegen. Hierzu muss AVCC per 10uH Spule und 100nF Kondensator von Vcc entkoppelt werden. Der ARef Spannungsteiler ist dann über AVcc zu legen und sollte per Jumper wegschaltbar sein, wenn AVcc als Referenz verwendet werden soll.

Diskussion:RN-Control

2006-02-10T14:20:30Z

Ogni42:

m.E. sollte im Schaltplan eine Spule (ca. 100 uH) zur Entkopplung zwischen Vcc und AVcc gesetzt werden. Atmel empfiehlt dies ebenfalls. Bei meinen eigenen Test haben sich dadurch erhebliche Verbesserungen bei der Messung analoger Spannungen ergeben.

Getriebemotoren

2006-01-27T14:46:17Z

Ogni42:

Wenn man in Bezug auf unser Robotik-Hobby von Getriebemotoren spricht, meint man in erster Linie Gleichstrom-Getriebemotoren (DC-Motoren) wie sie zum Teil auch im Modellbau verwendet werden. Da die meisten Bastler doch kleinere Roboter konstruieren, die oft zwischen 2 und 10 kg wiegen, werden oft DC-Motoren im Spannungsbereich von 6 bis 12 V verwendet. In diesem Bereich gibt es natürlich unzählige Motoren aller Preisklassen und Hersteller. Da aber die Robotik-Bastelei nicht erst gestern erfunden wurde, haben sich bestimmte Motoren schon einen Namen gemacht. Sehr beliebte Typen sind zum Beispiel der Motor RB35 und Motoren von Bühler und Igarashi.

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/rb35.jpg

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/igarashi.jpg

Diese Motoren bekommt man mit unterschiedlichen Zahnrad-Untersetzungen, so dass man sowohl sehr flinke Roboter als auch recht starke aber langsame Roboter konstruieren kann. Durch die Wahl der Untersetzung kann auch eine optimale Anpassung an den geplanten Raddurchmesser erfolgen.

In diesem Zusammenhang empfehle ich folgende Berechnungsseite:
http://www.roboternetz.de/phpBB2/motordrehmoment.php

Über diese Webseite kann man in etwa berechnen wie stark ein Motor sein muss und welche Geschwindigkeit bei unterschiedlichem Raddurchmesser und Untersetzung zu erwarten sind. Es ist ratsam vor der Konstruktion und vor dem Kauf des Motors ein wenig dort zu rechnen, ansonsten wundert man sich nachher vielleicht, wenn der Roboter kaum schneller als eine Schnecke ist oder aber wegen zu hoher Geschwindigkeit kaum noch steuerbar ist. Als Anhaltspunkt sei gesagt, dass Roboter-Motoren oft zwischen 5 und 50 Umdrehungen pro Minute schaffen, je nachdem wie groß das Rad ist. Je größer das Rad, desto weniger schnell muss sich der Motor drehen, versteht sich.

==Das Drehmoment==

Die Kraft eines Motors wird durch das sogenannte Drehmoment angegeben. Beim Kauf sollte immer auf diese Angabe geachtet werden. Die Einheit Newtonmeter wird mit Nm bzw. mNm (milliNewtonmeter) bzw. Ncm (Newtonzentimeter) abgekürzt.
100 Ncm entsprechen 1 Nm. Leider wird das Drehmoment von einigen Anbietern auch in ganz anderen Einheiten angegeben, was den Vergleich nicht immer einfach macht. Ein wenig habe ich den Verdacht, dass dies so mancher Anbieter auch deshalb so macht. Standard ist jedenfalls eindeutig Newton.

Das Drehmoment ist die Kraft mal den Weg. Ich möchte nun niemanden mit der ganzen Mathematik von meiner Webseite verscheuchen (ich mag die auch nicht), daher nur ein paar Beispiele:

Wenn man an den Zeiger einer Turmuhr in der Stellung auf 3 Uhr ein Gewicht von 10 kg hängt, wirkt auf die Achse ein Drehmoment von 10 Nm (also 1000 Ncm).
Ein Getriebemotor mit 100 Ncm könnte beispielsweise bei einem Hebel von 1 cm (an der Achse) noch 10 kg heben. Eine ganz schöne Leistung, nicht wahr?

http://www.roboternetz.de/bilder/kirchturmuhr_150dpi.jpg

Kleinere Getriebemotoren (3-10 cm Länge) haben oft eine maximale Kraft von 5–60 Ncm hinter dem Getriebe. Vor einem Getriebe sind es je nach Untersetzungsfaktor oft nur 0,5 bis 3 Ncm. Die Hersteller geben manchmal das Drehmoment vor und manchmal nach dem Getriebe an. Hier kommt es daher immer wieder zu Verwechslungen, also immer gut aufpassen.
In der Regel reicht ein Getriebemotor wie der RB-35 mit ca. 0,6 Ncm (vor Getriebe mit großer Untersetzung z.B. 1:100 oder 1:200) für kleine Roboter fast immer aus. Bei einer Untersetzung 1:100 sind das immerhin fast 40 Ncm.
Noch kleinere Roboter können auch mit Servos angetrieben werden. Einige Bastler haben herausgefunden, dass man Servos mit etwas Geschick auseinandernehmen kann und mit wenig Aufwand so austricksen kann, dass diese als ganz normale Motoren arbeiten (also 360 Grad Volldrehungen machen können). Allerdings reichen Servos aufgrund der Plastikzahnräder wirklich nur für Kleinstroboter (siehe auch unter [[Servos]]).

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/servo.jpg

Seit kurzem gibt es für kleinere Roboter auch eine Alternative zu Servos, nämlich einen Modellbau-Twin-Motor. Eigentlich sind es zwei getrennte Motoren mit zwei Getrieben. Jedoch sind diese sehr kompakt zu einem leicht montierbaren Modul zusammengefasst worden. Dadurch lassen sich sehr einfach sehr schmale Roboter konstruieren.

http://www.roboternetz.de/bilder/twinmotor.gif

Für größere Roboter ab 5 kg aufwärts braucht man schon recht starke Getriebemotoren. Hier bieten sich dann als preiswerte Lösung auch Scheibenwischermotoren vom Schrotthandel an. Diese können dann auch Roboter über 10 oder 20 kg problemlos bewegen. Allerdings sollte man immer auch den Strombedarf im Auge haben! Keine Sorge, auch Scheibenwischermotoren drehen sich wie normale Motoren um 360 Grad. Die Hin- und Herbewegung der Scheibenwischer wird in der Regel über ein Gestänge erreicht und hat nichts mit dem Motor zu tun.

http://www.roboternetz.de/bilder/G310233.jpg

==Vor- und Nachteile von Getriebemotoren==

Getriebemotoren haben zwar den Vorteil, dass sie recht günstig, recht klein und recht einfach anzusteuern sind. Die Richtungsumkehr ist durch einfaches Umpolen ebenfalls kein Problem.
Aber sie haben auch Nachteile. Ein Roboter, der sich in einer Umgebung haargenau zurecht finden soll, muss kerzengerade und auch Kurven in genau definiertem Winkel fahren können. Dies ist mit Getriebemotoren nicht so einfach, denn die Motoren bleiben ja nicht sofort stehen, wenn die Spannung abgeschaltet wird. Je kleiner die Untersetzung, desto mehr laufen die Roboter nach dem Ausschalten noch nach. Zudem drehen sie sich je nach Bodenbeschaffenheit mal langsamer und mal schneller. Der Roboter weiss also nie genau wieviel Umdrehungen das Rad nun eigentlich wirklich gemacht hat.
Diesen Nachteil muss man mit Sensoren (Drehgeber, Gabellichtschranken etc.) ausgleichen. Am Rad muss also ein Sensor angebracht werden, welcher bei Bewegung des Rades Impulse an den Microcontroller sendet. Der Microcontroller muss also ständig prüfen, wie weit sich ein Rad bewegt hat. Schon die Geradeausfahrt wird ein extrem kompliziertes Steuerungsproblem. Denn alle Motoren unterliegen ja Toleranzen und drehen bei gleicher Spannung nie genauso schnell. Um geradeaus zu fahren, muss also immer ein Motor gebremst und ein anderer beschleunigt werden. Das Ganze muss so schnell kontrolliert und gesteuert werden, dass es dem Beobachter gar nicht auffällt. Zwar lässt sich dies alles mit Software oder auch mit Hardware regeln, aber es ist doch ein ganz schöner Aufwand, insbesondere für Einsteiger.
Daher bin ich kein großer Freund von Getriebemotoren als Roboter-Antrieb, wenn es wirklich um sehr genaue Positionierung geht. Ich favorisiere die sogenannten [[Schrittmotoren]]. [[Schrittmotoren]] gelten als recht kompliziert in der Ansteuerung und recht schwach. Das dies nicht der Fall ist, erläutere ich auf der Seite [[Schrittmotoren]].

Ist eine 100% genaue Positionierung aber gar nicht so wichtig, dann ist man ohne Frage mit den Getriebemotoren sehr schnell am Ziel. Die meisten Roboter werden mit 2 Getriebemotoren und eine Art drehbarem Möbelrad konstruiert. Es gibt aber auch Allrad-Fahrzeuge, die gleich auf 4 Motoren setzen. Wie gesagt, im Auge sollte man immer auch den Strombedarf und das Akkugewicht haben.

Im Roboternetz gibt es eine Übersicht von besonders preiswerten und immer wieder verwendeten Getriebemotoren: http://www.roboternetz.de/motoruebersicht.html Diese Liste wird immer ergänzt, wenn es irgendwo wieder besondere Schnäppchen gibt.

==Siehe auch==
* [[Getriebemotoren Ansteuerung]]
* [[Servos]]

==Weblinks==
* [http://www.roboternetz.de/phpBB2/motordrehmoment.php Stärke des Motors online berechnen lassen]

[[Category:Robotikeinstieg]]
[[Category:Praxis]]
[[Category:Grundlagen]]
[[Category:Motoren]]

Diskussion:Pulsweitenmodulation

2006-01-26T19:09:00Z

Ogni42:

Folgendes Fragment hab ich vom Artikel hierhin verschoben, weil die Aussage so nicht zutreffend ist.
:''"Damit sich dieser Mittelwert einstellen kann, muss eine entsprechende Glättung des Signals vorliegen. Beim Motor ist das die Wicklung des Ankers, bei Schaltnetzteilen sind das die Kondensatoren am Ausgang."''
Was genau damit gemeint sein soll ist unklar. Der Mittelwert der Spannung stellt sich immer ein, unabhängig davon, ob geglättet wird oder nicht. Im Artikel ist zudem nur angedeutet, auf was geregelt wird (Leistung/Strom via Spannung) und dem, was gestellt wird (das Tastverhältnis der PWM).

--[[Benutzer:SprinterSB|SprinterSB]] 16:40, 26. Jan 2006 (CET)

Du hast recht. Kann gelöscht werden.

--[[Benutzer:Ogni42|Ogni42]] 20:09, 26. Jan 2006 (CET)

Pulsweitenmodulation

2006-01-26T11:00:29Z

Ogni42:

Die Pulsweitenmodulation (oft mit PWM abgekürzt) wird vornehmlich zum Ansteuern größerer Lasten wie z.B. Motoren verwendet. Microcontroller haben daher oft bereits spezielle PWM Ausgänge integriert. Bei der Pulsweitenmodulation(PWM) werden Impulse mit voller Spannung, aber variabler Breite an den Motor gesendet. Ein Rechtecksignal mit konstanter Frequenz wird also mit einem bestimmten Tastverhältnis moduliert.

Vorteil dieser Ansteuerung ist, dass weniger Leistung verbraucht wird, da nicht permanent eine Eingangsspannung anliegt, die von einer Elektronik auf die gewünschte Motorspannung heruntergeregelt wird, sondern der Motor durch die Breite der Schaltimpulse gesteuert wird.

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/pwm.gif

Diese drei Skizzen demonstrieren, wie ein Motor mit unterschiedlicher Pulsweite in drei verschiedenen Geschwindigkeit geregelt wird. In der Praxis ist die Pulsweite oft in 255 Schritten (8 Bit) und mehr regelbar. Gut zu erkennen ist in der Skizze, dass die eigentliche Grundfrequenz bei der Pulsweitenmodulation nicht verändert wird, sondern lediglich das Verhältnis der Ein- und Ausschaltzeit pro Welle (<math>T_{on}</math> und <math>T_{off}</math>). Die Modulationsfrequenz kann dabei variieren. Oft findet man Anwendungen im Frequenzbereich zwischen mehreren hundert Hertz (z.B. Bremslichter bei Autos) bis in den Bereich von 100 kHz (Schaltregler).

Durch die Pulsweitenmodulation ist es möglich, dass auch Verbraucher mit niedrigeren Nennspannungen an weit höheren Spannungen betrieben werden können. Dadurch, dass man die Pulsweite reduziert, reduziert man die im Mittel am Verbraucher anliegende Spannung.

<math>
\overline{V_{pwm}} = V_{in}\cdot\frac{T_{on}}{T_{on}+T_{off}} = V_{in}\cdot T_{on}\cdot f_{PWM}
</math>

Bsp.: Wenn die Spannung 12V und die Pulsweite genau 50% beträgt, so bedeutet das, dass der Motor nur für die halbe Zeit mit der Spannung versorgt wird. Dies wäre vergleichbar mit dem Fall, dass der Motor für die volle Zeit mit einer kontinuierlichen Gleichspannung von 6V betrieben würde.
Der große Vorteil ist also, dass die herabgesetzten 6V nicht wie bei herkömmlichen Regelungen am Transistor oder einem Widerstand in Wärme umgesetzt werden. Damit sich dieser Mittelwert einstellen kann, muss eine entsprechende Glättung des Signals vorliegen. Beim Motor ist das die Wicklung des Ankers, bei Schaltnetzteilen sind das die Kondensatoren am Ausgang.

Beispielschaltungen die PWM nutzen, findet man unter [[Getriebemotoren Ansteuerung]]
Auch bei [[Schrittmotoren ]] macht man sich diese Technik bei modernen Schaltkreisen und Steuerungen zunutze. Hier bezeichnet man sie oft auch als Chopper-Regelung, was letzlich aber sehr ähnlich ist.

==Siehe auch==
* [[Chopper Betrieb]]
* [[Bascom und PWM]]

[[Kategorie:Software]]
[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Elektronik]]

Pulsweitenmodulation

2006-01-26T10:59:04Z

Ogni42:

Die Pulsweitenmodulation (oft mit PWM abgekürzt) wird vornehmlich zum Ansteuern größerer Lasten wie z.B. Motoren verwendet. Microcontroller haben daher oft bereits spezielle PWM Ausgänge integriert. Bei der Pulsweitenmodulation(PWM) werden Impulse mit voller Spannung, aber variabler Breite an den Motor gesendet. Ein Rechtecksignal mit konstanter Frequenz wird also mit einem bestimmten Tastverhältnis moduliert.

Vorteil dieser Ansteuerung ist, dass weniger Leistung verbraucht wird, da nicht permanent eine Eingangsspannung anliegt, die von einer Elektronik auf die gewünschte Motorspannung heruntergeregelt wird, sondern der Motor durch die Breite der Schaltimpulse gesteuert wird.

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/pwm.gif

Diese drei Skizzen demonstrieren, wie ein Motor mit unterschiedlicher Pulsweite in drei verschiedenen Geschwindigkeit geregelt wird. In der Praxis ist die Pulsweite oft in 255 Schritten (8 Bit) und mehr regelbar. Gut zu erkennen ist in der Skizze, dass die eigentliche Grundfrequenz bei der Pulsweitenmodulation nicht verändert wird, sondern lediglich das Verhältnis der Ein- und Ausschaltzeit pro Welle (<math>T_{on}</math> und <math>T_{off}</math>). Die Modulationsfrequenz kann dabei variieren. Oft findet man Anwendungen im Frequenzbereich zwischen mehreren hundert Hertz (z.B. Bremslichter bei Autos) bis in den Bereich von 100 kHz (Schaltregler).

Durch die Pulsweitenmodulation ist es möglich, dass auch Verbraucher mit niedrigeren Nennspannungen an weit höheren Spannungen betrieben werden können. Dadurch, dass man die Pulsweite reduziert, rediziert man die im Mittel am Verbraucher anliegende Spannung.

<math>
\overline{V_{pwm}} = V_{in}\cdot\frac{T_{on}}{T_{on}+T_{off}} = V_{in}\cdot T_{on}\cdot f_{PWM}
</math>

Bsp.: Wenn die Spannung 12V und die Pulsweite genau 50% beträgt, so bedeutet das, dass der Motor nur für die halbe Zeit mit der Spannung versorgt wird. Dies wäre vergleichbar mit dem Fall, dass der Motor für die volle Zeit mit einer kontinuierlichen Gleichspannung von 6V betrieben würde.
Der große Vorteil ist also, dass die herabgesetzten 6V nicht wie bei herkömmlichen Regelungen am Transistor oder einem Widerstand in Wärme umgesetzt werden. Damit sich dieser Mittelwert einstellen kann, muss eine entsprechende Glättung des Signals vorliegen. Beim Motor ist das die Wicklung des Ankers, bei Schaltnetzteilen sind das die Kondensatoren am Ausgang.

Beispielschaltungen die PWM nutzen, findet man unter [[Getriebemotoren Ansteuerung]]
Auch bei [[Schrittmotoren ]] macht man sich diese Technik bei modernen Schaltkreisen und Steuerungen zunutze. Hier bezeichnet man sie oft auch als Chopper-Regelung, was letzlich aber sehr ähnlich ist.

==Siehe auch==
* [[Chopper Betrieb]]
* [[Bascom und PWM]]

[[Kategorie:Software]]
[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Elektronik]]

Pulsweitenmodulation

2006-01-26T10:36:16Z

Ogni42:

Die Pulsweitenmodulation (oft mit PWM abgekürzt) wird vornehmlich zum Ansteuern größerer Lasten wie z.B. Motoren verwendet. Microcontroller haben daher oft bereits spezielle PWM Ausgänge integriert. Bei der Pulsweitenmodulation(PWM) werden Impulse mit voller Spannung, aber variabler Breite an den Motor gesendet. Ein Rechtecksignal mit konstanter Frequenz wird also mit einem bestimmten Tastverhältnis moduliert.

Vorteil dieser Ansteuerung ist, dass weniger Leistung verbraucht wird, da nicht permanent eine Eingangsspannung anliegt, die von einer Elektronik auf die gewünschte Motorspannung heruntergeregelt wird, sondern der Motor durch die Breite der Schaltimpulse gesteuert wird.

http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/pwm.gif

Diese drei Skizzen demonstrieren, wie ein Motor mit unterschiedlicher Pulsweite in drei verschiedenen Geschwindigkeit geregelt wird. In der Praxis ist die Pulsweite oft in 255 Schritten (8 Bit) und mehr regelbar. Gut zu erkennen ist in der Skizze, dass die eigentliche Grundfrequenz bei der Pulsweitenmodulation nicht verändert wird, sondern lediglich das Verhältnis der Ein- und Ausschaltzeit pro Welle (<math>T_{on}</math> und <math>T_{off}</math>). Die Modulationsfrequenz kann dabei variieren. Oft findet man Anwendungen im Frequenzbereich zwischen mehreren hundert Hertz (z.B. Bremslichter bei Autos) bis in den Bereich von 100 kHz (Schaltregler).

Durch die Pulsweitenmodulation ist es möglich, dass auch Verbraucher mit niedrigeren Nennspannungen an weit höheren Spannungen betrieben werden können. Dadurch, dass man die Pulsweite reduziert, regelt man quasi auch die Spannung.

<math>
V_{pwm} = V_{in}\cdot\frac{T_{on}}{T_{on}+T_{off}} = V_{in}\cdot T_{on}\cdot f_{PWM}
</math>

Bsp.: Wenn die Spannung 12V und die Pulsweite genau 50% beträgt, so bedeutet das, dass der Motor nur für die halbe Zeit mit der Spannung versorgt wird. Dies wäre vergleichbar mit dem Fall, dass der Motor für die volle Zeit mit einer kontinuierlichen Gleichspannung von 6V betrieben würde.
Der große Vorteil ist also, dass die herabgesetzten 6V nicht wie bei herkömmlichen Regelungen am Transistor oder einem Widerstand in Wärme umgesetzt werden. Damit sich dieser Mittelwert einstellen kann, muss eine entsprechende Glättung des Signals vorliegen. Beim Motor ist das die Wicklung des Ankers, bei Schaltnetzteilen sind das die Kondensatoren am Ausgang.

Beispielschaltungen die PWM nutzen, findet man unter [[Getriebemotoren Ansteuerung]]
Auch bei [[Schrittmotoren ]] macht man sich diese Technik bei modernen Schaltkreisen und Steuerungen zunutze. Hier bezeichnet man sie oft auch als Chopper-Regelung, was letzlich aber sehr ähnlich ist.

==Siehe auch==
* [[Chopper Betrieb]]
* [[Bascom und PWM]]

[[Kategorie:Software]]
[[Kategorie:Grundlagen]]
[[Kategorie:Elektronik]]