RS485 Multi-IO Modul / "Analoge Ausgänge"

[mototeacher]

Weil ich im Keller einiges zu schalten und steuern habe, kam mir das HMW-IO-12-SW14-DR ganz gelegen.
Jetzt wollte ich einen der "analogen" Schaltausgänge zur Steuerung eines LED Netzteils verwenden und erlebte erst mal mein blaues Wunder.

Das vorhandene Mean Well Netzteil hat einen DC 0 - 10 Volt Eingang über den sich der Konstantstrom des Ausgangs steuern lässt. Diese Gleichspannung sollte sich doch wohl aus dem Multi-IO herausholen lassen. Leider geben die mir verfügbaren Unterlagen zu diesem Modul keine brauchbare Auskunft. Ein kurzer Blick ins Schaltbild machte mir klar, dass analog und Gleichspannung in Leer offensichtlich nichts miteinander zu tun haben. Also begab ich mich ans Forschen und möchte hier möglichst knapp von dem Ergebnis berichten.

Die 8 digital/analogen Ausgänge des Moduls sind mitnichten analog, sondern reine OC - Ausgänge, welche sich entweder (im Digitalmodus) ein/ausschalten lassen, oder aber (im Analogbetrieb) ein Rechtecksignal mit variabler Frequenz und Puls/Pausenverhältnis ausgeben können.

Die erreichbaren Grenzwerte sind in den Unterlagen nur unklar oder gar nicht definiert. Darum hier etwas genauer:
In der WebUI wählt man bei diesem Modul unter Einstellungen für den gewünschten Ausgang (Kanal 7 bis 12 stehen zur Verfügung) den Analogmodus aus.
Im nächsten Eingabefeld kann jetzt eine Pulszeit zwischen 0 und 600 Sekunden gewählt werden. Null nimmt eine Sonderstellung ein, wird aber im Handbuch treffend beschrieben.
Der kleinste Wert über null, den ich verwenden konnte, waren 0.01 Sekunden, also 10 msec.
Auch wenn das System diesen Wert akzeptiert, wird die Anzeige nach dem Speichern offensichtlich auf 0.1 Sekunden Werte gerundet. Bei 10 msec steht also 0.0 im Eingabefeld. Ab 0.05 wird dann 0.1 angezeigt.
Im Folgenden beschriebene Erkenntnisse habe ich mit den Werten 10, 50 und 100 msec gewonnen. Längere Zeiten habe ich noch nicht getestet.

Was bedeutet nun "Pulszeit"?
Recht einfach steht dieser Wert für die Dauer eines Einschaltpulses am Ausgangstransistor bei aktivem Ausgang.
Nun gibt es aber keine einzelnen Pulse (oder nur mit Klimmzügen), sondern die Ausgangspulse werden mit der Frequenz wiederholt, die sich in der WebUI direkt oder per Programmierung in der Einheit mHz einstellen lässt. Der Bereich geht hier von 0 bis 50.000mHz, also 50 Hertz. Zum besseren Verständnis rechnet man die Frequenz aber besser in Periodenzeiten um. So werden aus 100mHz also 10 Sekunden und 10.000mHz ergibt halt 100msec usw.
Mit diesem Wissen lassen sich jetzt Puls/Pausensignale in gewissen Grenzen erzeugen. So erzeugt eine Pulszeit von 0.1sec. und eine Ausgangsfrequenz von 1000mHz also ein Ausgangssignal von 100msec gefolgt von einer Pause mit 900msec. Danach geht es wieder von vorne los. So erhalten wir ein Signal mit einem Tastverhältnis von 10%.
Das Ganze funktioniert recht schön, solange man nicht an die Systemgrenzen kommt. Da kommt der Prozessor gerne etwas durcheinander.
So kann er bei einer Pulszeit von 0.1sec ein Signal mit 8.000mHz (oder 125msec Zykluszeit) noch ausgeben, aber wird der Zyklus auf 111msec (9.000mHz) verkürzt so wird zwar das zu erwartende Tastverhältnis noch eingehalten, aber die Puls/Pausenzeiten werden angepasst. (hier ca. 160 zu 20 msec statt 100 zu 11msec) Offensichtlich geht nichts außerhalb dem 10msec – Raster. Damit das Tastverhältnis dann trotzdem passt, werden die einzelnen Zyklen noch individuell variiert.

Bei 100msec Pulszeit und 10.000mHz Ausgabefrequenz ist dann Schluss. Ab dieser Einstellung ist der Ausgang immer aktiv.
Bei 50msec liegt diese Grenze bei 25.000mHz und erst mit 10msec Pulszeit lassen sich die 50.000mHz voll ausnutzen. Verständlich, das je länger die Pulszeit gewählt wird, umso kleiner muss die maximal verwendbare Frequenz gewählt werden.

In meinem Fall ging es ja aber darum, aus dem Puls – Pausenverhältnis eine einstellbare Gleichspannung zu gewinnen. Das erledigt man gewöhnlich durch Verwendung eines Tiefpassfilters, des die einzelnen Impulse integriert und daraus die Gleichspannung erzeugt. Im Interesse kleiner Kondensatoren und einer schnellen Reaktionszeit wählte ich die Pulszeit mit 10msec. Damit lassen sich allerdings nur Pausenverhältnisse von knapp unter 50% erreichen. Den Rest erledigt ein Pegelwandler.

So, sollte ich etwas übersehen haben oder jemand andere/weitere Erkenntnisse haben, dann würde ich mich über Rückmeldungen freuen. Weiter Details gerne auf Anfrage.

Gruss,

Uli

[FritzRe]

Hallo
habe mir mal die Anleitung durchgelesen. Wo steht den da das es 0/10V Analog Ausgänge hat?
Auszüge aus der Anleitung:

Und auf der Web-Seite steht auch nur was von Analogeneingängen.

[mototeacher]

Stimmt, aber im WebUI Konfigurationsbereich lassen sich die bewussten OC Ausgänge entweder auf "Digital" oder "Analog" konfigurieren. Und hier könnte "Analog" ohne Kenntniss der Schaltung zu Verwirrungen führen. Schließlich ist das, was da rauskommt alles anderer als analog, oder?
Der Sinn meine Betrags war auch eher, einen Weg zum Generieren von Gleichspannungssignalen zu zeigen, als mich über die verwirrende Bezeichnung zu beschweren.