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Analog in PWM - Konverter mit LM393 und NE555

(Modul)

Bei manchen Experimenten ist es notwendig, ein analoges Signal in das PWM-Signal umzuwandeln. Anstatt selbst einen solchen Wandler zu bauen, kann es nützlich, praktisch und zeitsparend sein, ein vorgefertigtes Modul anzuwenden. In dem Versuch wird ein solches Modul getestet. Bei dem Konverter handelt es sich um ein No-Name-Produkt aus China. Das Modul ist eine elektronische Platine mit den Abmessungen 30x30 mm. Zu den wichtigsten Komponenten, die man auf der Platine ausmachen kann, gehören der Timer NE555, Komparator LM393, Spannungsregler AMS1117-5 und der Transistor S8550. Neben einer Reihe von Widerständen, Kondensatoren und Dioden befindet sich auf der Platine darüber hinaus ein Potentiometer, mit dem Feinabstimmungen durchgeführt werden können. Für externe Anschlüsse stehen insgesamt sechs Schraubklemmen zur Verfügung. Mit einer roten Leuchtdiode wird die Betriebsbereitschaft des Moduls signalisiert.

Der Konverter wandelt analoge Signale 0-5V und 0-10V in PWM-Signale (Pulsweitenmodulation) um. Mit PWM-Signalen werden viele Geräte angesteuert, wie z.B. PC-Lüfter. Einführungsinformationen zu PWM findest du hier:

PWM

Um die Eingangssignale 5V und 10V zu unterscheiden, gibt es auf der Platine einen Jumper, der passend eingestellt werden muss.
Anschlüsse:

Anschlüsse

Rückseite

Die Spannungsversorgung des Moduls beträgt 12VDC.

PWM-Lüfter

In dem Versuch wird mit dem generierten PWM-Signal ein PWM-Lüfter gesteuert. Dabei handelt es sich um den Lüfter NF-A von Noctua. Nominale Versorgungsspannung des Lüfters beträgt 12VDC.

PWM-Lüfter NF-A

Spannungsregler

Als Spannungsregler kommt in dem Versuch ebenfalls ein fertiges Modul aus China zum Einsatz. Das Modul arbeitet mit dem Spannungsregler LM2596 und verfügt über eine 7-Segmentanzeige. Mit dem Spannungsregler werden die analogen Signale von 5V und 10V zum Testen bereitgestellt.

Spannungsregler mit LM2596

Schaltplan

Für die Erstellung der Testschaltung werden laut Plan nur wenige Verbindungen benötigt. Auf einem Steckbrett lässt sich die Aufgabe mit 15 Drahtbrücken erledigen.
Sowohl der Analog-PWM-Konverter als auch Spannungsregler und Lüfter werden vorab mit einer Spannung von 12V versorgt. Mit dem Potentiometer R1 wird ein analoges Signal gebildet und dem Analog-PWM-Konverter zugeführt. Seine Aufgabe besteht darin, das analoge Signal in ein PWM – Signal zu verwandeln. Mit dem neuen Signal wird anschließend ein PWM-Lüfter gesteuert. Durch Betätigen des Potentiometers wird der Spannungswert des analogen Eingangssignals verändert. Dementsprechend muss sich das Tastverhältnis des PWM-Signals ändern. Wenn das klappt, wird man auf diesem Wege die Drehzahl des Lüfters beeinflussen können.
Um sicherzugehen, dass alles nach Plan verläuft, schließen wir an dem PWM-Ausgang des Konverters zu Beobachtungszwecken ein Oszilloskop. Eine fertig aufgebaute Testschaltung könnte dann wie folgt aussehen:

Testschaltung

Kurzvideo

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