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PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[41] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto Utentemassimoxl » 15 giu 2021, 10:57

Sarebbe ottimo poter utilizzare una semplice resistenza ed un condensatore, anzichè utilizzare un IC e spendere dei soldi.
Però mi era stato detto prima che occorreva utilizzare una reistenza ed un condensatore, poi mi è stato consigliato di utilizzare 2 resistenze e due condensatori.
Qualcuno mi aveva detto che calcolare i valori di RC bisognava fare dei calcoli (Isidoro) aveva spiegato in maniera approfondita un articolo in questione che ho letto ma che ho abbandonato perché occorrevano parecchi dati e parecchi calcoli. Pensavo che per una semplice resistenza e un condensatore bastasse una formula.


Vediamo se riusciamo ad uscirne fuori con una formula:
mettiamo il caso che la mia frequenza sia appunto 20Khz, applico la seguente formula scegliendo un Valore C arbitrario di 1 uF (espressa in Farad), la resistenza R che dovrò utilizzare sarà:

R= 1÷(2π · C · F) = 1÷(6,28 · 0,000001 · 20000)= 1÷0,1256= 7,96 Ω

E' corretta la formula?
La latenza con circuito RC cambia?
Il risultato va espresso in Ω, oppure in kΩ?
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[42] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 15 giu 2021, 11:43

Intanto le uscite digitali, di Arduino o meno, non garantiscono dei livelli di tensione precisi e questo si ripercuoterà sul risultato, a meno di bufferizzare l'uscita con un amplificatore adatto. Con la tua formula avresti un residuo di prima armonica del 70% circa, dipende un po' anche dal duty cycle. Pertanto dovresti introdurre un fattore, forse 10. Parliamo di uscita a vuoto, se invece il carico fosse costituito da una resistenza dovresti metterla in conto con Thevenin sia per la tensione di uscita che per la costante di tempo.

EDIT riguardo alla resistenza, c'è pure da controllare che la corrente di uscita, sia pure transitoria, sia dentro i valori massimi assoluti forniti con le caratteristiche elettriche del microcontrollore.
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[43] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 15 giu 2021, 11:44

massimoxl ha scritto:Sarebbe ottimo poter utilizzare una semplice resistenza ed un condensatore, anzichè utilizzare un IC e spendere dei soldi.

Anche la resistenza ed il condensatore costano qualcosa.

massimoxl ha scritto: Però mi era stato detto prima che occorreva utilizzare una reistenza ed un condensatore, poi mi è stato consigliato di utilizzare 2 resistenze e due condensatori.

Questo perché se metti due gruppi RC interagenti migliori la velocità di risposta del circuito.
Questa soluzione è da preferire.

massimoxl ha scritto: Qualcuno mi aveva detto che calcolare i valori di RC bisognava fare dei calcoli (Isidoro) aveva spiegato in maniera approfondita un articolo in questione che ho letto ma che ho abbandonato perché occorrevano parecchi dati e parecchi calcoli. Pensavo che per una semplice resistenza e un condensatore bastasse una formula.

Infatti basta, piuttosto il problema non è quello, ma avere sensibilità sui dati.
Questa è l’esperienza. Tutti siamo capaci di battere quattro tasti sulla calcolatrice.

massimoxl ha scritto: Vediamo se riusciamo ad uscirne fuori con una formula:
mettiamo il caso che la mia frequenza sia appunto 20Khz, applico la seguente formula scegliendo un Valore C arbitrario di 1 uF (espressa in Farad), la resistenza R che dovrò utilizzare sarà:

R= 1÷(2π · C · F) = 1÷(6,28 · 0,000001 · 20000)= 1÷0,1256= 7,96 Ω

E' corretta la formula?
La latenza con circuito RC cambia?
Il risultato va espresso in Ω, oppure in kΩ?


La formula si, tutto il resto no.
1. chilo si scrive con la k minuscola, altrimenti sono kelvin;
2. Hz si scrive con la H maiuscola;
3. Il valore di C che hai scelto è troppo grande, infatti ti viene una R troppo piccola, che caricherebbe troppo la porta del microcontrollore.

Prova a fare il calcolo imponendo una resistenza da 22\text{k}\Omega, invece del condensatore.
Il risultato va espresso in ohm, perché mai dovresti esprimerlo in \text{k}\Omega?

Queste cose fanno pensare che tu non sappia nulla, ma proprio nulla, di elettronica.
Nota che non voglio assolutamente offenderti, ma se dici, come hai detto in post passati, che non sei esperto ma un po’ di elettronica la sai, sappi che ti stai illudendo.
Per conoscere l’elettronica bisogna partire studiando, tanto.

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[44] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 15 giu 2021, 11:46

EcoTan ha scritto:Intanto le uscite digitali, di Arduino o meno, non garantiscono dei livelli di tensione precisi e questo si ripercuoterà sul risultato, a meno di bufferizzare l'uscita con un amplificatore adatto. Con la tua formula avresti un residuo di prima armonica del 70% circa, dipende un po' anche dal duty cycle. Pertanto dovresti introdurre un fattore, forse 10. Parliamo di uscita a vuoto, se invece il carico fosse costituito da una resistenza dovresti metterla in conto con Thevenin sia per la tensione di uscita che per la costante di tempo.

Non può capirti.
Inoltre la R farebbe andare in limitazione il buffer di uscita del micro e otterresti un PWM con un valore medio dato dal prodotto di un’onda triangolare (uC in limitazione) e della modulante.
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[45] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 15 giu 2021, 11:49

E' vero ma una volta archiviato il thread può servire anche a qualche altro.
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[46] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 15 giu 2021, 11:52

Certo, però precisalo, altrimenti ingeneri confusione ulteriore nell’OP. Grazie

Una cosa a cui non ho badato: 20\text{k}\text{Hz} è la frequenza del PWM o della modulante?

Il filtro RC va progettato in modo che tagli tutta la frequenza di switching e sia però sopra alla frequenza della modulante.
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[47] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 15 giu 2021, 11:56

Già precisato, ho fatto Edit.
Da qualche parte ho visto adesso una frequenza PWM di 490 Hz, se è così tutto il discorso va rifatto in proporzione.
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[48] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 15 giu 2021, 11:57

perfetto.

490 Hz??? Ma la portante? Sei sicuro?
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[49] Re: DAC - differenza 8bit e 10bit

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 15 giu 2021, 11:59

massimoxl ha scritto:Io ho un benedetto Arduino Uno :D dal quale tramite apposito sketch caricato dentro, mi si sviluppa nel pin9 un'uscita PWM (0-5) con frequenza fissa 490Hz.

E' la prima volta che scendo nei dettagli, non è che ho tanta pazienza e ammiro quella di alcuni. (voglio dire che ho risposto alla domanda senza rileggere tutto il thread)
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[50] Re: PWM, DAC(risoluzione) e Arduino

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 15 giu 2021, 12:27

Anche io non ho riletto tutto.
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