Waveshare Industrie-4-Kanal-PWM-Ausgangsmodul, isoliert, RS485
Waveshare Industrie-4-Kanal-PWM-Ausgangsmodul, isoliert, RS485
Das Waveshare Industrial 4-Ch PWM Output Module (SKU: 33921) ist ein isolierter RS485-zu-PWM-Ausgangskonverter, der für die industrielle Automatisierung entwickelt wurde. Mit zweifacher Isolierung von Stromversorgung und Signal bietet dieses Modul 4 unabhängige PWM-Kanäle mit einstellbarer Frequenz (1Hz-200kHz) und Tastverhältnis (0-100%), wodurch es sich ideal für die Motorsteuerung, LED-Dimmung und industrielle Prozesssteuerungssysteme eignet.
Was ist das Waveshare Industrial 4-Ch PWM Output Module?
Das Waveshare Industrial 4-Ch PWM Output Module verbindet RS485-Kommunikationsnetzwerke mit PWM-Ausgangssignalen. Es ermöglicht die präzise Steuerung von PWM-gesteuerten Geräten über standardisierte Modbus RTU-Protokollbefehle, wie sie in der industriellen Automatisierung üblich sind. Mit Magnetkopplungsisolierung für Strom und Signale, umfassenden Schutzschaltungen und einem weiten DC 7-36V Eingangsbereich ist es für den zuverlässigen Betrieb in anspruchsvollen Industrieumgebungen ausgelegt.
PWM (Pulsweitenmodulation) regelt die Energieabgabe an Geräte wie Motoren und Beleuchtungen. Dieses Modul erzeugt präzise PWM-Signale aus der Ferne über RS485 und ermöglicht so eine verteilte Steuerung von einer zentralen SPS oder einem Industriesteuergerät aus. Das 4-Kanal-Design bietet Flexibilität bei der gleichzeitigen Steuerung mehrerer Geräte über einen einzigen RS485-Bus.
Hauptmerkmale
- 4 unabhängige PWM-Kanäle: Jeder Kanal mit unabhängig einstellbarer Frequenz (1Hz-200kHz) und Tastverhältnis (0-100%).
- Hohe Präzision: 0,01Hz Frequenzauflösung und 0,1% Tastverhältnisauflösung.
- Strom + Signal Dual-Isolierung: Die Magnetkopplungsisolierung für die RS485-Kommunikation bietet eine stabile isolierte Spannung und eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit.
- Breiter Spannungsbereich: DC 7-36V Stromversorgung, perfekt für industrielle 24V-Systeme.
- Hutschiene-Montage: Standard 35mm Hutschienenmontage für eine einfache Installation in Industrieschaltschränken.
- Modbus RTU-Protokoll: Standardprotokoll für die SPS-Integration mit Adressen von 1-255, unterstützt bis zu 255 Module.
- Konfigurierbarer Ausgang: 3,3V (Standard) oder 5V Ausgangspegel über internen Jumper.
- Industrieller Schutz: TVS-Überspannungsschutz, rücksetzbare Sicherung, Verpolungsschutz und ESD-Schutz.
- Statusanzeigen: 3x LEDs zur Überwachung des Strom-, Sende- und Empfangsstatus.
Technische Spezifikationen
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Kommunikation | RS485 |
| Baudraten | 4800-256000 bps |
| Standardformat | 9600, N, 8, 1 |
| Protokoll | Modbus RTU |
| PWM-Kanäle | 4 Kanäle |
| Frequenzbereich | 1Hz ~ 200kHz (0,01Hz Auflösung) |
| Frequenzgenauigkeit | 0,1% (1Hz-10kHz), 1% (10kHz-100kHz), 2% (100kHz-200kHz) |
| Tastverhältnis | 0-100% (0,1% Auflösung) |
| Stromversorgung | DC 7~36V |
| Ausgangsspannung | 3,3V oder 5V (Jumper-wählbar) |
| Ausgangsstrom | <30mA (Signalpegel) |
| Adressbereich | 1-255 |
| Isolierung | Duale Isolierung von Strom und Signal (Magnetkopplung) |
| Schutz | TVS, rücksetzbare Sicherung, Verpolungsschutz, ESD |
| Montage | 35mm Hutschiene oder Wandmontage |
| Gewicht | 0,095 kg |
Anwendungen
- Industrielle Automatisierung: Integration in SPS-Systeme zur Gerätesteuerung und -überwachung.
- Motorsteuerung: Steuerung von Servomotoren, DC-Motordrehzahl und Schrittmotortreibern.
- LED-Systeme: Dimmsteuerung für industrielle LED-Beleuchtung und RGB-Streifen.
- HVAC-Steuerung: Lüfterdrehzahlregelung, Klappenpositionierung, Steuerung von Heizelementen.
- Robotik: Präzise Motor- und Aktuatorsteuerung in Robotersystemen.
- Prozesssteuerung: Ventilsteuerung, Pumpendrehzahlregelung, industrielle Heizprozesse.
- Prüfmittel: Signalerzeugung für automatisierte Testsysteme.
- Stromversorgungen: Steuerung von Schaltnetzteilen und DC-DC-Wandlern.
Entwicklungsleitfaden
Hardware-Anschluss
Verbinden Sie RS485 A→A, B→B, VCC mit 7-36V DC, GND mit Masse. Verwenden Sie die Klemmen D1-D4 für die PWM-Ausgänge. Zum Testen schließen Sie einen USB-zu-RS485-Konverter an Ihren Computer an.
Modbus-Kommunikation
Das Modul verwendet das standardmäßige Modbus RTU-Protokoll mit den folgenden Funktionscodes:
- FC 03 (0x03): Halteregister lesen
- FC 06 (0x06): Einzelnes Register schreiben
- FC 16 (0x10): Mehrere Register schreiben
Register-Adresszuordnung
| Adresse (HEX) | Beschreibung | Wertebereich |
|---|---|---|
| 4x0000-4x0001 | Kanal 1 Frequenz (High/Low 16-bit) | 100-20000000 (0,01Hz Einheiten, 1Hz-200kHz) |
| 4x0002 | Kanal 1 Tastverhältnis | 0-1000 (0,1% Einheiten, 0-100%) |
| 4x0003-4x0004 | Kanal 2 Frequenz (High/Low 16-bit) | 100-20000000 (0,01Hz Einheiten, 1Hz-200kHz) |
| 4x0005 | Kanal 2 Tastverhältnis | 0-1000 (0,1% Einheiten, 0-100%) |
| 4x0006-4x0007 | Kanal 3 Frequenz (High/Low 16-bit) | 100-20000000 (0,01Hz Einheiten, 1Hz-200kHz) |
| 4x0008 | Kanal 3 Tastverhältnis | 0-1000 (0,1% Einheiten, 0-100%) |
| 4x0009-4x000A | Kanal 4 Frequenz (High/Low 16-bit) | 100-20000000 (0,01Hz Einheiten, 1Hz-200kHz) |
| 4x000B | Kanal 4 Tastverhältnis | 0-1000 (0,1% Einheiten, 0-100%) |
| 4x2000 | Parameter der seriellen Schnittstelle | Baudrate und Paritätseinstellungen |
| 4x4000 | Geräteadresse | 1-255 (0x0001-0x00FF) |
| 4x8000 | Software-Version | Nur Lesezugriff (z.B. 0x0064 = V1.00) |
Konfigurationsbeispiel
Um Kanal 1 auf 1kHz bei 50% Tastverhältnis einzustellen: Frequenzregister 4x0000-4x0001 = 100000 (0x000186A0 in 32-Bit Hex) und Tastverhältnisregister 4x0002 = 500 (0x01F4 in Hex) schreiben. Jedes Modul kann eine eindeutige Adresse (1-255) haben, was bis zu 255 Module an einem einzigen RS485-Bus für insgesamt 1.020 PWM-Kanäle ermöglicht.
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Ressourcen
- Modbus Protocol Specification
- Wikipedia - Modbus
- Wikipedia - RS-485
- Wikipedia - PWM
- Waveshare Documentation Wiki
- Manufacturer Product Page
FAQ
Was ist die maximale PWM-Frequenz und Genauigkeit?
Das Modul unterstützt 1Hz bis 200kHz mit 0,01Hz Auflösung. Die Frequenzgenauigkeit ist unterteilt: 0,1% (1Hz-10kHz), 1% (10kHz-100kHz) und 2% (100kHz-200kHz).
Wie hoch ist die Auflösung des Tastverhältnisses?
Die Auflösung des Tastverhältnisses beträgt 0,1% (Registerwert 0-1000 entspricht 0-100,0%). Das Tastverhältnis kann für jeden Kanal unabhängig von 0% bis 100% eingestellt werden.
Wie viele Module können an einen RS485-Bus angeschlossen werden?
Bis zu 255 Module (Adressen 1-255), was insgesamt 1.020 PWM-Kanäle an einem einzigen RS485-Bus ermöglicht.
Welche Ausgangsspannungspegel werden unterstützt?
Konfigurierbar über einen internen Jumper: 3,3V (Standard) oder 5V. Der Ausgangsstrom ist auf <30mA begrenzt, da es sich um Signalpegelausgänge handelt.
Welche Art der Isolierung hat dieses Modul?
Das Modul verfügt über eine duale Isolierung von Strom und Signal mittels Magnetkopplungstechnologie. Die RS485-Schnittstelle verfügt über eine digitale Isolierung, die für eine stabile isolierte Spannung, hohe Zuverlässigkeit und starke Anti-Interferenz-Leistung sorgt.
Welche Schutzfunktionen sind enthalten?
TVS-Überspannungsschutz, rücksetzbare Sicherung, Verpolungsschutz und ESD-Schutz für industrielle Umgebungen.
Ist dies mit Raspberry Pi oder Arduino kompatibel?
Ja – es funktioniert mit Raspberry Pi, Arduino oder jedem Mikrocontroller mit RS485-Fähigkeit unter Verwendung von Standard-Modbus-RTU-Bibliotheken.
Was sind die Standard-Modbus-Einstellungen?
Adresse 1, 9600 Baud, keine Parität, 8 Datenbits, 1 Stoppbit (9600, N, 8, 1).
Welche Montageoptionen gibt es?
Das Modul unterstützt sowohl die 35mm Hutschienenmontage für Industrieschaltschränke als auch die Wandmontage mit Schrauben.
Lieferumfang
- Waveshare Industrial 4-Ch PWM Output Module × 1
- Netzteil-Klemmenadapter × 1
- Schraubendreher × 1
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