Cosa rende diversi i pin digitali PWM dagli altri ?

[realtebo]

Mi riferisco a questo schema, che fa parte dell'esempio su come far lampeggiare un led.

http://arduino.cc/en/uploads/Tutorial/ExampleCircuit_sch.png

I pin digitali 3,5,6,9,10,e 11 riportano scritto PWM (e sul circuito stampato reale dell'UNO Rev.3 c'è disegnato una tilde in corrispondenza di questi pin).

Ho letto il tutorial sui pin digitali, e sugli analogici che simulano il pwm, ma non capisco in che modo questi 6 pin digitali differiscano dagli altri digitali.

Ovvviamente, escludendo il 13, che ha il led hardware attaccato, e l'1 e il 2 dedicati al TX/RX seriale.

Cosa c'è che li rende speciali rispetto, quindi, al 4,7,8 e 12 ?

[nid69ita]

http://www.maffucci.it/2011/11/29/arduino-lezione-06-modulazione-di-larghezza-di-impulso-pwm/

Spiegato bene.
Ad esempio nei motorini elettrici della Lego, la maggiore o minore velocità viene data NON aumentando i volts o gli ampere, ma aumentando il segnale ad impulsi pwm (che è un'onda quadra da 0 a 5V) .

[uwefed]

PWM (Puls Width Modualtion) modulazione a larghezza di impulso.
Un segnale PWM é un onda quadra dove varia il rapporto tra tempo HIGH e tempo LOW. Avendo tempi diversi di HIGH la tensione media risultate varia. Si possono regolare certi utenze in modo semplice e senza grossa dissipazione di calore nel elemento del regolatore perché questo accende e spegne l' utenza in intervalli regolari e non abbassa la corrente /tensione perché aumenta la propria resistenza (transistore nella paret proporzionale del pilotaggio. Utenza come lampade a incandescenza, motori DC, LED, riscaldamento ecc possono esser regolati in modo lineare.

Questi 6 Pin hanno questa funzione PWM implementata via Hardware tramite i 3 Timer del ATmega. Visto che é un implementazione HW non serve nessuna programmazione continua ma solo un setaggio iniziale (automatico fatto dallo IDE) e la programmazione del valore di PWM tramite analogWrite(pin, valorePWM) . La frequenza di ripetizione della onda quadra é nel Arduino normalmente di 490 Hz. Puó essere modificata.

Ciao Uwe

[leo72]

Ho letto il tutorial sui pin digitali, e sugli analogici che simulano il pwm, ma non capisco in che modo questi 6 pin digitali differiscano dagli altri digitali.

Ogni pin ha più di una funzione, a seconda delle periferiche che sono attaccate al pin stesso.
I pin PWM sono agganciati a delle periferiche interne che, come si ti hanno indicato, sono dette "timer". Questi timer sono in grado di incrementare un contatore interno. Al raggiungimento di un determinato valore i timer possono invertire lo stato elettrico del pin, generando il segnale PWM.
Altri pin con più di una funzione usati sull'Arduino UNO sono ad esempio A4 e A5, su cui è mappato il bus I2C.

Ovvviamente, escludendo il 13, che ha il led hardware attaccato, e l'1 e il 2 dedicati al TX/RX seriale.

Un'altra coppia speciale di pin quella composta dai pin 0 e 1 (NON 1 e 2, a meno che tu non ti voglia riferire ai piedini fisici del microcontrollore, ma parlando di Arduino si parla sempre dei pin presenti sugli header), su cui è mappata la seriale hardware.

[realtebo]

Come sempre GRAZIE a tutti.

Cos'è il "PWM" me lo ricordavo bene. Se non dico una stupidata, è il principio su cui si basano gli esempi che 'sfumano' l'intensità del led, variando i periodi di HIGH e di LOW sul pin digitale a cui il led è collegato, o mi sbaglio ?

Però, portate pazienza, in senso pratico, in che modo i pin "pwm" sono diversi dagli altri ?
Cioè: che cosa NON posso fare usando un pin digitale "normale" ma posso farlo solo usando quelli PWM ?
C'è qualcosa che rendere l'istruzione digitalWrite 'diversa' a seconda del pin usato ? (sempre eslcusi tx,rx e led-13)

Ho capito che questi pin hanno un modulatore PWM dietro (perdonatemi i termini poco tecnici per ora), ma il pin, non si comando comunque sempre e solo a 0 e 1 ?!

[nid69ita]

Beh sempre a 0 o 1 (0 - 5V). Ma se non è PWM tu lo metti a 0 o 1 e rimane fermo a quel valore.
Con PWM tu non poni a 0 o 1 ma decidi la frequenza dell'onda quadra. Poi è il microcontroller a generare la sequenza giusta di 0-1 alla velocità richiesta.
http://arduino.cc/en/Tutorial/PWM
Come dicevo sopra i motorini dei lego PF, mindstorm o dei treni sono pilotati in PWM. Mi sembra di aver letto che ora anche i trenini elettrici in scala usano PWM.
Non gli dai + o - corrente per farli andare + veloci ma aumenti la frequenza dell'onda quadra per accelerare.

[astrobeed]

Non gli dai + o - corrente per farli andare + veloci ma aumenti la frequenza dell'onda quadra per accelerare.

In realtà con il PWM vari la tensione vista dal motore ai suoi capi per effetto dell'induttanza e di conseguenza la sua velocità, il PWM normalmente ha frequenza fissa, chiamata carrier, si varia il rapporto tra periodo low e periodo high, il duty cycle.

[nid69ita]

scusa l'imprecisione.
Mi spieghi la differenza?
Ma se cambi il tempo per cui rimane a 1 rispetto a 0, non si può comunque parlare di frequenza?
Cosa si intende per frequenza del pwm fissa? non è una corrente alternata o un suono.
Sono confuso (sono un programmatore, mi trovo + mio agio con istruzioni che con elettricità!)

EDIT: mi son risposto da solo. Basta leggere meglio il tutorial!!!
http://arduino.cc/en/Tutorial/PWM
terzo periodo subito prima dei grafici.

Però ora mi sorge la domanda:
>>Arduino's PWM frequency at about 500Hz, the green lines would measure 2 milliseconds each
perchè proprio 500Hz? C'e' una ragione di hardware o qualche motivazione "elettronica" ?

[vittorio68]

come ti spiegava astrobeed nel PWM quello che cambia è il duty cycle mentre la frequenza rimane fissa.

L'onda quadra del PWM rimane per un certo periodo di tempo P1 a 1 e per un periodo di tempo P0 (tipicamente diverso...) a 0. La somma di questi due tempi rappresenta il periodo P = P1 + P0 del segnale e quindi la frequenza F sarà uguale a 1/P.

La frequenza del PWM è fissa perchè P è fisso. Quindi P1 e P0 non possono variare arbitrariamente ma sempre in modo che P = P1 + P0 (quindi P1 = P - P0 o viceversa P0 = P - P1).

Spero di aver contribuito a fare chiarezza invece di confondere maggiormente le idee.

[nid69ita]

Leggendo il tutorial e anche dalla tua spiegazione è tutto chiaro.
Solo che ora mi chiedo se quel tempo P viene scelto per motivi di hardware (il componente che genera il pwm ha certe capacità) oppure se è un discorso che coinvolge l'elettronica e come sono fatti i motorini elettrici.
Uso anche i lego mindstorm: anche loro usano il pwm ma mi sembra che la frequenza sia diversa da quella usata da Arduino
http://www.youtube.com/watch?v=6RttvmTGm74
nel video uno prova con oscilloscopio. Quancuno sa leggerlo?  leggo 250 microsecondi?
Su un altro sito affermano 128microsecondi 7800Hz. Questi motori vanno a 3.3V e utilizzano anche loro I2Cbus. Trovo perciò molte analogie tra i lego mindstorm e pilotare motorini in pwm con Arduino. Ma mi sembra ci sia differenza sulle frequenze scelte.

[astrobeed]

Solo che ora mi chiedo se quel tempo P viene scelto per motivi di hardware (il componente che genera il pwm ha certe capacità) oppure se è un discorso che coinvolge l'elettronica e come sono fatti i motorini elettrici.

La frequenza del PWM deve essere scelta in modo opportuno in base al tipo di device da controllare.
Su Arduino vale circa 490 Hz perché dipende da i vari setup dei timer, in particolare il timer 0 per la millis, però è possibile modificarla a proprio piacere sul timer 1 e 2 compatibilmente con le funzionalità software in uso, alcune funzioni/shield richiedono l'uso parziale/esclusivo di uno, o più timer, e di conseguenza non è possibile utilizzare i pwm su certi pin.
In linea generale 490 Hz vanno bene per controllare la luminosità di un led o ottenere una tensione continua, tramite un filtro passa basso, se basta una banda compresa tra 4 e 10 Hz, 490 Hz sono pochi per l'uso controllo motori con un ponte H.

[vittorio68]

francamente non conosco la risposta alla tua domanda che però mi incuriosiva... ho cercato quindi "frequenza PWM" su google. Trovi molti risultati.

Il primo di questi http://www.robot-italy.net/roboforum/showthread.php?t=186 è un topic in un altro forum al quale risponde un certo astrobeed -    

Penso possiamo evitargli di ripetere la spiegazione anche qui... mi pare davvero chiara.

[vittorio68]

acc... non ho fatto in tempo... è arrivato prima... consiglio però di leggere comunque anche l'altra risposta, c'erano ulteriori dettagli.

OT - ma non avrei dovuto ricevere un warning che mi indicava che il thread era stato modificato durante la mia risposta? In un'altra occasione lo avevo visto.

[nid69ita]

Ottimo link e chiara l'esposizione. Grazie.

[realtebo]

Questi 6 Pin hanno questa funzione PWM implementata via Hardware tramite i 3 Timer del ATmega. Visto che é un implementazione HW non serve nessuna programmazione continua ma solo un setaggio iniziale (automatico fatto dallo IDE) e la programmazione del valore di PWM tramite analogWrite(pin, valorePWM) . La frequenza di ripetizione della onda quadra é nel Arduino normalmente di 490 Hz. Puó essere modificata.

Ciao Uwe

Forse ho capito:

i pin PWM si possono comandare usando analogWrite ed il valore viene convertito in un duty cycle fatto di high e low proporzionali in automatico dall'arduino ??