Ajuda PWM (estudo - iniciante)

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Olá, estou há alguns dias estudando o funcionamento do Arduino Uno e, para questão de estudo, gostaria de ajuda em um sketch para geração de pulsos quadrados PWM, que sejam lidos pelo terminal para que eu possa gerar gráficos de Tensão X Tempo. Este gerado pelas ondas quadradas como mostram os exemplo de inúmeros livros. No entanto, esses programas são criados para serem lidos com ajudo de um osciloscópio. Eu, no caso, gostaria de gerar dados no terminal, salvá-los em .txt e gerar esses gráficos em Origin ou Excel.

Para critério de estudo, estou jogando o valor de 255 (5V) no pino ~6 e lendo o valor da tensão no pino A0, transformando o valor digital em analógico por meio de um fio de cobre ligando os dois pinos.

Com um pouco de pesquisa em sites e em livros, acabei tendo algumas ideias para gerar um sketch simples, onde posso mudar os valores dos ciclos, entre 25%, 50% e 75%, para que eu possa vizualizá-los na forma de gráficos, pegando os valores de tempo e tensão pelo serial do Arduino.

Para isso, criei a varável micro, onde defino o valor do ciclo de pulso em 5V e o restante em 0V. Nesse exemplo, quero gerar um pulso com 10% em 5V e 90% em 0V:

int analogPin = A0; //pino analogico
int pwmPin = 6; //pino PWM
int micro = 100; // 100 ~ 10% DutyCycle

void setup()
{
  pinMode(pwmPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
    int mili = millis();
    int dutyCycle = 255; // 5V    
    analogWrite(pwmPin, dutyCycle); 
    int rawReading = analogRead(analogPin); 
    float volts = rawReading / 204.6; // transformando o valor para 5V
    Serial.print(mili); // pegando o valor do tempo
    Serial.print(" "); 
    Serial.println(volts); // pegando o valor da tensao 
    delayMicroseconds(micro); // valor do ciclo em 5V
    mili = millis(); 
    dutyCycle = 0; 
    analogWrite(pwmPin, dutyCycle); 
    rawReading = analogRead(analogPin); 
    volts = rawReading / 204.6; 
    Serial.print(mili);
    Serial.print(" ");
    Serial.println(volts); 
    delayMicroseconds(1000-micro);  // valor do ciclo em 0V
}

Problemas: a função millis(), não me traz valores exatos de tempo (para o gráfico Tensão x Tempo) e, mesmo que eu mude os valores da varável micro, parece que os gráficos ficam todos iguais. Gostaria de enxergar o valor do ciclo (10%, 25%, 50%...) mudando conforme eu mude os valores de micro. Como nunca mexi com a função millis(), posso estar fazendo algo bem errado...

Alguém tem alguma sugestão?

Obrigado!

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Boas

float volts = rawReading / 204.6; // transformando o valor para 5V

De onde vem esse valor magico dos 204.6?

int mili = millis();

A funçao millis() devolve te um long portanto armazena-lo num int é sarilho!

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Eu fiz um outro código, agora utilizando um laço for, definindo com variáveis tempo o início e o fim dos sinais de 5V e o 0V. Por hora, funciona, mas sinto que não é bem este o caminho, pois estou forçando o Arduino a me fornecer estes sinais por meio do analogWrite() e analogRead(), e não pegando os valores dos pulsos, uma vez que o padrão dos "analogs" é de 500Hz. Neste código com for, eu estou definindo o tempo de 0 a 100, mas queria que isso fosse realmente em milissegundos. Não sei se estou sendo claro, nem sei se isso é possível... O código novo e o resultado estão abaixo:

int analogPin = A0; //pino analogico
int pwmPin = 6; //pino PWM
int tempoI = 0;
int tempoP = 50; // 50% 
int tempoF = 100;

void setup()
{
  pinMode(pwmPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  for (tempoI = 0; tempoI <= tempoP; tempoI++)
  {
    int dutyCycle = 255; // 5V    
    analogWrite(pwmPin, dutyCycle); 
    int rawReading = analogRead(analogPin); 
    float volts = rawReading / 204.6; 
    Serial.print(tempoI);
    Serial.print(" ");
    Serial.println(volts); 
  }
  for (tempoF = tempoI; tempoF <= 100; tempoF++)
  {
    int dutyCycle = 0; 
    analogWrite(pwmPin, dutyCycle); 
    int rawReading = analogRead(analogPin); 
    float volts = rawReading / 204.6; 
    Serial.print(tempoF);
    Serial.print(" ");
    Serial.println(volts); 
  } 
}

0 5.00
1 5.00
2 5.00
3 5.00
4 5.00
5 5.00
6 5.00
7 5.00
8 5.00
9 5.00
10 5.00
11 5.00
12 5.00
13 5.00
14 5.00
15 5.00
16 5.00
17 5.00
18 5.00
19 5.00
20 5.00
21 5.00
22 5.00
23 5.00
24 5.00
25 5.00
26 5.00
27 5.00
28 5.00
29 5.00
30 5.00
31 5.00
32 5.00
33 5.00
34 5.00
35 5.00
36 5.00
37 5.00
38 5.00
39 5.00
40 5.00
41 5.00
42 5.00
43 5.00
44 5.00
45 5.00
46 5.00
47 5.00
48 5.00
49 5.00
50 5.00
51 0.00
52 0.00
53 0.00
54 0.00
55 0.00
56 0.00
57 0.00
58 0.00
59 0.00
60 0.00
61 0.00
62 0.00
63 0.00
64 0.00
65 0.00
66 0.00
67 0.00
68 0.00
69 0.00
70 0.00
71 0.00
72 0.00
73 0.00
74 0.00
75 0.00
76 0.00
77 0.00
78 0.00
79 0.00
80 0.00
81 0.00
82 0.00
83 0.00
84 0.00
85 0.00
86 0.00
87 0.00
88 0.00
89 0.00
90 0.00
91 0.00
92 0.00
93 0.00
94 0.00
95 0.00
96 0.00
97 0.00
98 0.00
99 0.00
100 0.00

Mas queria utilizar um contator em tempo real do Arduino.
Obrigado!

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Eu havia lido que a função analogRead() retorna valores entre 0 e 1023, sendo 0 correspondente a 0V e 1023, a 5V.

Verdade

Assim, para converter os valores lidos, divido por 204.6, que vem da divisão 1023/5.

Pelo que percebi tu tens um fio directo entre a saída e a entrada do ADC, logo estamos a falar de sinais de 0 ou 5.O valor que o ADC vai ler serão então dois valores, ou 0 que corresponde aos 0V ou 1023 que corresponde aos 5V.Assim sendo não entendo porque é que divides isso por 5 já que os teus 1023 corresponde aos 5V.Dividires isso por 5 obterás o valor de 1V(204.8 )
Nota que o ADC tem 10 bits de resolução logo ele lê 1024 valores, como o zero também conta ele vai desde 0 a 1023, isto so para te indicar que mesmo que desejasses fazer a divisao o valor deve ser 204.8 e nao os 204.6.Talvez o teu motivo da divisao seja este, "Para critério de estudo, estou jogando o valor de 255 (5V) "
O analogWrite recebe 8 bits, dai ele ter o valor máximo de 255, o ADC tem 10 bits!!!
Penso que na pratica o que pretendes nao vai ter grande rigor, pois considerando que ate metes isso a funcionar é altamente improvável que consigas obter resultados fidedignos quando subires a frequência.Tens também depois o problema da velocidade da serie que eventualmente vai se tornar um bottleneck, e tens o problema de ler o exacto momento que o PWM mudou.
Se eu tivesse essa tarefa em maos eu olharia para o datasheet do 328 para os registos do PWM e em conjunto com interrupções do PWM tentar obter o tempo exacto de quando o pwm "mexe" e com base nisso despoletar algo para a serie

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Desculpa a pergunta estúpida da minha parte.

Para que queres gráficos PWM Serial Monitor? Achas que a porta série consegue acompanhar um PWM desses? Ou mais importante, o teu computador receber e processá-los de forma eficiente?

Podes explicar porque queres fazer algo assim? Talvez os conselhos te ajudem mais a atingir o que pretendes do que a forma que estás a tentar agora.