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Dual Mode Signal Generator PWM Pulse Frequency Duty Cycle appropriate Module (XY-LPWM3)

         

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データ番号

1912

区 分

部品

分 類

高周波

品 名

Dual Mode Signal Generator PWM Pulse Frequency Duty Cycle appropriate Module (XY-LPWM3)

発売元

入手先

 

AliExPress

販 売

 

NovelDIY Store

製 造

 

価 格

586円(クーポン・送料込)

主要部品

電 源

3.8〜24Vdc (概略仕様参照)

概略仕様

 

概要

Dutyの異なる3種類のPWM信号を発生するモジュールです。

電源

VIN入力:3.8〜24Vdc

 商品Webページでは3.3Vdc〜30Vdcと記載されていますが、基板上の3端子レギュレータのデーターシートより上記数値と判断しました。 (VIN=24Vmax、VDROP=500mVtyp)

周波数設定範囲

  • 全範囲1Hz〜150kHz  (下記4とおりの周波数範囲で周波数刻みが変化します。)

 1Hz〜999Hz : 1Hz刻み

 1.00kHz〜9.99kHz : 0.01kHz刻み

 10.0kHz〜99.9kHz : 0.1kHz刻み

 100kHz〜150kHz : 1kHz刻み

  • 周波数設定は3出力全て同時に設定されます。 (出力毎の周波数設定はできません。)

Duty設定範囲

  • 0%〜100% : 1%刻み
     

  • Duty設定は3出力それぞれ独立して設定できます。

出力

1kΩでプルアップされたオープンドレイン出力です。

手動設定

  • FREQ +スイッチ、−スイッチで3出力を同時に周波数のアップダウンができます。
     

  • DUTY1 +スイッチ、−スイッチでPWM1出力のDUTYのアップダウンができます。
      

  • DUTY2 +スイッチ、−スイッチでPWM2出力のDUTYのアップダウンができます。
     

  • DUTY3 +スイッチ、−スイッチでPWM3出力のDUTYのアップダウンができます。

外部設定

シリアル通信で周波数・Dutyの各設定値を変更できます。

 9600bps 8bit パリティ無し ストップビッチ1bit  3.3Vレベル

     出典元:商品Webページ、もしくは製作例による

付属基板

専用基板 3Channel PWM Generator

付属ケース

無し

外形寸法

基板単体 W 56.3mm D 38.0mm H 9.9mm

追加購入

部品

コメント

改 造

その他

(製作例)

 

 販売価格593円に割引が適用され、586円で購入 できました。

【 商品Webページ 】

 

【 パッケージ外観 】

 

【 基板外観1 】

 

【 基板外観2 】

 

【 基板外観3 】

 

【 基板外観4 】

 

【 基板外観5 】

 

【 基板外観6 】

 

マイコンの表面が削られています。

【 基板外観7 】

 

【 基板外観8(電源回路付近拡大) 】

  


基 板 回 路 調 査 

  オープンドレインのプルアップ抵抗(1kΩ)の部品番号が不明のため、該当のチップ抵抗を取り外して部品番号の確認をしました。

 

【 プルアップ抵抗(1kΩ)取外し後の基板外観 】

 

 今回の外観確認を基に電源・信号出力部分の回路は下記回路図のようになっていると推測しています。  なお、Q1・Q2・Q3はバイポーラトランジスタではなくFETのようです。 FETの種類・型式は不明です。 回路図はN−Channel MOSFETのシンボルで表記しています。

 

【 モジュール回路図(推測) 】

  


動 作 確 認

 動作確認は5V電源(VIN=5Vdc)を用いました。 本モジュール内のマイコン部分が3.3Vdc電源で動作していますが、PWM・PWM2・PWM3信号は5Vレベルの信号となります。
  シリアル通信は「USBシリアル変換モジュール(CH340E) (BTE17-06)」 (5Vレベル)と「4ビット双方向ロジックレベル変換モジュール BSS138使用 (K-13837)」(3.3Vレベル)を 用いました。

 

【 動作確認時外観(未通電時) 】

 

【 動作確認時外観(通電時) 】

 

 シリアル通信として「USBシリアル変換モジュール(CH340E) (BTE17-06)」などのUSBシリアル変換器を用いた場合、TXD信号が電源供給源となり意図しない通電状態となることがあります。 今回 は「4ビット双方向ロジックレベル変換モジュール BSS138使用 (K-13837)」を介していまが、電源ラインへの影響はあるようす。 

 

 画像左側に9Vdc電源から取り外した赤色・茶色の電線末端が見えます。  USBシリアル変換器のみ通電した状態では、赤色・茶色電線両端には約0.87Vdcの電圧が生じていました。 なお、この電圧は徐々に低下していました。

【 意図しない通電状態(VIN配線未接続時) 】

 

 画像左側に「USBシリアル変換モジュール(CH340E) (BTE17-06)」に接続されたUSBケーブルの他端TypeAコネクタが見えます。 TypeAコネクタが未接続にも関わらず「USBシリアル変換モジュール(CH340E) (BTE17-06)」の 電源らいんんいは2.115Vdcの電圧が観測され、通電表示LEDが点灯しています。

【 意図しない通電状態(USBコネクタ未接続時) 】

 

 動作確認に際してシリアル通信で周波数・Dutyを設定しましたが、通信用アプリケーション(今回はTera TermVT)のローカルエコーバックをオンすることで使いやすくなりました。 シリアル通信により周波数やDutyを設定する場合、1文字ごと手でタイプすると 設定できません。 今回の操作では、送信データを一旦クリップボードにコピーして、クリップボードのデータを送信するようにしました。

 

 「READ」→「F001」→「D1:099」→「D1:099」→「READ」を実行した場合です。 ローカルエコーバックがオフの場合、応答データしか表示されません。  「READ」の応答は改行されませんが、DUTY設定は改行されていました。 

【 ローカルエコーバック オフ時 】

 

 「READ」→「F0.0.1」→「D1:001」→「D1:001」→「D1:001」→「READ」を実行した場合です。 ローカルエコーバック をオンにすることで多少は見やすくなりました。 

【 ローカルエコーバック オン時 】

 

 以上で動作確認の準備ができましたので、出力波形を「デジタルオシロスコープ DS1054Z」で観測しました。 最小周波数1Hzと最大周波数150kHzでDuty 1%と99%の波形を下記に掲載します。  なお、0%時は出力Lowレベル、100%時は出力Highレベル状態となりました。 また、PWM1・PWM2・PWM3出力波形は同期していました。

 

CH1(黄色)

PWM1信号(1Hz 1%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(1Hz 1%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(1Hz 1%)
2V/div

時間軸

100ms/div

【 1Hz Duty1%設定時 】

 

CH1(黄色)

PWM1信号(1Hz 1%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(1Hz 1%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(1Hz 1%)
2V/div

時間軸

1ms/div

【 1Hz Duty1%設定時  (Highレベルパルス部拡大) 】

 

CH1(黄色)

PWM1信号(1Hz 99%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(1Hz 99%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(1kHz 99%)
2V/div

時間軸

100ms/div

【 1Hz Duty99%設定時 】

 

CH1(黄色)

PWM1信号(1Hz 99%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(1Hz 99%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(1Hz 99%)
2V/div

時間軸

1ms/div

【 1Hz Duty99%設定時  (Lowレベルパルス部拡大) 】

 

CH1(黄色)

PWM1信号(150kHz 1%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(150kHz 1%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(150kHz 1%)
2V/div

時間軸

1μs/div

【 150kHz Duty1%設定時 】

 

CH1(黄色)

PWM1信号(150kHz 1%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(150kHz 1%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(150kHz 1%)
2V/div

時間軸

50ns/div

【 150kHz Duty1%設定時  (Highレベルパルス部拡大) 】

 

CH1(黄色)

PWM1信号(150kHz 99%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(150kHz 99%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(150kHz 99%)
2V/div

時間軸

1μs/div

【 150kHz Duty99%設定時 】

 

CH1(黄色)

PWM1信号(150kHz 99%)
2V/div

CH2(水色)

PWM2信号(150kHz 99%)
2V/div

CH3(桃色)

PWM3信号(150kHz 99%)
2V/div

時間軸

50ns/div

【 150kHz Duty99%設定時  (Lowレベルパルス部拡大) 】

 

 波形観測より、Dutyの設定値と実測値にずれは大きくはないようです。 ただし、オープンドレインによる波形なまりが生じていました。 1Hzと150kHzにおける設定Dutyと観測Dutyの関係をグラフ化してみました。 観測点をグラフ中に×印でプロットしました。

 

【  Duty実測値 (1Hz) 】

 

【  Duty実測値 (150kHz) 】

 

 Q1・Q2・Q3はFETと推定しています。 確認のため、テスターのダイオードレンジでQ1のVF測定を試みた結果、VFスケールオーバー(非導通)となりました。 これよりバイポーラトランジスタではないと推測されました。 また、PWM1信号用マイコン出力信号の電流制限抵抗R3(100Ω)の両端電圧を測定してドライブ電流(FETであればゲート電流)を実測しました。 その結果を下記に掲載します。 マイコン出力信号が変化した際に電流が流れていることより、Q1・Q2・Q3はFETであることに間違いはなさそうです。

【 Gate電流実測 】

  

データ作成者 CBA

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