Hi Leute,

ich benutze einen Arduino Uno und brauche für ein Gerät eine Gleichspannung von 0-5 V.
Praxiswerte meines Arduino : 0-4,385V, 35,08mA
Da der Arduino nur PWM-Ausgänge zum Schalten von 0-4,385V hat, möchte ich
das PWM-Signal durch einen Tiefpassfilter (RC-Glied) in eine Gleichspannung mit Wechselanteil, deren Mittelwert dem des PWM-Signals entspricht und dessen Wechselanteil von der Beschaltung des Filters abhängig ist, glätten.

Ich benutze willkürlich zum Testen einen Widerstand mit 10k Ohm und einen EKO mit 100nF.
Wenn ich nun mein Tastverhältnis auf 100% (255 Duty Cycle) schalte, dann kommt auch genau die gleiche Spannung heraus, wie vor dem Filter(Ua=4,385V).
Also würdeich sagen, dass mein Tiefpassfilter funktioniert und glättet.
Leider habe ich kein Oszilloskop zur Hand und kann dadurch mein Ausgangssignal nicht prüfen.

Deswegen versuche ich es auf die Rechnenweise.


Ich habe die Grenzfrequenz ausgerechnet fg=1/(2*Pi*R*C)
fg=1/(2*pi*10kOhm*100nF)
fg=159,1549 Hz
Die Ausgangspannung nach dem Tiefpass berechnet sich wie folgt:

Ua=Ue=1/(wurzel(1+(2*Pi*f*R*C)²)

Jetzt ist ja nur die Frage, was ich für eine Frequenz in der Formel verwenden soll.
Laut den Arduino- Datenblatt hat mein PWM 470Hz an den besagten Pin, den ich verwende.
Laut Wikipedia ist aber bei Gleichspannung die Frequenz =0 und deswegen ist Ue=Ua.

Ua=4,385V/(wurzel(1+(2*Pi*10kOhm*100nF)²)
Ua(f=0Hz) = 4,385V-> so würde schonmal der richtige Wert herauskommen.

Ua(f=470Hz)= 0,320V-> der Wert für f=470Hz in der Ausgangsspannungsformel des TP kann nicht stimmen.

Nach der Glättung bleibt ja auf der Gleichspannung immer noch eine Restwelligkeit (Ripple).
Beim idealen DA-Wandler beträgt die Ripplespannung= 20mV.
Deswegen wäre es interessant für mich zu wissen wieviel Ripple durch meinen DA-Wandler entstehen.

Berechnung Ripple:
Tpwm=1/f
=1/470Hz=2,12765ms

URipple= (Ue*Tpwm/(4*RC))
= (4,385V*2,127ms/(4*10kOhm*100nF)
=2,331V <--- das kann ja auch nicht stimmen.

Meine Frage ist, was habe ich falsch gemacht und wie kann ich meinen Tiefpassfilter richtig dimensionieren bzw. berechen,so dass ich am Ende eine Gleichspannung von 0-4,385V habe.

Ich hoffe mir kann jemand helfen.

Gruß Lord Integer