EL2564, EL2564-0010 - Einstellbare Parameter
Duty Cycle
Der Duty Cycle kann für jeden Kanal einzeln auf einen Wert zwischen 0 und 100 % eingestellt werden. Die Einstellung des Wertes erfolgt pro Kanal über die Ausgangsprozessdaten PWM Outputs Channel n → PWM Output. Der maximal mögliche Wert in den Prozessdaten beträgt 32767.
- Duty Cycle 0 % = 0
- Duty Cycle 50 % = 16384
- Duty Cycle 100 % = 32767
Der aktuelle Wert für die Ausgabe kann zu Diagnosezwecken der aktuelle Duty Cycle im CoE Objekt 0x60n0:13 Output duty cycle ausgelesen werden. Alternativ können auch in den Prozessdaten die Objekte 0x1A01, 0x1A03, 0x1A05 und 0x1A07 gemappt werden. Hier kann der aktuelle Prozessdatenwert dann zyklisch über die Variable Output duty cycle ausgelesen werden.
Master Gain
Der Master Gain gibt die Gesamthelligkeit über alle Kanäle vor und ist daher nur einmal für alle vier Kanäle einstellbar, um alle Kanäle um denselben Faktor zu dimmen. Dieser Wert muss in den Prozessdaten eingestellt werden. Dazu muss in den Prozessdaten im Sync Manager 2 Outputs das Objekt 0x1604 PWM Outputs Device gemappt werden oder alternativ das Predefined PDO Assignment 4 Ch + Master gain gewählt werden. Außerdem kann der Wert für den Master Gain fest über das CoE Objekt 0xF819:12 vorgegeben werden, solange das Objekt nicht in den Prozessdaten gemappt ist. Die Helligkeit kann zwischen 0 und 100 % vorgegeben werden.
Wird der Wert in die Prozessdaten gemappt ist er defaultmäßig zunächst 0. Um ein Leuchten am Ausgang der EL2564 zu sehen muss dieser Wert auf den gewünschten Master Gain Wert > 0 geändert werden. Der maximal mögliche Wert beträgt 32767. Der tatsächliche Ausgabewert des Duty Cycles wird dann berechnet über den in den Prozessdaten eingetragene Wert für den Duty Cycle multipliziert dem Faktor (Master Gain/32767).
Werden Master Gain und der Gammawert zur Skalierung der Ausgabe gemeinsam verwendet wird immer zuerst der Ausgabewert mit dem Master Gain verrechnet und dann mit dem Gamma.
PWM Frequenz
Die Frequenz der PWM Ausgabe für alle Kanäle kann im CoE Objekt 0xF819:11 PWM frequency geändert werden. Die Angabe des Wertes ist in Hz. Der Default-Wert ist 5000 Hz. Die Frequenz ist über dieses Objekt einstellbar zwischen 1 und 16000 Hz.
In Abhängigkeit der eingestellten Frequenz ändert sich die Anzahl der Schritte von der kleinsten bis zur größten Helligkeit. Mit steigender PWM-Frequenz sinkt die Auflösung. Die Auflösung bzw. Schrittweite ist im CoE Objekt 0xF919:11 Resolution angezeigt.
Im Auslieferungszustand bei einer PWM Frequenz von wird also ca. alle fünf PDO Inkremente die Helligkeit geändert. (32767/6399 = 5,12)
Bei den niedrigen Frequenzen, wo ein sichtbares Blinken erzeugt wird, muss bedacht werden, dass die einzelnen Pulse die maximale Helligkeit haben und nicht gedimmt werden können, da das Dimmen üblicherweise bei schnellen Frequenzen über den Duty Cycle realisiert wird. Dadurch ist bei den niedrigen Frequenzen keine beliebige Farbmischung möglich. Wenn ein Blinken mit einer beliebiger Farbmischung gewünscht ist, muss es aus dem SPS Programm vorgegeben werden.
Ramp Time
Die Ramp Time gibt die Zeit für das Auf-/Abdimmen von der geringsten bis zur maximalen Helligkeit an. Die Zeit kann für jeden Kanal einzeln im CoE Objekt 0x80n0:25 Ramp time eingestellt werden. Bei Werten kleiner als 0,05 s ist die Rampe inaktiv und der Ausgabewert wird Zyklussynchron beeinflusst. Die maximale Zeit für die Ramp Time beträgt 10000 s.
Gamma - Skalierung des Ausgangs
Über den Gammawert kann die Skalierung der Ausgabe angepasst werden. So kann das Helligkeitsverhalten beispielsweise dem Empfinden des menschlichen Auges angenähert werden. Gamma kann pro Kanal im CoE Objekt 0x80n0:24 Gamma eingestellt werden. Wenn dieser Wert auf 1.0 steht, ist die Skalierung linear. Einige beispielhafte Verläufe der Ausgabe bei verschiedenen Gammawerten können der folgenden Abbildung entnommen werden.
Die Berechnung der Ausgabe erfolgt über den folgenden Zusammenhang: (Aktueller_Prozessdatenwert/Maximaler_Prozessdatenwert)^Gamma
Im Folgenden eine beispielhafte Berechnung für den Prozessdatenwert 4096 und Gamma 0,5:
(4096/32767)^0,5 = 0,35
Es wird also zu 35 % aufgesteuert. Bei Gamma gleich 1.0 entspricht der tatsächlich ausgegebene Wert des Duty Cycles dem vorgegebenen Wert aus den Prozessdaten.
Werden Master Gain und der Gammawert zur Skalierung der Ausgabe gemeinsam verwendet wird immer zuerst der Ausgabewert mit dem Master Gain verrechnet und dann mit dem Gamma.
Beispielhafte Anwendung für die Linearisierung der Helligkeit für das menschliche Auge:
Die vom Menschen wahrgenommene Helligkeit nimmt in dunklen Bereichen steiler und in hellen Bereichen weniger steil zu. Dem menschlichen Auge wird ein Gammawert von ca. 0,3 bis 0,5 zugeordnet. Will man das Helligkeitssignal eines Anzeigegerätes (z. B. eines Monitors oder einer Beleuchtungseinrichtung) linear wahrnehmen, muss man es mit dem Kehrwert des Gammawertes (ca. 1/0,3 = 3,3 zu 1/0,5 = 2) vorverzerren, damit sich die beiden Nichtlinearitäten jeweils aufheben und der Verlauf für den Betrachter linear erscheint. Für die Gammawerte der EL2564 müsste damit für das menschliche Auge ein Wert zwischen 2 und 3,3 vorgegeben werden.
Verhalten im Watchdog-Fall
Das Verhalten im Watchdog-Fall kann für jeden Kanal im CoE Objekt 0x80n0:05 Watchdog vorgegeben werden. Dabei kann gewählt werden, ob der Ausgang im Watchdog-Fall den letzten Prozessdatenwert behält oder ob er einen im CoE Objekt 0x80n0:0D Default output vorgegebenen Wert annimmt. Dies kann zum Beispiel für die Fehleranzeige genutzt werden, sodass im Watchdog-Fall alle Kanäle ausgeschaltet werden, außer der Kanal mit der roten LED, um den Fehler zu signalisieren.
Bei dem vorgegebenen Default output Wert aus 0x80n0:0D ist darauf zu achten, dass es sich hierbei um den vorzugebenden Duty Cycle handelt. 32767 entspricht also der maximalen Helligkeit.
Im Watchdog-Fall werden die im CoE eingetragenen Werte für die Frequenz, Gamma und den Master Gain beibehalten. Vorgegebene Rampenzeiten haben keinen Einfluss.