Pulse Width Modulation (PWM) -...

4
andri_mz | Pulse Width Modulation (PWM) Copyright Andri Marzuki [email protected] http://andri_mz.staff.ipb.ac.id/pulse-width-modulation-pwm/ Pulse Width Modulation (PWM) Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya. Aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo, pengaturan nyala terang LED dan lain sebagainya. Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memiliki frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga 100%). Gambar.1. Sinyal PWM dan rumus perhitungannya Pulse Width Modulation (PWM) merupakan salah satu teknik untuk mendapatkan signal analog dari sebuah piranti digital. Sebenarnya Sinyal PWM dapat dibangkitkan dengan banyak cara, dapat menggunakan metode analog dengan menggunakan rankaian op-amp atau dengan menggunakan metode digital. Dengan metode analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakan metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu sendiri. Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut. page 1 / 4

Transcript of Pulse Width Modulation (PWM) -...

Page 1: Pulse Width Modulation (PWM) - achamad.staff.ipb.ac.idachamad.staff.ipb.ac.id/wp-content/plugins/as-pdf/andri_mz-Pulse... · pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo,

andri_mz | Pulse Width Modulation (PWM)Copyright Andri Marzuki [email protected]://andri_mz.staff.ipb.ac.id/pulse-width-modulation-pwm/

Pulse Width Modulation (PWM)

Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasilebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untukmendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWMadalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau teganganyang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, sertaaplikasi-aplikasi lainnya. Aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupapengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo, pengaturan nyalaterang LED dan lain sebagainya.

Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap,namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurusdengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memilikifrekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga100%).

Gambar.1. Sinyal PWM dan rumus perhitungannya

Pulse Width Modulation (PWM) merupakan salah satu teknik untuk mendapatkansignal analog dari sebuah piranti digital. Sebenarnya Sinyal PWM dapatdibangkitkan dengan banyak cara, dapat menggunakan metode analog denganmenggunakan rankaian op-amp atau dengan menggunakan metode digital. Denganmetode analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakanmetode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itusendiri. Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut.

page 1 / 4

Page 2: Pulse Width Modulation (PWM) - achamad.staff.ipb.ac.idachamad.staff.ipb.ac.id/wp-content/plugins/as-pdf/andri_mz-Pulse... · pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo,

andri_mz | Pulse Width Modulation (PWM)Copyright Andri Marzuki [email protected]://andri_mz.staff.ipb.ac.id/pulse-width-modulation-pwm/

Misalkan suatu PWM memiliki resolusi 8 bit berarti PWM ini memiliki variasiperubahan nilai sebanyak 28 = 256 variasi mulai dari 0 – 255 perubahan nilai yangmewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran PWM tersebut.

Gambar 2. Pulsa PWM

Dengan cara mengatur lebar pulsa “on” dan “off” dalam satu perioda gelombangmelalui pemberian besar sinyal referensi output dari suatu PWM akan didapat dutycycle yang diinginkan. Duty cycle dari PWM dapat dinyatakan sebagai:

DutyCycle=tON/(tON+tOFF)x100%................................................................... (1)

 Duty cycle 100% berarti sinyal tegangan pengatur motor dilewatkan seluruhnya.Jika tegangan catu 100V, maka motor akan mendapat tegangan 100V. pada duty

page 2 / 4

Page 3: Pulse Width Modulation (PWM) - achamad.staff.ipb.ac.idachamad.staff.ipb.ac.id/wp-content/plugins/as-pdf/andri_mz-Pulse... · pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo,

andri_mz | Pulse Width Modulation (PWM)Copyright Andri Marzuki [email protected]://andri_mz.staff.ipb.ac.id/pulse-width-modulation-pwm/

cycle 50%, tegangan pada motor hanya akan diberikan 50% dari total teganganyang ada, begitu seterusnya.

Untuk melakukan perhitungan pengontrolan tegangan output motor denganmetode PWM cukup sederhana sebagaimana dapat dilihat pada ilustrasi Gambar 2.di bawah ini.

 

Gambar 3. Pengontrolan tegangan Pulsa PWM

 

Dengan menghitung duty cycle yang diberikan, akan didapat tegangan output yangdihasilkan. Sesuai dengan rumus yang telah dijelaskan pada gambar.

Average Voltage = (a/a+b)xVfull.................................................................... (2)

Average voltage merupakan tegangan output pada motor yang dikontrol oleh sinyalPWM. a adalah nilai duty cycle saat kondisi sinyal “on”. b adalah nilai duty cyclesaat kondisi sinyal “off”. Vfull adalah tegangan maksimum pada motor. Dengan

page 3 / 4

Page 4: Pulse Width Modulation (PWM) - achamad.staff.ipb.ac.idachamad.staff.ipb.ac.id/wp-content/plugins/as-pdf/andri_mz-Pulse... · pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo,

andri_mz | Pulse Width Modulation (PWM)Copyright Andri Marzuki [email protected]://andri_mz.staff.ipb.ac.id/pulse-width-modulation-pwm/

menggunakan rumus diatas, maka akan didapatkan tegangan output sesuai dengansinyal kontrol PWM yang dibangkitkan.

 

page 4 / 4