hanif Seorang perantau yang ingin sukses dengan belajar SEO

Pengertian PWM

pengertian pwm

Pengertian PWM – PWM ini sangat cocok digunakan untuk menjalankan motor yang menggunakan beban inersia.

Pengaplikasian pada PWM biasanya dipakai untuk menggerakkan motor, pengendalian sudut servo motor, dan pengaturan cahaya.

Berbagai jenis rangkaian seperti konverter, inverter, SMPS (Switch Mode Power Supply) serta pengontrol kecepatan yang merupakan rangkaian yang didalamnya mempunyai banyak sakelar elektronik.

Nah pada artikel kali ini mimin akan membahas mengenai pengertian PWM, jenis, contoh skema dan cara menghitungnya. Untuk itu simak pembahasannya dibawah ini.

Pengertian PWM

PWM (Pulse Width Modulation) dalam bahasa Indonesia yakni Modulasi Lebar Pulsa, PWM adalah suatu teknik modulasi yang mengubah lebar pulsa (pulse width) dengan nilai frekuensi dan amplitudo yang tetap.

PWM bisa dianggap sebagai kebalikan dari ADC (Analog to Digital Converter) yang mengkonversi sinyal analog ke digital.

PWM (Pulse Width Modulation) ini digunakan untuk menghasilkan sinyal analog dari perangkat digital, contohnya dari mikrokontroller.

Jenis Jenis PWM

Nah setelah sebelumnya tadi sudah membahas mengenai pengertian PWM, selanjutnya yaitu membahas mengenai jenis-jenis dari PWM.

Ada 2 jenis tipe PWM yang umum digunakan, kedua jenis tersebut yakni pulse width modulation digital dan pulse width modulation analog.

Untuk cara kerja dan konsep nya dari masing-masing jenis-jenisnya bisa kalian baca dibawah ini :

1. PWM Digital

pengertian pwm

PWM digital yakni jenis PWM yang perubahan nilainya dipengaruhi oleh PWM itu sendiri. Pada jenis ini nilai output yang keluar tidak stabil karena untuk menghitung gelombang hanya melalui pembacaan langsung pada alat.

Ciri khas yang membedakan antara PWM digital dengan analog yakni terletak pada kestabilan hasil pengukuran.

2. PWM Analog

pengertian pwm

PWM analog yakni jenis PWM yang menggunakan prinsip kerja membandingkan gelombang tegangan carrier dengan tegangan referensi menggunakan rangkaian op-amp comparator.

Saat besaran nilai pada tegangan referensi lebih besar dari tegangan carrier, output yang dihasilkan comparator bernilai tinggi (High) dan output komparator lainnya bernilai rendah (Low).

Berdasarkan cara kerja komparator tersebut, mengubah duty cycle dari sinyal output cukup dengan mengubah besar tegangan referensi yang ada.

Siklus Kerja PWM (PWM Duty Cycle)

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, sinyal PWM akan tetap ON untuk waktu tertentu lalu terhenti atau OFF selama sisa periodenya.

Yang membuat PWM ini istimewa dan lebih berguna yaitu bisa menetapkan berapa lama kondisi ON harus bertahan dengan cara mengendalikan siklus kerja atau Duty Cycle PWM.

Persentase waktu yang dimana sinyal PWM tetap pada kondisi tinggi disebut dengan “siklus kerja” atau “Duty Cycle”.

Kondisi yang sinyalnya selalu dalam kondisi ON disebut dengan 100% Duty Cycle (Siklus Kerja 100%).

Sedangkan kondisi yang sinyalnya selalu dalam kondisi OFF (mati) disebut dengan 0% Duty Cycle (Siklus Kerja 0%).

Adapun rumus untuk menghitung siklus kerja atau Duty Cycle bisa ditunjukkan seperti persamaan dibawah ini.

Duty Cycle = tON / (tON + tOFF)

Atau

Duty Cycle = tON / ttotal

Keterangan :

  • tON = Waktu ON atau waktu yang dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi (high atau 1).
  • tOFF = Waktu OFF atau waktu yang dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah (low atau 0)
  • ttotal = Waktu satu siklus atau penjumlahan antara tON dengan tOFF atau disebut dengan “periode satu gelombang”

Siklus Kerja = Waktu ON / (Waktu ON + OFF)

Nah gambar dibawah ini merupakan sinyal PWM dengan siklus kerja 60%. Seperti yang kita lihat, dengan mempertimbangkan semua periode waktu (ON time + OFF time), sinyal PWM hanya ON untuk 60% dari suatu periode waktu.

Frekuensi PWM (PWM Frequency)

Frekuensi sinyal PWM menentukan seberapa cepat PWM menyelesaikan satu periode. Satu periode yaitu waktu ON dan OFF penuh dari sinyal PWM seperti yang ditunjukkan pada gambar diatas.

Rumus menghitung frekuensi :

Frequency = 1 / Time Periode

Keterangan : Time Periode atau Periode Waktu = Waktu ON + Waktu OFF

Biasanya sinyal PWM yang dihasilkan oleh mikrokontroler sekitar 500 Hz, frekuensi tinggi tersebut akan digunakan pada perangkat switching yang kecepatannya tinggi seperti inverter atau konverter.

Tetapi tidak semua aplikasi membutuhkan frekuensi tinggi, contohnya untuk mengendalikan motor servo kita hanya perlu menghasilkan sinyal PWM dengan frekuensi 50Hz, frekuensi sinyal PWM juga bisa dikendalikan oleh program untuk semua mikrokontroler.

Contoh Skema PWM

PWM (Pulse Width Modulator) ini sebagai gelombang pulsa lebar layar yang bisa dimodulasi mempunyai fungsi penting.

Maka dari itu, metode untuk memanipulasi sinyal pulsa lebar ini penerapannya banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Nah berikut ini merupakan beberapa contoh skema PWM serta penerapan rangkaian PWM, diantaranya :

Skema PWM untuk Mengatur Kecepatan Motor DC

pengertian pwm

Pada contoh penerapan ini, pengaturan kecepatan pada motor DC berlaku apabila besaran nilai duty cycle atau siklus kerjanya yang diberikan, maka bisa mempengaruhi kecepatan putaran motor.

Bisa kalian lihat pada gambar rangkaian diatas. IC555 diset sebagai astabil multivibrator dengan frekuensi kerja tetap (nilai RC tetap) dengan output yang diberikan ke rangkaian driver motor DC sederhana dengan mosfet.

Jika duty cycle semakin besar, maka kecepatan gerak motor DC akan semakin cepat, begitupun sebaliknya.

Jika duty cycle-nya semakin kecil, maka putaran atau kecepatan motor DC pun akan bergerak semakin lambat.

Skema PWM untuk Mengatur Motor Servo

pengertian pwm

Contohnya, jika pulsa 1,5 milidetik mengatur poros ke 0°. Mengubah lebar pulsa dari 1,5 milidetik menjadi 1 milidetik berputar dari 0° ke -90° dan dari 1,5 milidetik menjadi 2 milidetik berubah dari 0° ke +90°.

Motor terus berputar di kedua arah dibawah kendali sinyal PWM. Arah dan kecepatan bervariasi dengan lebar pulsa seperti yang bisa kalian lihat pada gambar diatas.

Skema PWM untuk Mengatur Kecerahan Lampu LED

pengertian pwm

Perhatikan rangkaian gambar diatas. Prinsip rangkaian PWM untuk LED tersebut akan membuat pulsa dengan lebar pulsa yang dimodulasi/diubah melalui saklar ON/OFF sehingga arus rata2 bisa diatur tergantung lebar pulsa yang dikendalikan.

Cara kerjanya hampir sama dengan kecepatan motor DC sebelumnya. Jika cycle duty semakin besar, maka nyala lampu LED akan semakin terang, sedangkan jika semakin kecil, maka nyala lampu semakin redup.

Perbedaan Siklus Kerja (Duty Cycle) dengan Frekuensi Sinyal PWM

Siklus kerja dan frekuensi sinyal PWM seringkali membingungkan. Seperti yang sudah kita ketahui bahwa sinyal PWM adalah gelombang persegi dengan waktu ON dan waktu OFF.

Jumlah dari waktu ON (ON-Time) dan Waktu OFF (OFF-Time) ini disebut dengan satu periode. Kebalikan dari satu periode waktu disebut frekuensi.

Sementara jumlah waktu sinyal PWM harus tetap dalam satu periode waktu ditentukan oleh siklus kerja PWM.

Cara Menghitung Tegangan Sinyal Output PWM

Output tegangan pada sinyal PWM bisa diubah menjadi analog dan nantinya akan menjadi presentase dari Duty Cycle atau siklus kerja.

Rumus PWM yang digunakan untuk menghitung sinyal output yakni dengan menggunakan rumus :

Vout = Duty Cycle x Vin

Keterangan :

Vout = Tegangan yang akan dihitung
Duty Cycle = Siklus kerja pada PWM
Vin = Tegangan input yang sudah diketahui

Sebagai contoh pada suatu kasus merancang sebuah sinyal PWM dengan menggunakan siklus kerja 60% dan diketahui frekuensinya 50Hz serta tegangan input sebesar 5v. Cari sinyal output dari PWM tersebut!

Diketahui :

Vin = 5v
Duty Cycle = 60%
Frekuensi 50Hz

Mencari periode waktu :

T = 1/F
T = 1/50

= 0,02 detik

Mencari waktu (ON-TIME) dengan menggunakan siklus kerja 60% :

60% = 0,6
Duty Cycle = tON/(tON + tOFF)
0,6 = tON/(tON + tOFF)
0,6 = tON/0,02 detik
tON = 0,02 detik x 0,6
= 0,012 detik

Mencari waktu (OFF-TIME) :

tOFF = ttotal – tON
tOFF = 0,02 – 0,012
= 0,08 detik

Mencari tegangan output :

Vout = Duty Cycle x Vin
Vout = 60% x 5v
Vout = 3v

Jadi, Vout yang dihasilkan pada PWM tersebut sebesar 3V dengan ketentuan waktu ON-TIME sebesar 0,012 detik.

Sedangkan OFF-TIME, sebesar 0,08 detik. Seperti itulah kira-kira cara mengitung tegangan sinyal output PWM.


Demkianlah pembahasan mengenai pengertian PWM, jenis-jenis, contoh skema dan cara menghitungnya. Semoga bisa bermanfaat bagi kita semua. Sekian sampai jumpa, terimakasih 😃

hanif Seorang perantau yang ingin sukses dengan belajar SEO

Pengertian Band Stop Filter

hanif
4 min read

Pengertian Power Amplifier

hanif
7 min read

Pengertian Impedansi Listrik

hanif
3 min read

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar anda diproses.