Tahukah Anda apa itu PWM (Pulse Width Modulation)? Secara singkat pengertian PWM adalah sebuah teknik yang berfungsi memanipulasi lebar pulsa pada sebuah gelombang kotak dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap.
Nah pada ulasan kali ini, kami akan membahas secara tuntas mengenai apa itu PWM. Mulai dari pengertian, prinsip kerja, fungsi, kelebihan, kekurangan dan juga penerapannya.
Pastikan Anda tidak melewatkan satu pun informasinya berikut ini.
Pengertian PWM (Pulse Width Modulation)
PWM adalah sebuah cara atau metode yang digunakan dengan tujuan untuk memanipulasi tebal sinyal dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap.
PWM memiliki cara kerja yang berbanding terbalik dengan ADC (Analog Digital Converter). Jika ADC berfungsi untuk mengkonversikan sinyal analog ke digital, PWM ini melakukan fungsi sebaliknya. Yaitu untuk menghasilkan sinyal analog dari perangkat digital.
Contoh pengaplikasian PWM diterapkan pada beberapa situasi. Seperti digunakan untuk memodulasi data telekomunikasi, digunakan untuk kontrol daya, audio effect dan lain sebagainya.
Apa Fungsi PWM?
Fungsi PWM adalah sebagai metode yang sering digunakan untuk mengontrol daya. Selain sebagai pengatur daya, PWM juga berfungsi sebagai pengatur gerak dalam sebuah perangkat elektronika.
Sesuai namanya, yakni Pulse Width Modulation maka dalam sistemnya PWM digunakan untuk mengubah lebar pulsa. Hal ini karena pada umumnya, sinyal PWM memiliki frekuensi dasar dan juga amplitudo yang terbilang tetap.
Dalam perhitungannya, lebar pulsa dalam PWM dibuat berbanding lurus dengan amplitudo. Artinya disini, sinyal PWM memiliki frekuensi gelombang yang tetap. Namun tetap saja memiliki nilai dutycycle yang berbeda, yaitu dengan digit nilai antara 0 sampai dengan 100%.
Mengenal Cara Kerja PWM
Metode PWM memang dibuat dengan tujuan untuk mendapatkan sinyal analog dari piranti digital. Untuk membangkitkan sinyal analog pada PWM, Anda dapat melakukan berbagai cara. Salah satunya dengan memanfaatkan metode analog dan digital.
Ketika menggunakan metode analog, perubahan PWM terjadi dengan sangat halus. Namun ketika Anda menggunakan metode digital, maka perubahan pada PWM akan di pengaruhi oleh resolusi dari alat itu sendiri.
Untuk menghitung resolusinya dari PWM, Anda dapat menggunakan rumus sederhana.
Misalnya sebuah PWM yang memiliki resolusi 8 bit, maka nilai PWM tersebut memiliki perubahan variasi sebanyak 0 sampai dengan 225.
Nilai ini mewakili dutycycle yang dikeluarkan oleh PWM tersebut. Yang mana PWM memiliki nilai antara 0 sampai dengan 100 %.
Mengenal Rangkaian PWM Sederhana dan Prinsip Kerjanya
PWM (Pulse Width Modulation) dalam bahasa Indonesia sering disebut juga sebagai modulator lebar pulsa. Fungsi PWM adalah sebagai metode yang digunakan untuk memanipulasi lebar pulsa yang terdapat pada sebuah gelombang kotak.
Untuk membangkitkan sinyal PWM, ada beberapa cara yang dapat dilakukan. Diantaranya dengan menggunakan mikrokontroler seperti AVR maupun Arduino.
Selain menggunakan mikrokontroler, Anda juga dapat membangkitkan sinyal PWM menggunakan IC digital.
IC digital yang digunakan antara lain IC 7485 dan juga IC timer 555. Kedua jenis IC ini populer dipakai untuk metode PWM. Salah satu alasannya adalah karena keduanya memiliki sistem rangkaian yang sederhana.
Simak contoh rangkaian PWM sederhana berikut ini:
Untuk membuat skema rangkaian PWM di atas, ada beberapa bahan yang dibutuhkan. Berikut ini beberapa daftar yang perlu disiapkan.
- 1 resistor
- 1 potensiometer 10 k
- 1 IC NE 555
- 2 kapasitor 100 n
- 2 dioda rectifier
Prinsip kerja rangkaian PWM sederhana adalah sebagai berikut:
- Pada saat rangkaian diaktifkan, pertama-tama kapasitor (C1) akan mengisi muatannya. Yaitu dengan melalui R1, D1 dan potensiometer di set dengan 55% putaran.
- Selanjutnya kapasitor akan mengisi muatannya pada C1 hingga teganganya lebih dari 2/3 × Vcc. Artinya apabila tegangan sumber adalah 5 volt, maka C1 akan mengisi muatan hingga tegangannya berubah menjadi 2/3 × 5=3.33 volt.
- Saat kapasitor mengisi rangkaian, output pin kaki 3 adalah High (ON).
- Kemudian tegangan C1 akan naik menjadi lebih sedikit dari 3.33 volt. Lalu transistor internal akan berada pada pin 7 dan akan aktif.
- Setelah transistor pada pin 7 aktif, muatan yang terdapat pada C1 akan dibuang menuju ke kaki 7. Lalu melewati potensiometer yang di set pada angka 45 % dan D2.
- Selanjutnya, tegangan yang terdapat pada C1 akan dibuang hingga nilainya menjadi 1.6 volt. Pada saat C1 membuang muatan, output pin 3 dari IC akan berubah menjadi Low (Off).
- Karena berkurangnya tegangan pada C1, maka hal ini akan menyebabkan transistor yang terdapat pada kaki 7 menjadi terputus.
- Selanjutnya, kapasitor akan mengisi daya kembali hingga 2/3 vcc lalu siklus akan berulang lagi seperti sebelumnya.
- Terjadinya perbedaan nilai pada kedua bagian potensiometer yaitu 50% dan 45%. Maka akan membuat perbedaaan waktu antara perioda High dan Low.
- Hal tersebut mengakibatkan nilai pulsa pada PWM menjadi dapat diatur. Yaitu dengan mengatur posisi putaran dari potensiometernya.
Siklus Kerja PWM
Pada umumnya, sinyal PWM akan tetap dalam pada posisi ON (High) untuk waktu yang ditentukan, kemudian akan OFF (Low) selama sisa periodenya.
Sebagai pengguna, kita dapat menentukan berapa lama PWM berada dalam posisi ON. Caranya yaitu dengan mengendalikan siklus kerja (dutycylce) dari PWM.
Pada saat PWM dalam posisi ON, siklus kerja atau dutycylce memiliki nilai 100%. Sedangkan pada saat PWM OFF, disebut juga PWM dalam posisi dutycylce 0%.
Untuk menghitung siklus kerja PWM, Anda dapat menggunakan rumus berikut ini:
Duty Cycle = tON / (tON + tOFF)
Atau
Duty Cycle = tON / ttotal
Dimana:
tON = waktu on (high)
tOFF = waktu off (low)
ttotal = periode gelombang (hasil penjumlahan antara tegangan on + off )
Jenis – jenis PWM
Penerapan PWM biasanya ditemukan pada beberapa situasi. Misalnya digunakan untuk mengatur kecepatan motor DC, mengatur redup dan cerahnya LED, pengendalian sudut motor servo dan lain sebagainya. Dan untuk jenis-jenis PWM dikategorikan menjadi lima bagian.
Adapun penjelasan tentang 5 jenis PWM adalah sebagai berikut:
1. Motor Servo
Motor servo merupakan motor DC yang dibuat lengkap dengan rangkaian kendali serta sistem feedback yang terintegrasi di dalamnya.
2. Power Amplifier Kelas D
Power amplifier kelas D adalah power amplifier yang menggunakan PWM dan waktu on-nya dutycylce
3. Digital Signature Transponder
Digital signature transponder merupakan generasi kedua, transponder ini dibuat dengan sistem pertanyaan dan jawaban.
4. Inverter DC ke AC
Inverter adalah perangkat elektronika yang memiliki fungsi untuk mengatur tegangan bolak-balik. Yaitu mengatur tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan AC (Alternating Current).
5. Inverter 3 Phase
Seperti namanya, inverter 3 phase merupakan jenis inverter yang memiliki tegangan bolak-balik (tegangan AC) dengan nilai 3 phase persegi.
Kelebihan dan Kekurangan PWM
PWM adalah sebuah teknik yang digunakan untuk mengontrol dan mengatur tebal sinyal dalam satu periode dengan tegangan rata-rata yang berbeda.
Berbicara tentang PWM, sebenarnya apa saja kelebihan dan juga kekurangan dari metode tersebut? Simak ulasan selengkapnya di bawah ini!
1. Kelebihan PWM
Sebagai alat yang sering digunakan untuk melakukan pengontrolan tegangan, kelebihan PWM antara lain adalah:
- Dapat melakukan pengontrolan daya dengan lebih praktis dan modern.
- PWM dapat membuat daya menjadi terisi penuh, sehingga bisa memperpanjang usia baterai.
- PWM memiliki sistem yang kompleks dan tidak memiliki koneksi mekanis sehingga akan sulit terputus jika terjadi error atau gangguan lainnya.
- Pengontrol dengan sistem PWM lebih tahan lama.
2. Kekurangan PWM
Selain memiliki beberapa kelebihan seperti yang telah disebutkan di atas, PWM juga memiliki kekurangan yaitu:
- Pada PWM, tegangan minimal input harus sesuai dengan tegangan output agar dapat digunakan.
- PWM tidak dapat dioperasikan pada modul koneksi dengan sistem tegangan tinggi.
- Pengontrol PWM memiliki kapasitas yang terbilang
Kesimpulan
Apakah Anda sudah paham mengenai apa itu PWM? Secara singkat, PWM adalah teknik yang digunakan untuk melakukan manipulasi pada gelombang kotak, namun dengan frekuensi dan amplitudo yang tetap.
Untuk mencari nilai dari PWM, Anda perlu melakukan penghitungan antara periode High dengan Periode Low. Dengan rumus Duty Cycle = tON / (tON + tOFF).
Dimana dutycylce merupakan perbandingan antara perioda High dengan perioda low dalam tegangan PWM. tON adalah perioda high dan tOFF adalah perioda Low. Semoga penjelasan kami mudah dipahami ya? Sampai jumpa pada ulasan elektro yang selanjutnya.