Apa itu PWM (Pulse Width Modulation)?

 

PWM adalah singkatan dari Pulse Width Modulation; kita akan membahas alasan untuk nama seperti itu nanti. Namun untuk saat ini pahami PWM sebagai salah satu jenis sinyal yang dapat dihasilkan dari IC digital seperti mikrokontroler atau timer 555. 

Sinyal yang dihasilkan akan memiliki rangkaian pulsa dan pulsa ini akan berbentuk gelombang persegi. Artinya, pada waktu tertentu gelombang akan tinggi atau rendah. Untuk memudahkan pemahaman, mari kita pertimbangkan sinyal PWM 5V, dalam hal ini sinyal PWM akan menjadi 5V (tinggi) atau pada permukaan tanah 0V (rendah). 

Durasi di mana sinyal tetap tinggi disebut "waktu tepat" dan durasi di mana sinyal tetap rendah disebut sebagai "waktu mati".Untuk sinyal PWM kita perlu melihat dua parameter penting yang terkait dengannya, satu adalah siklus kerja PWM dan yang lainnya adalah frekuensi PWM.

Siklus kerja PWM

 

Seperti yang diceritakan sebelumnya, sinyal PWM tetap menyala untuk waktu tertentu dan kemudian tetap mati selama sisa periode tersebut. Apa yang membuat sinyal PWM ini istimewa dan lebih berguna adalah kita dapat mengatur berapa lama sinyal tersebut harus bertahan dengan mengontrol siklus kerja sinyal PWM.

Persentase waktu di mana sinyal PWM tetap TINGGI (tepat waktu) disebut siklus kerja. Jika sinyal selalu ON maka dalam siklus kerja 100% dan jika selalu mati itu adalah siklus kerja 0%. Rumus untuk menghitung duty cycle ditunjuk di bawah ini

Duty Cycle = Turn ON time / (Turn ON time + Turn OFF time)

Gambar berikut mewakili sinyal PWM dengan duty cycle 50%. Seperti yang Anda lihat, dengan mempertimbangkan seluruh periode waktu (waktu on time + off) sinyal PWM tetap menyala hanya selama 50% dari periode waktu tersebut.

Dengan mengontrol siklus kerja dari 0% hingga 100% kita dapat mengontrol "tepat waktu" dari sinyal PWM dan lebar sinyal. Karena kita dapat mePulse Width Modulation, ia mendapat nama ikoniknya "Pulse width Modulation".

Frekuensi PWM

Frekuensi sinyal PWM menentukan seberapa cepat PWM menyelesaikan satu periode. Satu Periode adalah waktu ON dan OFF lengkap dari sinyal PWM seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Rumus untuk menghitung Frekuensi diberikan di bawah ini

Frekuensi = 1 / Periode Waktu

Jangka Waktu = Waktu Aktif + Waktu Istirahat

Biasanya sinyal PWM yang dihasilkan oleh mikrokontroler sekitar 500 Hz, frekuensi tinggi tersebut akan digunakan pada perangkat switching berkecepatan tinggi seperti inverter atau konverter. Namun tidak semua aplikasi membutuhkan frekuensi tinggi. 

Misalnya untuk mengontrol motor servo kita perlu menghasilkan sinyal PWM dengan frekuensi 50Hz, sehingga frekuensi sinyal PWM juga dapat dikontrol oleh program untuk semua mikrokontroler.