Pulse Width Modulation (PWM)

Pulse Width Modulation adalah suatu teknik modulasi sinyal listrik dengan mengubah lebar pulsanya (duty cycle) yang nilai amplitude dan frekuensi yang tetap.

Satu siklus lebar pulsa merupakan kondisi high kemudian low. Duty Cycle merupakan kondisi sinyal high dan low yang dinyatakan dalam bentuk persen (%) dengan batas 0 % hingga 100 %. Jadi pada saat duty cycle 100% maka PWM nya akan high terus menerus, jika duty cycle 50% maka PWM-nya akan menghasilkan keadaan high dan low sama.

Untuk lebih jelasnya bentuk gelombang PWM pada tegangan 5 Volt bisa lihat pada gambar dibawah ini :

Rumus untuk menghitung lebar pulsa atau duty cycle dapat ditunjukkan seperti persamaan di bawah ini.

Duty Cycle = tON / (tON + tOFF) atau Duty Cycle = tON / ttotal

Dimana :

· tON = Waktu ON atau Waktu dimana tegangan keluaran berada di puncak tegangan

· tOFF = Waktu OFF atau Waktu dimana tegangan keluaran berada di kondisi yang rendah

· ttotal = Waktu ini merupakan waktu dalam satu siklus atau bisa juga merupakan penjumlahan antara tON dan tOFF atau disebut juga dengan “periode satu gelombang”

duty cycle = Waktu ON / (Waktu ON + Waktu OFF)

Gambar ini merupakan contoh sinyal PWM. Dari gambar terlihat bahwa frekuensi PWM ini tetap tetapi siklus untuk ON-nya berbeda dengan siklus OFF-nya. Siklus ON gambar ini menunjukakan sekitar 60%.

Penggunaan PWM

PWM banyak diaplikasikan pada peralatan-peralatan listrik dan elektronika. Bisa diaplikasikan pada Inverter, bisa juga pada Converter, bahkan untuk power supply jenis swiching atau Switch Mode Power Supply (SMPS) sering digunakan. PWM juga dapat diaplikasikan untuk rangkaian pengontrol kecepatan (Speed Controller). Rangkaian tersebut memiliki banyak sakelar elektronik di dalamnya. Saklar-saklar elektronik yang dapat mengaplikasikan PWM bisa dari komponen jenis MOSFET, bisa juga IGBT, atau bisa juga komponen jenis TRIAC dan lain-lainnya. Selain itu, sinyal PWM juga sering digunakan untuk mengendalikan kecepatan motor DC, perputaran sudut motor Servo dan juga dapat melakukan tugas-tugas sederhana lainnya seperti mengendalikan kecerahan LED.

Rangkaian pembangkit gelombang PWM

Untuk membangkitkan gelombang PWM bisa menggunakan rangkaian IC NE555 atau menggunakan mikrokontroller misalnya Arduino. Kalau menggunakan IC NE555 maka perubahan gelombang PWM dilakukan secara manual (hardware) sedangkan kalau menggunakan Arduino maka perubahan PWM bisa dilakukan dengan mengubah programnya (software).