Konsep Dasar dan Prinsip Kerja PWM Pulse Width Modulation

Sebuah motor DC pada dasarnya terdiri dari dua bagian, tubuh stasioner motor disebut "stator" dan bagian dalam yang berputar  disebut "Rotor". Untuk mesin DC rotor umumnya disebut "Armature". 

Umumnya dalam motor  DC kecil stator terdiri dari sepasang magnet permanen tetap memproduksi seragam dan fluks magnetik stasioner di dalam motor memberikan jenis motor nama mereka "permanen-magnet arus searah" (PMDC) motor. 

Motor armature terdiri dari kumparan listrik individu terhubung bersama-sama dalam konfigurasi melingkar di sekitar tubuh logamnya menghasilkan Utara-Kutub maka South-Pole kemudian North-Pole, jenis dll dari konfigurasi sistem lapangan

Arus yang mengalir dalam kumparan rotor ini menghasilkan medan elektromagnetik yang diperlukan. Medan magnet melingkar dihasilkan oleh armatures gulungan menghasilkan kedua kutub utara dan selatan sekitar angker yang ditolak atau tertarik dengan stator magnet permanen menghasilkan gerakan rotasi di sekitar poros tengah motor seperti yang ditunjukkan.

Motor Magnet Permanen 2 Kutub

Arus listrik dilewatkan dari motor terminal ke set gulungan armature berikutnya melalui sikat karbon yang terletak di sekitar komutator menghasilkan medan magnet lain dan setiap kali dinamo berputar satu set baru gulungan armature adalah energi memaksa angker untuk memutar lebih dan lebih dan sebagainya. 

Jadi kecepatan rotasi dari motor DC tergantung pada interaksi antara dua medan magnet, satu set up oleh magnet permanen stasioner stator dan yang lainnya oleh armatures berputar elektromagnet dan dengan mengendalikan interaksi ini kita dapat mengontrol kecepatan rotasi.

Medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen stator adalah tetap dan karena itu tidak dapat diubah tetapi jika kita mengubah kekuatan medan elektromagnetik armatures dengan mengendalikan arus yang mengalir melalui gulungan lebih atau kurang fluks magnet akan diproduksi sehingga lebih kuat atau lebih lemah interaksi dan karena kecepatan lebih cepat atau lebih lambat. 

Kemudian kecepatan rotasi dari motor DC (N) sebanding dengan emf kembali (Vb) motor dibagi dengan fluks magnetik (yang untuk magnet permanen adalah konstan) kali konstanta elektromekanis tergantung pada sifat dari armatures gulungan (Ke) memberikan kita persamaan: N α V / Keφ.

Jadi bagaimana kita mengontrol aliran arus melalui motor. Yah banyak orang berusaha untuk mengatur kecepatan motor DC menggunakan variabel resistor besar (rheostat) secara seri dengan motor. 

Meskipun hal ini dapat bekerja, hal ini menghasilkan banyak panas dan daya yang terbuang dalam perlawanan. Salah satu cara sederhana dan mudah untuk mengontrol kecepatan motor adalah untuk mengatur jumlah tegangan di terminal dan ini dapat dicapai dengan menggunakan "Pulse Width Modulation" atau PWM.

Seperti namanya, kontrol kecepatan modulasi lebar pulsa bekerja dengan mengendarai motor dengan serangkaian "ON-OFF" kacang-kacangan dan berbagai siklus, fraksi waktu itu tegangan keluaran adalah "ON" dibandingkan dengan ketika itu adalah "OFF ", dari pulsa sekaligus mempertahankan konstan frekuensi. 

Kekuatan diterapkan pada motor dapat dikontrol dengan memvariasikan lebar dari pulsa diterapkan dan dengan demikian bervariasi rata-rata DC tegangan yang diberikan ke motor terminal. Dengan mengubah atau modulasi waktu pulsa ini kecepatan motor dapat dikontrol, yaitu, semakin lama denyut nadi adalah "ON", semakin cepat motor akan berputar dan juga, semakin pendek pulsa adalah "ON" lebih lambat motor akan berputar. 

Dengan kata lain, yang lebih luas lebar pulsa, tegangan lebih rata-rata diterapkan pada terminal motor, semakin kuat fluks magnetik dalam gulungan armature dan lebih cepat motor akan berputar dan ini ditunjukkan di bawah ini.



Penggunaan modulasi lebar pulsa untuk mengontrol motor kecil memiliki keuntungan bahwa daya yang hilang dalam transistor switching kecil karena transistor baik sepenuhnya "ON" atau sepenuhnya "OFF". Akibatnya switching transistor memiliki jauh berkurang disipasi daya memberikan jenis linear kontrol yang menghasilkan stabilitas kecepatan yang lebih baik. 

Juga amplitudo tegangan motor tetap konstan sehingga motor selalu dengan kekuatan penuh. Hasilnya adalah bahwa motor dapat diputar lebih lambat tanpa mengulur-ulur. Jadi bagaimana kita bisa menghasilkan sinyal modulasi lebar pulsa untuk mengontrol motor. Mudah, menggunakan astabil 555 Oscillator rangkaian seperti yang ditunjukkan di bawah ini.


Rangkaian sederhana ini berbasis di sekitar NE555 akrab atau 7555 chip timer digunakan untuk menghasilkan lebar pulsa modulasi sinyal yang diperlukan pada output frekuensi tetap. Waktu kapasitor C diisi dan dikosongkan oleh arus yang mengalir melalui jaringan waktu RA dan RB seperti yang kita melihat di tutorial 555 Timer. 

Sinyal output pada pin 3 dari 555 adalah sama dengan tegangan supply switching transistor sepenuhnya "ON". Waktu yang dibutuhkan untuk C untuk mengisi atau debit tergantung pada nilai-nilai RA, RB. 

Biaya kapasitor melalui RA jaringan tetapi dialihkan sekitar RB jaringan resistif dan melalui dioda D1. Segera setelah kapasitor terisi, itu segera dibuang melalui dioda D2 dan jaringan RB ke pin 7. Selama proses pemakaian output pada pin 3 adalah pada 0 V dan transistor diaktifkan "OFF".

Kemudian waktu yang dibutuhkan untuk kapasitor, C harus melalui satu siklus charge-discharge lengkap tergantung pada nilai-nilai RA, RB dan C dengan T waktu untuk satu siklus lengkap yang diberikan sebagai:

Waktu, TH, yang output adalah "ON" adalah:. TH = 0,693 (RA) C

Waktu, TL, yang output adalah "OFF" adalah:. TL = 0,693 (RB) C

Total "ON" - "OFF" waktu siklus diberikan sebagai: T = TH + TL dengan frekuensi output menjadi ƒ = 1 / T


Dengan nilai-nilai komponen yang ditampilkan, siklus tugas dari bentuk gelombang dapat disesuaikan dari sekitar 8,3% (0.5V) menjadi sekitar 91,7% (5.5V) menggunakan power supply 6.0V. Frekuensi astabil adalah konstan pada sekitar 256 Hz dan motor diaktifkan "ON" dan "OFF" pada tingkat ini.

Resistor R1 ditambah "top" bagian dari potensiometer, VR1 mewakili jaringan resistif RA. Sementara "bawah" bagian dari potensiometer ditambah R2 mewakili jaringan resistif BPR di atas.

Diode D3 adalah favorit lama kami dioda roda gila digunakan untuk melindungi sirkuit elektronik dari pemuatan induktif motor. Juga jika beban motor tinggi menempatkan heatsink pada switching transistor atau MOSFET. 
Modulasi lebar pulsa adalah metode yang bagus untuk mengontrol jumlah daya yang dikirim ke beban tanpa menghilangkan setiap daya terbuang. Rangkaian di atas juga dapat digunakan untuk mengontrol kecepatan kipas atau untuk meredupkan kecerahan lampu DC dan LED.
Konsep Dasar dan Prinsip Kerja PWM Pulse Width Modulation Rating: 4.5 Diposkan Oleh: budis

Berlangganan Via Email