2.6 PWM Pulse Width Modulation
Mikrokontroler ATmega8535 menyediakan fitur TimerCounter1 yang dapat diatur sebagai timer
, pencacah counter, perekam waktu kejadian even occurance time capture, pembangkit isyarat PWM Pulse Width Modulation, serta autoreload timer Clear Timer on CompareCTC.
Dengan lebar 16 bit, TimerCounter1 dapat digunakan secara fleksibel untuk berbagai tujuan yang berkaitan dengan waktu dan pembangkit gelombang. Register-regiser yang terlibat pada
operasi TimerCounter1 antara lain : a. TCCR1A TimerCounter Control Register A
b. TCCR1B TimerCounter Control Register B c. TCNT1H TimerCounter1 High-byte dan TCNT1L TimerCounter1 Low-byte
d. OCR1AHL Output Compare Register 1 A High-byteLow-byte dan OCR1BHL Output Compare Register 1 B High-byteLow-byte
e. ICR1HL Input Capture Register 1 High-byteLow-byte f. TIMSK TimerCounter Interrupt Mask Register
g. TIFR TimerCounter Flag Register
Isyarat PWM merupakan hasil modulasi isyarat segitiga oleh isyarat konstan. Pengubahan amplitudo isyarat konstan akan mengubah lebar pulsa hasil modulasi. Sementara
pengubahan amplitudo isyarat segitiga dengan bentuk segitiga sebangun dengan segitiga awal akan mengubah frekuensi PWM.
Terdapat dua register OCR1AB Output Compare Register1AB yang isinya secara kontinyu dibandingkan dengan isi register TimerCounter1. Register-register ini dapat diisi oleh
pengguna, selebar masing-masing 16 bit. Dalam mode PWM, nilai register OCR1AB ini yang menjadi isyarat pemodulasi.
Lebar register data TimerCounter1 adalah 16 bit, sehingga dapat mencacah nilai dari 0000 hingga FFFF. Dalam operasi PWM, nilai TimerCounter1 ini yang menjadi isyarat
segitiga. Sebagai catatan, istilah segitiga di sini tidak berarti segitiga dalam bidang geometri, tetapi isyarat yang meningkat amplitudonya secara berlangkah sehingga bentuknya menyerupai
segitiga. Fasilitas PWM yang disediakan memiliki resolusi 8 hingga 10 bit. Mode operasinya
meliputi Fast PWM FPWM, Phase Correct PWM PCPWM, dan Phase and Frequency Correct PWM PFCPWM
. Pada mode Fast PWM, TimerCounter1 akan mencacah ulang dari nol BOTTOM setiap kali terjadi limpahan overflow. Segitiga yang terjadi adalah segitiga siku-
siku. Sedangkan pada dua mode yang lain, TimerCounter1 akan mencacah turun ketika terjadi limpahan, sehingga segitiga berbentuk sama kaki dengan puncak pada nilai TOP. Perbedaan
utama pada mode PCPWM dan PFCPWM adalah waktu perbaruan nilai OCR1AB. Mode PCPWM memperbarui OCR1AB saat nilai TOP, sedangkan pada PFCPWM saat nilai
BOTTOM .
Perubahan nilai OCR1A menjadi lebih kecil menunjukkan pulsa yang menyempit pula. Durasi pulsa saat nilai OCR1A lebih besar daripada nilai TCNT1 disebut waktu ON t
ON
. Sebaliknya, ketika nilai OCR1A lebih kecil, disebut waktu OFF t
OFF
. Perbandingan t
ON
terhadap periode PWM disebut duty cycle, yang nilainya maksimal 100 .
Modulasi lebar pulas PWM dicapaidiperoleh dengan bantuan sebuah gelombang kotak yang mana siklus kerja duty cycle gelombang dapat diubah-ubah untuk mendapatkan sebuah
tegangan keluaran yang bervariasi yang merupakan nilai rata-rata dari gelombang tersebut.
Gambar 2.5 Gelombang kotak pulsa dengan kondisi high 5V dan low 0V
T
on
adalah waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi baca: high atau 1 dan,
T
off
adalah waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah baca: low atau 0.
Anggap T
total
adalah waktu satu siklus atau penjumlahan antara T
on
dengan T
off
, biasa dikenal dengan istilah “periode satu gelombang”.
T
total =
T
on
+ T
off
………………………………………………………. 2.1
Siklus kerja atau duty cycle sebuah gelombang di definisikan sebagai,
D = T
on off
total
T T
+
on
T
on
T =
……………………………… 2.2
Tegangan keluaran dapat bervariasi dengan duty-cycle dan dapat dirumusan sebagai berikut, sehingga : ......................................... 2.3
Dari rumus diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa tegangan keluaran dapat diubah-ubah secara
langsung dengan mengubah nilai T
on
.
Apabila T
on
adalah 0, V
out
juga akan 0.
Apabila T
on
adalah T
total
maka V
out
adalah V
in
atau katakanlah nilai maksimumnya.
PWM bekerja sebagai switching power suplai untuk mengontrol on dan off. Tegangan dc dikonvert menjadi sinyal kotak bolak balik, saat on mendekati tegangan puncak dan saat off
mrnjadi nol 0 volt. Dengan mengatur duty cycle dari sinyal modulasi lebar pulsa dari sinyal disebabkan oleh PWM. Terlihat pada gambar di bawah sinyal ref adalah sinyal tegangan dc
dikonversi oleh sinyal gergaji dan menghasilkan sinyal kotak.
Gambar 2.6 Sinyal Referensi sinyal tegangan DC
Informasi analog dapat dikirimkan dengan menggunakan pulsa-pulsa tegangan atau pulsa-pulsa arus. Dengan modulasi pulsa, pembawa informasi terdiri dari pulsa-pulsa persegi
yang berulang-ulang. Salah satu teknik modulasi yang sering digunakan adalah teknik modulasi durasi atu lebar dari waktu tunda positif ataupun waktu tunda negatif pulsa-pulsa persegi
tersebut.
2.7 SEVEN SEGMENT DISPLAY
Kategori