Rangkaian PWM (Pulse Width Modulation)

Posted by : Unknown 22 Feb 2013

Sewaktu saya mengerjakan Proyek Akhir ini, mendengar kata-kata PWM, saya sudah pusing, karena saya membayangkan sulit untuk mengaplikasikannya ke dalam alat yang saya buat. Tetapi setelah dipelajari, konsep PWM ini sangat sederhana. Tulisan lalu sudah membahas bagaimana cara mengatur keluaran tegangan menggunakan PWM ini. Pada tulisan kali ini akan dijelaskan bagaimana cara merancang rangkaian PWM yang sangat sederhana dengan perhitungan yang simpel.

Blok rangkaian PWM ini berfungsi sebagai Digital to Analog Converter (DAC). Rangkaian ini menerima input dari mikro berupa nilai digital 1 dan 0. nilai 1 akan dibaca sebagai tegangan 5V, dan nilai 0 akan dibaca sebagai tegangan 0V oleh rangkaian ini. diperoleh tegangan 5V pada nilai 1, karena mikro yang dipakai pada proyek akhir saya adalah jenis AT68C52 yang memiliki tegangan output sebesar 5V (walaupun pada realisasinya tidak mungkin nilai tegangannya selalu presisi)

Komponen yang dibutuhkan tidak banyak, yaitu:

Transistor 2N3055, atau biasa disebut “transistor jengkol”
Dioda
Resistor

Bentuk skematiknya seperti berikut,

Penjelasan:

Transistor 2N3055, berfungsi sebagai saklar. tegangan maksimum yang diinginkan pada proyek saya ini adalah 24V. Pemilihan transistor ini didasarkan pada nilai tegangan tersebut.
Dioda, berfungsi sebagai penyearah, agar pada saat transistor dalam kondisi aktif, arus yang telah dikeluarkan tidak akan kembali ke kaki transistor tersebut.
Resistor, dalam rangkaian ini resistor difungsikan agar transistor yang dipakai dapat berfungsi sebagai saklar. pemilihan nilai hambatannya dapat dianalisa berdasarkan datasheet yang dimiliki oleh transistor tersebut.

Coba ingat kembali mengenai kondisi kerja transistor, dimana mempunyai 3 kondisi, yaitu kondisi aktif, saturasi, dan cut-off. Agar transistor disini dapat berfungsi sebagai saklar,

Saat diberi tegangan 0V transistor harus pada kondisi aktif,
Saat diberi tegangan 5V transistor harus pada kondisi saturasi

untuk mencapai kondisi tersebut, diperlukan hambatan yang sesuai pada kaki basisnya. Oleh karena itu, ditambahkan resistor. Persamaan untuk mencari nilai resistor pada kaki basis adalah:

Rb = (Vc x hfe) / (5 x Ic)

Dari datasheet transistor 2N3055, didapatkan harga hfe = 20V, Ic adalah arus pada kaki kolektor. Dengan kata lain, arus Ic adalah arus pada motor DC. Misal, setelah diukur arus Ic=40mA. Vc adalah nilai tegangan dari input, dalam kasus ini adalah tegangan dari mikrokontroler, yaitu sebesar 5V. Dengan data-data tersebut, maka didapatlah nilai Rb sebesar 500 ohm.

Sebagai tambahan, sebenarnya Rangkaian PWM ini bukan mengubah tegangan, melainkan mengubah arus. Untuk memperoleh kecepatan pada motor DC diperlukan daya. Nilai daya dipengaruhi oleh tegangan dan arus (P=V.I). Arus berbanding lurus dengan tegangan, sehingga seolah2 kecepatan dipengaruhi oleh nilai tegangan yang berubah. Padahal, sebenarnya nilai tegangan tetap, arusnya yang berubah.

Semoga bermanfaat..