5 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 MOTOR 2.1.1 Pengertian Motor

5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1
MOTOR
2.1.1
Pengertian Motor
Motor listrik adalah sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi
listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya,
memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat
bahan, dll. Prinsip kerja pada motor listrik, yaitu tenaga listrik diubah menjadi tenaga
mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet
yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa: kutub-kutub
dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama akan
tarik menarik. Maka kita dapat memeperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah
magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu
kedudukan yang tetap. Tri Sutrisno, Himawan., Borian, Pinto.: Kursi Roda Elektris.
2012.
2.1.2 Jenis-Jenis Motor
A. Motor AC
Motor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya
secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik memiliki dua buah bagian
dasar listrik: "stator" dan "rotor". Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor
merupakan komponen listrik yang berputar.
6
B. Motor DC
Motor arus searah (Direct Current), menggunakan arus langsung yang tidak
langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus
dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk
kisaran kecepatan yang luas.
Secara umum motor DC dibagi atas 2 macam, yaitu :
1. Brushed Motor
Motor DC dengan sikat yang berfungsi sebagai pengubah arus pada kumparan
sedemikian
rupa
sehingga
arah
putaran
motor
akan
selalu
sama
Gambar 2.1 Konstruksi Motor Brushed
Sumber: http://www.orientalmotor.com/technology/articles/AC-brushless-brushedmotors.html . Diakses pada tanggal 13 maret 2013.
7
2. Brushless Motor
Motor DC tanpa sikat (brush) menggunakan bahan semikonduktor untuk
merubah maupun membalik arah putarannya untuk menggerakkan motor, serta
tingkat kebisingan motor jenis ini rendah karena putarannya halus. Tri Sutrisno,
Himawan., Borian, Pinto.: Kursi Roda Elektris. 2012.
BLDC motor atau dapat disebut juga dengan BLAC motor merupakan motor
listrik synchronous AC 3 fasa. Perbedaan pemberian nama ini terjadi karena BLDC
memiliki BEMF berbentuk trapezoid sedangkan BLAC memiliki BEMF berbentuk
sinusoidal. Walaupun demikian keduanya memiliki struktur yang sama dan dapat
dikendalikan dengan metode six-step maupun metode PWM. Dibandingkan dengan
motor DC jenis lainnya, BLDC memiliki biaya perawatan yang lebih rendah dan
kecepatan yang lebih tinggi akibat tidak digunakannya brush. Dibandingkan dengan
motor induksi, BLDC memiliki efisiensi yang lebih tinggi karena rotor dan torsi awal
yang, karena rotor terbuat dari magnet permanen. Walaupun memiliki kelebihan
dibandingkan dengan motor jenis lain, metode pengendalian motor BLDC jauh lebih
rumit untuk kecepatan dan torsi yang konsta, karena tidak adanya brush yang
menunjang proses komutasi dan harga untuk motor BLDC jauh lebih mahal.
Secara umum motor BLDC terdiri dari dua bagian, yakni, rotor, bagian yang
bergerak, yang terbuat dari permanen magnet dan stator, bagian yang tidak bergerak,
yang terbuat dari kumparan 3 fasa. Walaupun merupakan motor listrik synchronous
AC 3 fasa, motor ini tetap disebut dengan BLDC karena pada implementasinya
BLDC menggunakan sumber DC sebagai sumber energi utama yang kemudian
diubah menjadi tegangan AC dengan menggunakan inverter 3 fasa. Tujuan dari
8
pemberian tegangan AC 3 fasa pada stator BLDC adalah menciptakan medan magnet
putar stator untuk menarik magnet rotor.
Oleh karena tidak adanya brush pada motor BLDC, untuk menentukan timing
komutasi yang tepat pada motor ini sehingga didapatkan torsi dan kecepatan yang
konstan, diperlukan 3 buah sensor Hall dan atau encoder. Pada sensor Hall, timing
komutasi ditentukan dengan cara mendeteksi medan magnet rotor dengan
menggunakan 3 buah sensor hall untuk mendapatkan 6 kombinasi timing yang
berbeda, sedangkan pada encoder, timing ditentukan dengan cara menghitung jumlah
pole(kutub) yang ada pada encoder.
Pada umumnya encoder lebih banyak digunakan pada motor BLDC komersial
karena encoder cenderung mampu menentukan timing komutasi lebih presisi
dibandingkan dengan menggunakan sensor hall. Hal ini terjadi karena pada encoder,
kode komutasi telah ditetapkan secara fixed berdasarkan banyak pole dari motor dan
kode inilah yang digunakan untuk menentukan timing komutasi. Namun karena kode
komutasi encoder ditetapkan secara fixed berdasarkan banyak pole motor, suatu
encoder untuk suatu motor tidak dapat digunakan untuk motor dengan jumlah pole
yang berbeda. Hal ini berbeda dengan sensor hall. Apabila terjadi perubahan pole
rotor pada motor, posisi sensor hall dapat diubah dengan mudah. Hanya saja
kelemahan dari sensor hall adalah posisi sensor hall tidak tepat akan terjadi
kesalahan dalam penentuan timing komutasi atau bahkan tidak didapatkan 6
kombinasi timing yang berbeda.
Beberapa keuntungan brushless DC motor dengan motor DC dibandingkan
dengan motor DC biasa, adalah:
1.
Lebih tahan lama, karena tidak memerlukan perawatan terhadap sikatnya.
9
2.
Memiliki tingkat efisiensi yang tinggi.
3.
Torsi awal yang tinggi.
4.
Kecepatan yang tinggi, tergantung pada kekuatan medan magnet yang
dihasilkan oleh arus yang dibangkitkan dari kendali penggeraknya.
Walaupun brushless DC motor memiliki banyak kelebihan dibandingkan
dengan motor DC biasa, pengendalian brushless DC motor lebih rumit untuk
mengatur kecepatan dan torsi motor. Harga brushless DC motor juga cukup mahal
jika dibandingkan dengan motor DC biasa. Dharmawan, Abe. Pengendali Motor DC
Brushless dengan Metode PWM Sinusoidal Menggunakan ATMega 16. 2009.
Gambar 2.2 Konstruksi Motor Brushless dengan Sensor Hall
Sumber: http://www.orientalmotor.com/technology/articles/AC-brushless-brushedmotors.html. Diakses pada tanggal 13 maret 2013.
10
Cara Kerja Motor BLDC
Motor BLDC ini dapat bekerja ketika stator yang terbuat dari kumparan
diberikan arus 3 fasa. Akibat arus yang melewati kumparan pada stator timbul medan
magnet(B):
Dimana N merupakan jumlah lilitan, i merupakan arus, l merupakan panjang lilitan
dan µ merupakan permeabilitas bahan.
Karena arus yang diberikan berupa arus AC fasa, nilai medan magnet dan polarisasi
setiap kumparan akan berubah – ubah setiap saat. Akibat yang ditimbulkan dari
adanya perubahan polarisasi tersebut dan besar medan magnet tiap kumparan adalah
terjadinya medan putar magnet dengan kecepatan Ns :
Dimana f merupakan frekuensi tegangan input dinyatakan dalam Hz per satuan detik,
p merupakan jumlah kutub (pole) pada rotor dan 120 didapat dalam 1 putaran (360)
per 3 fasa motor. Ketika motor berputar permanent magnet pada rotor bergerak
melewati kumparan stator dan menginduksi potensial listrik dalam kumparan
tersebut, maka terjadinya Bemf. Bemf berbanding lurus dengan kecepatan motor dan
ditentukan dalam KV. http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00857a.pdf
.Journal of AN857 Microchip Corp. Diakses pada tanggal 13 maret 2013.
11
Dimana RPM (Revolutions per Minute) dan KV menyatakan kecepatan motor
konstan diukur dalam RPM per volt.
Gambar 2.3 Wiring diagram BLDC
Sumber:
http://circuitelec.blogspot.com/2009/07/brushless-dc-motors-theory-
and-driver.html. Diakses pada tanggal 13 maret 2013.
Berdasarkan gambar 2.3, medan putar magnet stator timbul akibat adanya perubahan
polaritas pada stator U, V, dan W. Perubahan polaritas ini terjadi akibat adanya arus
yang mengalir pada stator.
12
Gambar 2.4 Tegangan stator BLDC Motor
Sumber: http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20248993-R030970.pdf . Diakses pada
tanggal 13 maret 2013.
Berdasarkan gambar 2.4, ketika stator U diberikan tegangan negative maka
akan timbul medan magnet dengan polaritas negative sedangkan V dan W yang
diberikan tegangan positif akan memiliki polaritas positif. Akibat adanya perbedaan
polaritas antara medan magnet kumparan stator dan magnet rotor, sisi positif magnet
rotor akan berputar mendekati medan magnet stator U, sedangkan sisi negatifnya
akan berputar mengikuti medan magnet stator V dan W. Akibat tegangan yang
digunakan berupa tegangan AC sinusoidal, medan magnet stator U, V, dan W akan
berubah – ubah polaritasnya dan besarnya mengikuti perubahan tegangan sinusoidal
AC. Ketika U dan V memiliki medan magnet negative akibat mendapatkan tegangan
negative dan W memiliki medan magnet positif akibat tegangan positif, magnet
permanen rotor akan berputar menuju ke polaritas yang bersesuaian yakni bagian
negative akan berputar menuju medan magnet stator W dan sebaliknya bagian positif
akan berputar menuju medan magnet stator U dan V. Selanjutnya ketika V memiliki
medan magnet negative dan U serta W memiliki medan magnet positif, bagian positif
magnet permanen akan berputar menuju V dan bagian negative akan menuju U dari
13
kumparan W. Karena tegangan AC sinusoidal yang digunakan berlangsung secara
kontinu, proses perubahan polaritas tegangan pada stator ini akan terjadi secara terus
menerus sehingga menciptakan medan putar magnet stator dan magnet permanen
rotor akan berputar mengikuti medan putar magnet stator ini. Hal inilah yang
menyebabkan rotor pada BLDC dapat berputar. Dharmawan, Abe. Pengendali Motor
DC Brushless dengan Metode PWM Sinusoidal Menggunakan ATMega 16. 2009.
Secara umum brushless Motor dibagi menjadi 2, yaitu Sensored dan Sensorles;
•
Sensored, brushless motor jenis ini dilengkapi dengan encoder dan atau hall
effect sensor yang berfungsi sebagai detektor pada medan magnet, hall effect
sensor akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan
medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Motor jenis ini memiliki
tingkat efisiensi yang tinggi dan lebih halus pergerakannya dibanding dengan
motor brushless sensorless.
•
Sensorless, brushless motor jenis ini tidak dilengkapi dengan encoder dan atau
hall effect sensor, sehingga untuk mengetahui pergerakan dari motor jenis ini
bias dilakukan dengan cara mendeteksi dari BEMF dan zero-crossing.
2.2
Hall Sensor
14
Hall sensor atau hall-effect sensor merupakan sensor yang digunakan untuk
mendeteksi medan magnet. Hall-effect sensor akan menghasilkan sebuah tegangan
yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor
tersebut.
Pada umumnya sensor ketiga sensor hall terpisah sebesar 120 derajat satu
dengan yang lainnya walaupun pada kondisi khusus tidak. Kondisi khusus pada
motor bldc yang memiliki pole dalam jumlah banyak (diatas 6 pole). Kelebihan dari
sensor hall ini adalah peletakan dari sensor hall tidak perlu terlalu presisi dengan
rotor selain itu untuk motor dengan pole yang berbeda cukup dengan menggeser
letak sensor hall tidak tepat satu dengan lainnya, misalkan pada motor 2 pole tidak
benar – benar 120 derajat satu dengan lainnya, kesalahan dalam penentuan timing
perubahan komutasi dapat terjadi, bahkan ada kemungkinan tidak didapatkannya 6
kombinasi yang berbeda. Apabila posisi salah satu atau ketidag sensor hall tidak
berbeda terlalu jauh dengan letak sensor hall yang seharusnya, misalkan seharusnya
120 derajat, posisi dalam implementasi 118 derajat, perbedaan itu dapat
dikompensasi dalam algoritma pengendalian atau bahkan dapat diabaikan.
Dengan menggunakan tiga sensor hall akan didapatkan 6 kombinasi yang
berbeda. Keenam kombinasi ini menunjukan timing perubahan komutasi. Ketika dari
ketiga sensor hall didapatkan kombinasi tertentu, sinyal PWM pada suatu step harus
diubah sesuai dengan kombinasi yang didapatkan.
15
Gambar 2.5 Sensor hall dan Perubahan Sinyal PWM
Sumber: http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00857a.pdf .Journal of
AN857 Microchip Corp. Diakses pada tanggal 13 maret 2013.
Pada gambar 2.5 ketika hall sensor menunjukkan kombinasi tertentu maka
sinyal PWM akan berubah mengikuti kombinasi yang telah ditentukan, misalkan
kombinasi sensor hall menunjukkan 101, maka PWM A dan B akan menyala
sedangkan C akan floating, kombinasi 001, PWM A dan C menyala sedangkan B
floating, dan seterusnya. Kondisi floating hanya terdapat pada metode PWM six-step.
16
2.3
Back EMF dan Zero Crossing
Pendeteksian dengan menggunakan back EMF(BEMF) dan zero crossing
dapat disebut dengan pendeteksian sensorless karena pendeteksian ini dilakukan
dengan cara mendeteksi tegangan yang timbul akibat induksi magnet rotor pada salah
satu kumparan stator yang mengalami kondisi floating. Kondisi floating merupakan
kondisi dimana suatu fasa tidak terdapat arus yang mengalir (tidak aktif) dan terjadi
tiap 60 derajat.
Gambar 2.6 Back EMF dan Zero Crossing pada Fasa Floating
2.4
Encoder
Encoder sering dijumpai pada implementasi motor komersial. Hal ini terjadi
karena encoder mampu memberikan timming komutasi yang lebih tepat
dibandingkan dengan sensor hall dan lebih mudah diimplementasikan. Hanya saja
encoder memiliki kelemahan yakni suatu encoder tidak dapat digunakan untuk motor
dengan jumlah pole yang berbeda dan letak suatu kode komutasi pada encoder harus
17
dipresisikan dengan letak pole motor. Hal ini terjadi karena kode komutasi pada
suatu encoder hanya dikondisikan untuk satu jenis motor dengan jumlah pole tertentu
dan apabila letak dari kode komutasi encoder tidak sesuai dengan pole motor, maka
akan terjadi kesalahan dalam penentuan timming komutasi. Untuk menentukan
timming perubahan komutasi dengan encoder dapat dilakukan dengan cara membaca
kode komutasi pada disk code dengan menggunakan sensor optik. Dharmawan, Abe.
Pengendali Motor DC Brushless dengan Metode PWM Sinusoidal Menggunakan ATMega
16. 2009.
2.5
Microcontroller AVR
Atmel AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam
bidang elektronika dan instrumentasi. Mikrokontroler AVR ini memiliki arsitektur
RISC (Reduce Intruction Set Computing) 8-bit, di mana semua instruksi dikemas
dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock.
Nama AVR sendiri berasal dari “Alf (Egil Bogen) and Vegard (Wollan)’s
RISC processor” dimana Alf Egin Bogen dan Vegard Wollan adalah 2 penemu
berkebangsaan Norwegia yang menemukan mikrokontroller AVR yang kemudian
diproduksi oleh Atmel.
AVR adalah sebuah mikrokontroller yang dibuat dengan menggunakan
arsitektur Harvard dimana data dan program disimpan secara terpisah sehingga
sangat baik untuk sebuah sistem terbenam di lapangan karena terlindungi dari
interferensi yang dapat merusak isi program. Salah satu mikrokontroler keluarga
AVR yang dipergunakan pada penelitian ini yaitu Atmega2560 yang terdapat pada
Arduino jenis Mega2560.
18
ATMega2560 memiliki fitur cukup lengkap, mulai dari kapasitas memori
program dan memori data yang cukup besar, interupsi, timer/counter, PWM,
USART, TWI, analog comparator, EEPROM internal dan juga ADC internal jenis
SAR(Successive Aproximation Register).
Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATMega 2560
Sumber: http://arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560. Diakses pada tanggal 13
maret 2013.
19
Beberapa fitur pada ATMega2560 antara lain :
a. TIMER/COUNTER
Umumnya arduino memiliki crystal sebesar 16MHz yang mampu
membangkitkan clock timer sebesar 250kHz. Pada mode 8-bit PWM
menghasilkan 510 clock cycle dan mode 8-bit PWM cepat(Fast PWM Mode)
menghasilkan 256 clock. ATMega2560 memiliki 5 modul timer timer 0, timer 1,
timer 2, timer 3, timer4, dan timer 5 yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8-bit
dan 4 buah timer/counter 16-bit. Kelima modul timer/counter ini dapat diatur
dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu
sama lain. Selain itu semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber
interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu untuk
mengatur mode dan cara kerjanya. Tetapi ada 2 Register yang digunakan secara
bersama-sama yaitu register TIMSK dan register TIFR.
Modul timer/counter yang dimiliki ATMega2560 yaitu :
→ Timer/Counter 0 merupakan modul timer/counter 8-bit yang dapat berfungsi
sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 8-bit, pembangkit frekuensi,
pencacah event eksternal, pembangkit interupsi overflow dan pembangkit
interupsi output compare match.
Mode kerja timer/couter 0 dapat ditentukan dengan mengatur register
TCCR0, TCNT0 dan OCR0 serta TIMSK0 dan TIFR0.
→ Timer/Counter 1 merupakan modul timer/counter 16-bit yang dapat berfungsi
sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 16-bit, pembangkit frekuensi,
pencacah event eksternal, dan pembangkit interupsi yang terdiri dari 4
20
sumber pemicu yaitu 1 interupsi overflow, 2 interupsi output compare match
dan 1 interupsi input capture.
Mode kerja timer/couter 0 dapat ditentukan dengan mengatur register
TCCR1A, TCCR1B, TCNT1H, TCNT1L, OCR1AH, OCR1AL, OCR1BH,
OCR1BL serta TIMSK dan TIFR.
Pada dasarnya timer/counter 1 juga memiliki 4 mode kerja seperti halnya
pada timer/counter 0 yaitu mode normal, mode Phase Correct PWM (PCP),
mode Clear Timer on Compare Match (CTC) dan mode fast PWM. Prinsip
dan cara kerjanya sama seperti yang telah dijelaskan pada timer/counter 0.
Perbedaannya adalah bahwa timer/counter 1 memiliki ukuran register yang
lebih besar yaitu 2 byte sehingga dalam satu mode dapat memiliki beberapa
pilihan ukuran data misalnya, 8-bit, 9-bit, 10-bit.
→ Timer/Counter 2 merupakan modul timer/counter 8-bit yang dapat berfungsi
sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 8-bit, pembangkit frekuensi,
pencacah event eksternal, pembangkit interupsi overflow dan pembangkit
interupsi output compare match.
Mode kerja timer/counter 2 sama persis dengan mode kerja timer/counter 0,
hanya saja pada timer/counter 2 memiliki satu fitur tambahan yaitu
asynchronous mode. Perbedaan antara synchronous dan asynchronous hanya
terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode synchronous seperti yang
digunakan pada timer/counter 0 dan timer/counter 1 memiliki sumber clock
yang berasal dari Kristal melalui pin XTAL1 dan XTAL2 maka pada mode
asynchronous memiliki sumber clock eksternal yang terhubung melalui pin
TOSC1 dan TOSC2.
21
→ Timer/Counter 3, 4, dan 5 merupakan modul timer/counter 16-bit yang dapat
berfungsi sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 16-bit, pembangkit
frekuensi,
pencacah
event
eksternal,
pembangkit
interupsi
dengan
membandingkan output.
b. ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
Mikrokontroler ATMega2560 memiliki fasilitas ADC yang sudah built-in
dalam chip. Fitur ADC internal inilah yang menjadi salah satu kelebihan
ATMega2560 bila dibandingkan beberapa jenis mikrokontroler lain.
ATMega2560 memiliki ADC 10-bit dengan 16 channel input, mendukung 14
macam penguat berbeda. ADC ini bekerja dengan tehnik successive approximation.
Rangkaian internal ADC ini memiliki catu daya tersendiri yaitu pin AVCC.
Tegangan AVCC harus sama dengan VCC ±0.3V. Tri Sutrisno, Himawan., Borian,
Pinto.: Kursi Roda Elektris. 2012.
2.6
Arduino DFRobot Mega2560
Arduino jenis ini merupakan papan mikrokontroler yang berbasis ATMega
2560. Terdapat 54 pin input/output digital (yang 14 diantaranya dapat digunakan
sebagai output PWM), 16 input analog, sebuah crystal osilator 16MHz, sebuah
koneksi USB, sebuah jack power, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset.
Modul ini dengan mudah digunakan dan dihubungkan melalui kabel USB ke
komputer dengan adaptor ataupun baterai.
22
Gambar 2.8 Modul Arduino DFRobot Mega2560
Sumber:
http://kedairobot.com/arduino/157-dfrobot-mega2560-v20-arduino-mega-
2560-r2-compatible.html. Diakses pada tanggal 13 maret 2013.
2.7
Modul Pengendali Kecepatan (ESC)
ESC (Electronic Speed Control) adalah modul pengendali kecepatan
elektronik motor. Sesuai dengan namanya esc berfungsi sebagai pengendali
kecepatan putaran motor. Sinyal yang diberikan oleh modul pengendali kecepatan
pada umumnya berupa sinyal PWM. Penjelasan untuk sinyal PWM pada 2.6.
23
Gambar 2.9 Combo Set Modul Pengendali Kecepatan
Sumber: http://www.hype-rc.de/eng/shop/product/81060020/combo-justock-js2-105t.html. Diakses pada tanggal 13 maret 2013.
2.8
Liquid Crystal Display (LCD)
Gambar 2.10 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai
24
bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar
komputer. Aplikasi LCD yang digunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah
karakter 16X2. Keluaran dari putaran motor dan frequensi oleh LCD. Tri Sutrisno,
Himawan., Borian, Pinto.: Kursi Roda Elektris. 2012.
2.9
Pulse Widht Modulation (PWM)
PWM
atau Pulse Widht Modulation adalah salah satu jenis modulasi.
Modulasi pada PWM dilakukan dengan cara merubah lebar pulsa dari suatu pulsa
data. Total 1 periode (T) pulsa dalam PWM adalah tetap, dan data PWM pada
umumnya menggunakan perbandingan pulsa positif (Ton) terhadap total pulsa.
Dengan kata lain, sinyal PWM mempunyai gelombang frekuensi yang tetap namun
Duty-Cycle yang bervariasi antara 0%-100%.
Gambar 2.11 Contoh Sinyal PWM
25
Dapat dilihat pada gambar 2.9 karena hanya ada 2 kondisi amplitude sinyal
PWM (Low & High), maka dapat dikatakan bahwa sinyal yang terdapat pada PWM
adalah sinyal yang informasinya terletak pada lebar pulsa.
Proses pembangkitan sinyal PWM dilakukan dengan cara membandingkan
sinyal sinusoidal dengan sinyal segitiga yang membentuk sinyal kotak. Ada beberapa
alasan untuk memilih PWM:
1.
Dalam pembangkitan PWM hanya butuh 1 bit dari mikrokontroller
(bila dibandingkan dengan DAC konvensional butuh 8bit, bahkan mencapai
10bit).
2.
Pada hakikatnya sinyal PWM merupakan sinyal yang ON dan OFF,
driver-nya dapat dibangun dengan rangkaian BJT sedangkan DAC
dibutuhkan rangkaian driver lebih kompleks.
3.
PWM lebih sering dipakai dalam dunia industry.
2.9.1
Pembangkit sinyal PWM dengan Comparator
Dasar pembangkit sinyal PWM adalah dengan membandingkan tegangan
inverting V(+) dengan tegangan non-inverting V(-) dengan menggunakan rangkaian
komparator. Rangkaian komparator ditunjukan pada gambar 2.10
26
Gambar 2.12 Blok Diagram pembangkit sinyal PWM
Prinsip kerja pada rangkaian comparator diatas adalah bila tegangan V(+) lebih besar
dari pada tegangan V(-) maka keluaran pembanding akan mendekati Vdd.
Sebaliknya, apabila tegangan V(-) lebih besar dari pada tegangan V(+) maka
tegangan keluaran pembanding akan mendakati Vss.
Bila diberikan input pada pin inverting berupa gelombang sinus dengan
frekuensi tertentu, sedangkan pada input non-inverting berupa gelombang segitiga
dengan frekuensi yang lebih tinggi maka akan dihasilkan sinyal gelombang PWM.
2.9.2 Pembangkitan sinyal PWM dengan Microcontroller
Dengan hanya ada 2 kondisi sinyal pada PWM (Low & High) sedang
informasi PWM terletak pada perubahan lebar pulsanya, maka sinyal ini dapat
dibangkitkan dengan bantuan mikrokontroler, yaitu dengan bantuan modul DFRobot
mega2560, dengan membuat suatu program yang menghasilkan sinyal seperti sinyal
PWM. M.B., Slamet. Pengembangan Perangat Pelatihan Pembangkit Sinusoidal
Metode PWM dan Modulasi 8-PSK Berbasis Mikrokontroller ATMega16 Mode
Ideal (1 Sinus untuk 3 bit). 2009.