Cara Mendesain Sirkuit PWM yang Anda Butuhkan

Ada beberapa cara yang berbeda untuk mengendalikan kecepatan motor DC. Namun, salah satu cara yang paling disukai dan sederhana adalah dengan menggunakan rangkaian Pulse Width Modulation (PWM). PWM (Pulse Width Modulation) adalah teknik yang digunakan dalam menggerakkan beban inersia untuk waktu yang lama. Penggunaan modulasi lebar pulsa dalam mengontrol driver motor memiliki beberapa keuntungan.

Tapi mungkin, keuntungan yang paling signifikan adalah karena transistor sepenuhnya “OFF” atau “ON”, kehilangan daya pada konduktor switching tetap kecil. Artikel ini membahas cara merancang rangkaian PWM. Di sini, akan dibahas isu-isu penting, seperti memotong sinyal listrik secara efektif menjadi bagian-bagian terpisah sebagai cara untuk mengurangi kekuatan transmisi sinyal elektronik.

Pengantar Profesional Sirkuit PWM

Pulse Width Modulation (PWM) adalah istilah yang digunakan dalam deskripsi jenis sinyal digital. Modulasi lebar pulsa digunakan dalam banyak aplikasi seperti sirkuit kontrol yang canggih. Metode standar di mana PWM melihat banyak kegunaan adalah dalam mengendalikan peredupan LED dan mengendalikan arah motor servo.

Rangkaian modulasi lebar pulsa bekerja dengan mengurangi daya rata-rata selama transmisi sinyal listrik. Ia melakukannya dengan memisahkan sinyal menjadi bagian atau sampel diskrit. Seperti disebutkan sebelumnya, ada banyak keuntungan dan kegunaan dalam telekomunikasi, pengaturan tegangan, kontrol motor servo, sirkuit digital, dan kontrol kecepatan motor, antara lain.

Sirkuit modulasi lebar pulsa adalah pilihan utama bagi banyak pengguna berdasarkan fakta bahwa mereka tidak membuat banyak suara saat beroperasi. Tidak seperti sinyal analog yang mengeluarkan suara saat dalam proses, sirkuit modulasi lebar pulsa tahan terhadap kebisingan dan sangat efisien. Lebih baik lagi, rangkaian modulasi lebar pulsa ekonomis dan tidak membutuhkan banyak ruang. Sirkuit modulasi lebar pulsa tidak rumit atau sulit untuk dibuat. Komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan sirkuit ini mudah dirakit.

Selain itu, langkah-langkah yang harus diikuti dalam pembuatan atau produksi rangkaian modulasi lebar pulsa sangat nyaman, tidak seperti desain kursus lainnya. Sirkuit modulasi lebar pulsa mudah dikonversi kembali ke sirkuit analog menggunakan perangkat keras minimum.

Duty Cycle, Frekuensi, dan Lebar Pulsa Dalam Sirkuit PWM

Siklus Tugas

Seperti disebutkan sebelumnya, sinyal modulasi lebar pulsa tetap menyala untuk waktu tertentu kemudian padam untuk sisa waktu. Ini beroperasi pada dasar "ON" dan "OFF". Aspek yang membuat sinyal PWM lebih berguna dan unik adalah fakta bahwa sinyal tersebut dapat diatur untuk tetap menyala selama waktu tertentu dengan mengontrol siklus kerja. Persentase atau rasio waktu sinyal PWM tetap tepat waktu atau TINGGI dikenal sebagai duty cycle.

Jika sinyal tetap ON, maka itu dalam siklus tugas 100%. Tetapi jika selalu mati, maka itu adalah siklus tugas 0%. Rumus untuk menghitung duty cycle adalah sebagai berikut:

Siklus Tugas =Waktu AKTIF/ (Waktu AKTIFKAN + waktu MATIKAN)

lFrekuensi PWM

Frekuensi rangkaian modulasi lebar pulsa menentukan kecepatan atau lebih tepatnya seberapa cepat PWM diperlukan untuk menyelesaikan satu periode. Satu Periode adalah periode ON dan OFF penuh atau lengkap dari sinyal modulasi lebar pulsa. Biasanya, sinyal modulasi lebar pulsa yang dihasilkan oleh banyak mikrokontroler adalah sekitar 500 Hz. Frekuensi seperti itu banyak digunakan dalam komponen switching berkecepatan tinggi seperti konverter dan inverter.

Namun, tidak semua aplikasi membutuhkan frekuensi tinggi. Misalnya, untuk mengontrol motor servo, Anda harus menghasilkan sinyal PWM dengan frekuensi sekitar 50Hz. Sederhananya, seberapa cepat sinyal modulasi lebar pulsa menyala dan mati ditentukan oleh frekuensi sinyal PWM.

Lebar pulsa di Sirkuit PWM

Rangkaian PWM terdiri dari Pulse Width (PW). Lebar pulsa, menurut definisi, adalah waktu atau waktu yang telah berlalu antara tepi naik/tinggi dan turun/rendah dari satu pulsa. Lebar pulsa adalah durasi sinyal lain, biasanya sinyal pembawa yang digunakan dalam transmisi. Untuk membuat pengukuran tersebut akurat dan berulang, 50% dari tingkat daya digunakan sebagai titik referensi.

Cara Membangun Sirkuit PWM

Membangun sirkuit PWM bukanlah tugas yang sulit. Berikut ini adalah beberapa bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian PWM. Kertas Mengkilap

• Papan berlapis tembaga
• Aseton
• Besi Klorida
• Printer LASER
• Gunting
• Spidol
• Wadah plastik
• Kamplas
• Sarung tangan pengaman
• Melihat
• Sarung tangan lateks

Langkah 1:Merancang sirkuit

Mulailah dengan merancang diagram skematik dalam perangkat lunak desain PCB. Anda dapat menggunakan software desain seperti Kicad, Express PCB, Dip Trace, NI Multism, atau Altium Designer. EAGLE PCB Design Software adalah pilihan terbaik.

Langkah 2:Mendesain Tata Letak PCB

Setelah Anda selesai mendesain diagram skematik, sekarang saatnya mengembangkan tata letak PCB,  sebaiknya menggunakan alat EDA Eagle. Setelah Anda selesai, ambil cetakan dari pembuatan PCB, ada kemungkinan besar kegagalan tata letak, yang dapat berdampak negatif pada fungsionalitas produk akhir. Ada beberapa layout PCB pada kertas glossy. Di sini, gunakan printer LASER saja. Komponen yang dibutuhkan di sini antara lain sebagai berikut:

• Tajuk (2,54mm)
• PCB:Serat Kaca FR4
• Blok Terminal Sekrup
• Kapasitor – 0,1 uF (104)
• Resistor
• 1N5403 – Dioda (3Amp)
• TLP250 – Pengemudi Gerbang
• IRFP460 – Daya MOSFET

Langkah 3:Proses Solder

Untuk menggerakkan MOSFET daya, gunakan driver gerbang IC. Tetapi sekali lagi, IC TLP250 cocok untuk rangkaian driver gerbang IGBT dan MOSFET daya. Anda dapat menggunakan pengontrol PWM untuk mengontrol tingkat kecerahan LED atau bahkan menggunakannya sebagai driver LED. Kontroler PWM juga berfungsi atau menjalankan peran yang sama seperti dimmer PWM.

Langkah 4:Perhitungan Disipasi Daya MOSFET

Langkah keempat melibatkan perhitungan disipasi daya. Berikut ini adalah rumus menghitung disipasi daya:

P =R X I ²

P =R_ds (AKTIF) X I ²

Di sini,

P =Daya

Saya =Saat Ini

R_d (ON) =Tiriskan-Sumber Resistensi Dalam Keadaan

Langkah 5:Disipasi Daya Maksimum dikurangi Heatsink

Disipasi daya adalah daya maksimum yang dihamburkan oleh MOSFET dalam kondisi termal tertentu. Langkah kelima untuk membangun sirkuit PWM Anda melibatkan perhitungan disipasi daya maksimum tanpa heatsink. Perhitungan disipasi daya sederhana. Disipasi daya dihitung dengan mengambil suhu persimpangan dan mengurangkan suhu sekitar lalu membaginya dengan persimpangan maksimum ke lingkungan.

Pd =Tj (maks) – TA

ROJA

Langkah 6:Antarmuka Driver PWM

Ini adalah langkah terakhir untuk memiliki sirkuit PWM Anda. Untuk menghubungkan atau lebih tepatnya melengkapi driver PWM, Anda memerlukan kabel jumper, driver PWM, board Arduino UNO, motor DC, SMPS, dan potensiometer 10k.

Hal yang Perlu Diperhatikan

Desain sirkuit PWM bisa menjadi tugas yang menakutkan, terutama jika Anda gagal mengikuti instruksi dengan hati-hati. Anda mungkin memperhatikan bahwa pada kenyataannya, hal-hal akan sedikit berbeda dari apa yang Anda temukan di buku atau internet. Agar aman, Anda perlu mempertimbangkan beberapa masalah. Misalnya, Anda harus memastikan bahwa Anda memiliki semua bahan yang Anda butuhkan.

Juga, Anda perlu memastikan bahwa Anda mengikuti semua langkah dari awal hingga akhir, seperti yang ditunjukkan. Anda juga harus mempertimbangkan hal-hal yang berkaitan dengan keselamatan. Pastikan Anda bekerja di lingkungan yang bersih dan aman. Selain itu, Anda harus terbiasa dengan perhitungan karena Anda mungkin harus menghitung aspek penting seperti disipasi daya, watt resistor, dan penggunaan mikrokontroler, antara lain.

Area Aplikasi

Sirkuit PWM digunakan dalam berbagai aplikasi. Contoh tepat di mana pengontrol PWM dapat digunakan termasuk yang berikut:

• Digunakan untuk mengontrol kecepatan motor DC
• Mereka menemukan kegunaannya dalam mengontrol kecerahan strip lampu LED dan lampu LED
• Digunakan untuk menghasilkan nada
• Mereka juga menemukan aplikasi untuk pemanas daya DC
• Digunakan pada komponen bertenaga DC

Apakah Anda Ingin Mengatur Pengontrol PWM? Anda Dapat Menghubungi Kami

Menyiapkan pengontrol PWM bisa menjadi tugas yang sulit. Sebagian besar orang merasa kesulitan dalam mengatur pengontrol PWM. Apakah Anda merasa sulit untuk mengatur pengontrol PWM? Jangan khawatir. Kami di WellPCB siap membantu Anda. Jangan menderita dalam diam ketika kami bisa membantu. Kami memahami setiap aspek yang berkaitan dengan pengontrol motor PWM. Biarkan kami mengatur semuanya untuk Anda saat Anda duduk dan bersantai. Tergantung pada penggunaan Anda, kami akan mengatur beban untuk Anda, menghubungkan semua kabel untuk menghindari hubungan pendek, dan menghitung disipasi daya maksimum untuk pengontrol PWM Anda.

Kesimpulan

Seperti disebutkan sebelumnya, mengendalikan kecepatan motor DC dapat dicapai dengan banyak cara. Namun, penggunaan Pulse Width Modulation adalah cara terbaik dan terpercaya. Ada banyak keuntungan yang terkait dengan penggunaan modulasi lebar pulsa dalam mengendalikan kecepatan motor DC. Beberapa di antaranya termasuk rugi daya kecil dan tegangan motor konstan. Membangun motor PWM bisa menjadi latihan yang membuat frustrasi, terutama jika Anda tidak mematuhi semua instruksi. Jika Anda merasa kesulitan untuk mengembangkan dan mengatur pengontrol PWM, Anda dapat menghubungi kami untuk mendapatkan bantuan. Kami adalah desainer PWM profesional terbaik dengan pengalaman dan profesionalisme puluhan tahun.