LAPORAN MICROCONTROLER PWM (PULSE WIDTH MODULATION)
Muhammad Fikri
TEKNIK INFORMATIKA
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI DUMAI 2023
PWM (pulse width modulation)
Pwm (pulse width modulation) adalah metode yang digunakan dalam mikrokontroler untuk menghasilkan sinyal analog menggunakan sinyal digital.
Pada artikel ini, kita akan membahas tentang penggunaan pwm pada mikrokontroler atmega 8535.
A. Rangkaian 8535:
Rangkaian 8535 adalah mikrokontroler yang diproduksi oleh perusahaan Atmel.
Rangkaian ini memiliki 40 pin dan termasuk dalam keluarga mikrokontroler Atmel 8051. Rangkaian ini memiliki kecepatan clock maksimum 24MHz dan memiliki kapasitas memori program sebesar 8 KB.
Rangkaian 8535 memiliki berbagai fitur, termasuk 32 pin I/O yang dapat diprogram secara independen, 128 byte RAM internal, 2 timer/counter 8-bit, 1 timer/counter 16-bit, 6 saluran interrupt, serta antarmuka serial UART.
Rangkaian ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti kontrol perangkat elektronik, sistem pengukuran, dan sistem kendali industri.
Rangkaian ini juga dapat dihubungkan dengan berbagai perangkat eksternal seperti sensor, aktuator, dan perangkat komunikasi.
Rangkaian 8535 dapat diprogram menggunakan bahasa pemrograman Assembly atau bahasa pemrograman tingkat tinggi seperti C. Atmel menyediakan perangkat lunak pengembangan yang disebut AVR Studio untuk memudahkan pengembangan aplikasi dengan rangkaian ini.
Dalam rangkaian ini, pembuatan program dan pengunggahan program ke mikrokontroler dilakukan melalui sebuah alat yang disebut programmer.
Programmer yang sering digunakan untuk rangkaian 8535 adalah USBasp atau USB In-System Programmer.
B. Fungsi masing-masing rangkaian 8535
Berikut adalah beberapa fungsi masing-masing pin pada mikrokontroler ATmega8535:
1. Port A (PA0 - PA7): Port I/O umum yang dapat diatur sebagai input atau output.
2. Port B (PB0 - PB7): Port I/O umum yang dapat diatur sebagai input atau output.
3. Port C (PC0 - PC7): Port I/O umum yang dapat diatur sebagai input atau output.
4. Port D (PD0 - PD7): Port I/O umum yang dapat diatur sebagai input atau output.
5. Port E (PE0 - PE7): Port I/O umum yang dapat diatur sebagai input atau output.
6. Port F (PF0 - PF7): Port I/O umum yang dapat diatur sebagai input atau output.
7. Port G (PG0 - PG4): Port I/O umum yang dapat diatur sebagai input atau output.
8. VCC: Pin pasokan tegangan positif.
9. GND: Pin penghubung ke ground.
10. XTAL1: Input sinyal osilator kristal.
11. XTAL2: Output sinyal osilator kristal.
12. RESET: Pin reset mikrokontroler.
13. AREF: Referensi tegangan analog eksternal.
14. AVCC: Pin pasokan tegangan referensi analog.
15. ADC0 - ADC7: Input analog ke kanal konverter digital-ke-analog (ADC).
16. ADC6: Pin input analog ke-6 ke kanal ADC.
17. ADC5: Pin input analog ke-5 ke kanal ADC.
18. ADC4: Pin input analog ke-4 ke kanal ADC.
19. ADC3: Pin input analog ke-3 ke kanal ADC.
20. ADC2: Pin input analog ke-2 ke kanal ADC.
21. ADC1: Pin input analog ke-1 ke kanal ADC.
22. ADC0: Pin input analog ke-0 ke kanal ADC.
23. PCINT7 - PCINT0: Pin interrupt eksternal.
24. T0: Pin input untuk timer/counter 0.
25. INT1: Pin interrupt eksternal 1.
26. INT0: Pin interrupt eksternal 0.
27. ICP1: Pin input capture untuk timer/counter 1.
28. OC1B: Output compare B untuk timer/counter 1.
29. OC1A: Output compare A untuk timer/counter 1.
30. SCK: Pin clock serial untuk antarmuka USART (SPI).
31. MOSI: Pin output serial untuk antarmuka USART (SPI).
32. MISO: Pin input serial untuk antarmuka USART (SPI).
33. RXD: Pin input serial untuk antarmuka USART.
34. TXD: Pin output serial untuk antarmuka USART.
35. OC2: Output compare untuk timer/counter 2.
36. SS: Slave select untuk antarmuka USART (SPI).
37. OC0: Output compare untuk timer/counter 0.
38. T1: Pin input untuk timer/counter 1.
39. T2: Pin input untuk timer/counter 2.
40. ALE: Pin alamat eksternal (dalam mode Extended I/O).
C. Cara kerja pwm
PWM (Pulse Width Modulation) adalah metode pengaturan sinyal digital untuk menghasilkan sinyal analog dengan mengatur lebar pulsa sinyal digital. PWM
dapat digunakan untuk mengontrol kecepatan motor DC, kecerahan LED, atau pengaturan level sinyal suara.
Berikut adalah cara kerja PWM:
1. Sinyal PWM dibangkitkan oleh timer pada mikrokontroler. Timer ini menghasilkan pulsa yang berulang secara periodik dengan lebar pulsa yang dapat diatur.
2. Pertama, kita perlu mengatur periode PWM, yaitu waktu yang diperlukan untuk siklus pulsa lengkap. Ini ditentukan oleh timer pada mikrokontroler.
3. Selanjutnya, kita perlu mengatur duty cycle PWM, yaitu rasio antara waktu pulsa aktif dengan periode PWM. Duty cycle ini menentukan seberapa lama pulsa aktif atau tingkat sinyal output yang dihasilkan.
4. Mikrokontroler akan melakukan perhitungan untuk mengatur lebar pulsa PWM sesuai dengan nilai duty cycle yang diinginkan. Nilai duty cycle ini biasanya dinyatakan dalam persen, di mana 0% berarti pulsa non-aktif dan 100% berarti pulsa selalu aktif.
5. Dalam setiap periode PWM, mikrokontroler akan menghasilkan pulsa yang aktif pada awal periode sebanyak waktu yang ditentukan oleh duty cycle.
Kemudian, pulsa akan non-aktif untuk sisa periode.
6. Dalam aplikasi pengendalian motor atau komponen lainnya, lebar pulsa PWM akan mempengaruhi kecepatan atau tingkat output yang dihasilkan.
Semakin lama pulsa aktif, semakin cepat motor berputar atau semakin tinggi level output yang dihasilkan.
7. Proses ini diulang secara terus-menerus dengan periode dan duty cycle yang diatur oleh program mikrokontroler, sehingga menghasilkan sinyal analog yang dapat digunakan untuk mengontrol perangkat yang dikendalikan.
Dengan menggunakan metode PWM, kita dapat mengontrol tingkat daya atau sinyal analog dengan efisiensi yang tinggi dan menghasilkan hasil yang lebih halus dibandingkan dengan pengaturan daya atau sinyal secara langsung.
D. Contoh penggunaan 8535 beserta cara kerja
AVR ATmega8535 adalah mikrokontroler 8-bit yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik. Berikut adalah contoh penggunaan mikrokontroler ATmega8535 beserta cara kerjanya:
Contoh Penggunaan:
Misalkan kita ingin mengontrol kecepatan motor DC menggunakan mikrokontroler ATmega8535. Berikut adalah langkah-langkah yang perlu dilakukan:
1. Hubungkan motor DC ke pin output mikrokontroler. Misalnya, hubungkan terminal positif motor DC ke pin OC1A (pin 15) dan terminal negatif ke ground.
2. Program mikrokontroler menggunakan bahasa pemrograman C atau assembly untuk mengatur PWM.
- Pertama, kita perlu mengatur mode operasi PWM pada pin output yang digunakan. Dalam hal ini, kita akan menggunakan Timer/Counter1 pada mikrokontroler.
- Setelah itu, kita perlu mengatur periode PWM dan duty cycle yang diinginkan.
- Selanjutnya, kita perlu mengaktifkan PWM pada pin output dengan mengatur bit yang sesuai pada registernya.
- Terakhir, kita perlu mengatur prescaler untuk mengatur frekuensi PWM yang diinginkan.
3. Setelah program dikompilasi dan diunggah ke mikrokontroler, motor DC akan berputar sesuai dengan kecepatan yang diatur melalui PWM.
Cara Kerja:
- Mikrokontroler ATmega8535 memiliki built-in timer/counters yang dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal PWM.
- Timer/Counter1 pada ATmega8535 memiliki mode operasi PWM yang memungkinkan kita menghasilkan sinyal PWM pada pin output tertentu.
- Timer/Counter1 memiliki registernya sendiri yang mengatur periode PWM dan duty cycle.
- Ketika program dijalankan, mikrokontroler akan mengatur nilai periode PWM dan duty cycle sesuai dengan program yang ditulis.
- Mikrokontroler akan menggunakan timer/counters untuk menghitung waktu dan menghasilkan pulsa PWM yang sesuai.
- Setiap siklus PWM, mikrokontroler akan mengaktifkan pulsa pada pin output selama waktu yang ditentukan oleh duty cycle, dan non-aktif selama sisa periode.
- Dengan mengatur nilai duty cycle yang berbeda, kita dapat mengendalikan kecepatan motor DC atau tingkat sinyal output yang dihasilkan.
Dalam contoh penggunaan di atas, mikrokontroler ATmega8535 digunakan untuk menghasilkan sinyal PWM yang mengendalikan kecepatan motor DC.
Dengan mengatur nilai duty cycle PWM, kita dapat mengatur kecepatan motor DC dengan presisi tinggi.
