Cara Menghasilkan PWM Menggunakan IC 555 (2 Metode yang Dijelajahi)

IC 555 adalah perangkat yang sangat berguna dan serbaguna yang dapat diterapkan untuk mengkonfigurasi banyak sirkuit yang berguna di bidang elektronik. Salah satu fitur yang sangat berguna dari IC ini adalah kemampuannya untuk menghasilkan pulsa PWM yang dapat berdimensi atau diproses sesuai kebutuhan aplikasi atau rangkaian.

Apa PWM

PWM adalah singkatan dari modulasi lebar pulsa, sebuah proses yang melibatkan kontrol lebar pulsa, atau periode ON / OFF atau keluaran logis yang dihasilkan dari sumber tertentu seperti rangkaian osilator atau mikrokontroler.

Pada dasarnya PWM digunakan untuk mengukur atau memangkas tegangan keluaran atau daya beban tertentu sesuai kebutuhan individu atau aplikasi.

Ini adalah cara digital untuk mengontrol daya dan lebih efektif daripada metode analog atau linier.
Ada banyak contoh yang menggambarkan penggunaan PWM yang efektif dalam mengontrol parameter yang diberikan.

Ini digunakan untuk mengontrol kecepatan motor DC, dalam inverter untuk mengontrol RMS dari output AC atau untuk menghasilkan keluaran gelombang sinus yang dimodifikasi .

Ini juga dapat dilihat pada catu daya SMP untuk mengontrol tegangan keluaran ke level yang tepat.
Ini juga diterapkan di sirkuit driver LED untuk mengaktifkan fungsi peredupan LED.

Ini banyak digunakan dalam topologi buck / boost untuk mendapatkan tegangan stepped down atau stepped-up tanpa menggunakan trafo besar.

Jadi pada dasarnya ini dapat digunakan untuk menyesuaikan parameter keluaran sesuai preferensi kita sendiri.

Dengan banyaknya pilihan aplikasi yang menarik, apakah itu berarti metodenya mungkin terlalu rumit atau mahal untuk dikonfigurasi ??

Jawabannya pasti tidak. Nyatanya hal ini dapat diimplementasikan dengan sangat mudah dengan menggunakan satu IC LM555.

Pada dasarnya ada dua metode di mana IC 555 dapat digunakan untuk menghasilkan keluaran modulasi lebar pulsa. Metode pertama hanya menggunakan satu IC 555, dan beberapa bagian terkait seperti dioda, potensiometer, dan kapasitor. Metode kedua adalah dengan menggunakan konfigurasi IC 555 monostabil standar dan menggunakan sinyal modulasi eksternal.

IC 555 PWM menggunakan Dioda

Metode pertama adalah yang paling sederhana dan efektif, yang menggunakan konfigurasi seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Video Demonstrasi

Cara kerja rangkaian dua dioda IC 555 PWM di atas cukup sederhana. Sebenarnya a desain multivibrator astabil standar dengan pengecualian kontrol periode ON / OFF independen dari output.

Seperti yang kita ketahui bahwa waktu ON dari rangkaian IC 555 PWM ditentukan oleh waktu yang dibutuhkan oleh kapasitor untuk mengisi daya pada level 2/3 Vcc melalui resistor pin # 7, dan waktu OFF ditentukan oleh waktu pemakaian kapasitor di bawah 1/3 Vcc melalui pin # 7 itu sendiri.

Dalam rangkaian PWM sederhana di atas, kedua parameter ini dapat diatur secara independen atau diperbaiki melalui potensiometer dan melalui beberapa dioda bifurkasi.

Dioda sisi kiri yang katodanya terhubung dengan pin # 7 memisahkan waktu OFF, sedangkan dioda sisi kanan yang anoda terhubung ke pin # 7 memisahkan waktu ON dari keluaran IC.

Ketika potensiometer lengan penggeser lebih ke arah dioda sisi kiri, ini menyebabkan waktu pengosongan berkurang, karena resistansi yang lebih rendah di jalur pemakaian kapasitor. Hal ini menghasilkan peningkatan waktu ON, dan penurunan waktu OFF IC PWM.

Sebaliknya, ketika penggeser pot lebih ke arah dioda sisi kanan, hal itu menyebabkan waktu ON berkurang karena turunnya resistansi pot pada jalur pengisian kapasitor. Hal ini menyebabkan peningkatan periode OFF, dan penurunan periode ON dari PWM keluaran IC.

2) IC 555 PWM menggunakan Modulasi Eksternal

Metode kedua sedikit rumit daripada yang di atas, dan membutuhkan DC bervariasi eksternal pada pin # 5 (input kontrol) dari IC untuk menerapkan lebar pulsa yang bervariasi secara proporsional pada output IC.

Mari pelajari konfigurasi rangkaian sederhana berikut:

Pinout IC 555

Diagram menunjukkan IC 555 dihubungkan dengan mode multivibrator monostabil yang mudah. Kita tahu bahwa dalam mode ini IC dapat menghasilkan pulsa positif pada pin # 3 sebagai respons terhadap setiap pemicu negatif pada pin # 2.

Denyut nadi pada pin # 3 bertahan untuk beberapa periode waktu yang telah ditentukan tergantung pada nilai Ra dan C. Kita juga dapat melihat pin # 2 dan pin # 5 ditetapkan sebagai input clock dan modulasi.

Outputnya diambil dari pin # 3 chip biasa.

Dalam konfigurasi langsung di atas, IC 555 siap untuk menghasilkan pulsa PWM yang diperlukan, hanya membutuhkan pulsa gelombang persegi atau input jam pada pin # 2, yang menentukan frekuensi output, dan input tegangan variabel pada pin # 5 yang amplitudo atau level tegangannya menentukan dimensi lebar pulsa pada output.

Pulsa pin # 2 menghasilkan gelombang segitiga yang bergantian pada pin # 6/7 dari IC, yang lebarnya ditentukan oleh komponen timing RA dan C.

Gelombang segitiga ini dibandingkan dengan pengukuran tegangan sesaat yang diterapkan pada pin # 5 untuk meredupkan pulsa PWM pada keluaran pin # 3.

Dengan kata sederhana kita hanya perlu menyediakan rangkaian pulsa pada pin # 2 dan tegangan yang bervariasi pada pin # 5 untuk mencapai pulsa PWM yang diperlukan pada pin # 3 IC.

Amplitudo tegangan pada pin # 5 akan secara langsung bertanggung jawab dalam membuat pulsa PWM keluaran lebih kuat atau lebih lemah, atau lebih tebal atau lebih tipis.

Tegangan modulasi dapat menjadi sinyal arus yang sangat rendah, namun akan memberikan hasil yang diinginkan.

Misalnya kita menerapkan gelombang persegi 50 Hz pada pin # 2 dan konstan 12V pada pin # 5, hasil pada keluaran akan menunjukkan PWM dengan RMS 12V dan frekuensi 50Hz.

Untuk mengurangi RMS kita hanya perlu menurunkan tegangan pada pin # 5. Jika kita memvariasikannya, resultannya akan menjadi PWM yang bervariasi dengan nilai RMS yang bervariasi.

Jika RMS yang bervariasi ini diterapkan ke tahap driver MOSFET pada keluaran, setiap beban yang didukung oleh MOSFET juga akan merespons dengan hasil tinggi dan rendah yang sesuai.

Jika motor dihubungkan ke mosfet, ia akan merespon dengan kecepatan yang berbeda-beda, sebuah lampu dengan intensitas cahaya yang berbeda-beda, sedangkan inverter dengan ekuivalen gelombang sinus yang dimodifikasi.

Bentuk Gelombang Keluaran

Pembahasan di atas dapat disaksikan dan diverifikasi dari ilustrasi bentuk gelombang yang diberikan di bawah ini:

Bentuk gelombang paling atas mewakili tegangan modulasi pada pin # 5, tonjolan dalam bentuk gelombang mewakili tegangan naik dan sebaliknya.

Bentuk gelombang kedua mewakili pulsa jam seragam yang diterapkan pada pin # 2. Ini hanya untuk mengaktifkan IC untuk beralih pada frekuensi tertentu, tanpanya IC tidak akan dapat berfungsi sebagai perangkat generator PWM.

Bentuk gelombang ketiga menggambarkan pembangkitan PWM aktual pada pin # 3, kita dapat melihat bahwa lebar pulsa berbanding lurus dengan sinyal modulasi atas.

Lebar pulsa yang sesuai dengan 'tonjolan' dapat dilihat jauh lebih lebar dan berjarak dekat yang secara proporsional menjadi lebih tipis dan jarang dengan penurunan level tegangan modulasi.

Konsep di atas dapat dengan sangat mudah dan efektif diterapkan dalam aplikasi kontrol daya seperti yang telah dibahas sebelumnya pada artikel di atas.

Cara Menghasilkan Siklus Tugas 50% Tetap dari Sirkuit IC 555

Gambar berikut menunjukkan konfigurasi sederhana yang akan memberi Anda PWM siklus kerja 50% tetap di pin # 3. Ide tersebut dipresentasikan di salah satu lembar data IC 555, dan desain ini terlihat sangat menarik dan berguna untuk aplikasi yang membutuhkan tahap generator siklus tugas tetap 50% yang sederhana dan cepat.