laporan resmi vi

7/23/2019 Laporan Resmi VI

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-resmi-vi 1/23

PERCOBAAN VI

PULSE WIDTH MODULATION ( PWM )

6.1 Tujuan

1. Dapat menganalisa karakteristik PWM pada sinyal sinusoida.

2. Dapat mengetahui spectrum frekuensi sinyal PWM.

3. Untuk mengetahui proses demodulasi sinyal PWM.

6.2 Peralatan

1. Pesonal Computer

2. UniTrain Board

3. Modul SO421!"# $PWM modulator%demodulator&

4. Power Supply

'. (a)el*. Jumper

6.3 Dasar Teori

6.3.1 Penertian PWM

Pulse Width Modulation $PWM& se+ara umum adalah se)uah +ara

memanipulasi le)ar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode,

untuk mendapatkan tegangan rata!rata yang )er)eda. -e)arapa +ontoh aplikasi

PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau

tegangan yang masuk ke )e)an, regulator tegangan, audio effect dan penguatan,

serta aplikasi!aplikasi lainnya. Modulasi pulsa modulasi le)ar pulsa dapat

dilakukan dengan +ara sinyal pem)a/a gelom)ang persegi dengan frekuensi harus

0auh le)ih tinggi dari frekuensi maksimum sinyal modulasi. Selama modulasi

PWM, siklus dipengaruhi oleh amplitudo sinyal modulasi. Siklus ini merupakan

rasio antara /aktu tingkat tinggi sinyal gelom)ang persegi dan satu periode sinyal

lengkap.

6.3.2 !onse" Dasar PWM

Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitude dan frekuensi dasar yang

tetap, namun memiliki le)ar pulsa yang )erariasi. e)ar pulsa PWM )er)anding

lurus dengan amplitude sinyal asli yang )elum termodulasi. rtinya, sinyal PWM

memiliki frekuensi gelom)ang yang tetap namun duty cycle )erariasi antara

hingga 1.



#a$%ar 6.1 Sinyal PWM

Dari persamaan diatas, diketahui )ah/a peru)ahan duty cycle akan

meru)ah tegangan output atau tegangan rata!rata seperti gam)ar *.2. PWM

merupakan salah satu teknik untuk mendapatkan sinyal analog dari se)uah piranti

digital. Se)enarnya sinyal PWM dapat di)angkitkan dengan )anyak +ara, se+ara

analog menggunakan IC op-amp atau se+ara digital.

#a$%ar 6.2 Sinyal PWM se+ara analog menggunakan IC op-amp

6.3.3 Cara Men&asil'an (in)al PWM

5ara mudah untuk menghasilkan sinyal PWM yaitu dengan

mem)andingkan )entuk sinyal yang diinginkan terhadap leel tegangan seperti

+ontoh sinyal )entuk gerga0i pada gam)ar )erikut ini 6



#a$%ar 6.3 Sinyal -entuk #erga0i

Untuk mem)andingkannya terhadap tegangan DC , PWM memiliki 3 mode

operasi yaitu 6 1. Inerted Mode

Pada mode inerted ini 0ika nilai sinyal le)ih )esar dari pada titik

pem)anding $compare leel & maka output akan di set hi!h $'& dan

se)aliknya 0ika nilai sinyal le)ih ke+il maka output akan di set low $&

seperti pada gelom)ang pada gam)ar di atas.

2. "on Inerted Mode

Pada mode non inerted ini output akan )ernilai hi!h $'& 0ika titik

pem)anding $compare leel & le)ih )esar dari pada nilai sinyal dan

se)aliknya 0ika )ernilai low $& pada saat titik pem)anding le)ih ke+il

dari nilai sinyal seperti pada gelom)ang - pada gam)ar di atas.

3. To!!le Mode

Pada mode to!!le output akan )eralih dari nilai hi!h $'& ke nilai low $&

0ika titik pem)anding sesuai dan se)aliknya )eralih dari nilai low ke hi!h#

-erikut ini +ara perhitungan duty cylce )eserta pen0elasan pada gam)ar 6

DutyCycle=Vreference

Vcarrier x 100

...............................$*.1&



#a$%ar 6.* Per)andingan Duty Cycle

Se+ara analog setiap peru)ahan PWM!nya sangat halus, sedangkan se+ara

digital setiap peru)ahan PWM dipengaruhi oleh resolusi PWM itu sendiri.

7esolusi adalah 0umlah ariasi peru)ahan nilai dalam PWM terse)ut. Misalkan

suatu PWM memiliki resolusi 8 )it, )erarti PWM ini memiliki ariasi peru)ahan



nilai se)anyak 2'* ariasi mulai dari 22' peru)ahan nilai yang me/akili duty

cycle 1 dari keluaran PWM terse)ut.

#a$%ar 6.+ mplitudo Sinyal Modulasi PWM

Semakin )esar amplitudo sinyal modulasi, semakin lama rentang sinyal

pem)a/a tetap pada tingkat tinggi. mplitudo modulasi sinyal dipetakan

sepenuhnya dari /aktu ke /aktu domain sinyal PWM. 9ika tegangan suplai lampu

ini adalah untuk dikendalikan dengan +ara sinyal PWM , misalnya , ke+erahan

dapat disesuaikan seperti yang ditun0ukkan pada animasi di )a/ah6

#a$%ar 6.6 Penyesuaian (e+erahan dengan PWM



Diagram )lok di )a/ah ini menun0ukkan )agaimana prinsip ini praktis

dilaksanakan.

#a$%ar 6., Diagram -lok PWM

Se)uah komparator mem)andingkan sinyal modulasi dengan referensi

/aktu amplitudo disediakan dalam )entuk gigi gerga0i atau delta sinyal.

:ergantung pada apakah amplitudo sinyal modulasi adalah le)ih tinggi atau le)ih

rendah dari sinyal referensi pada setiap titik /aktu tertentu , tingkat sinyal output

diatur.

#a$%ar 6.- 7esolusi -it pada PWM



6.* an'a& Per/o%aan

6.*.1 Pera'itan Mo0ul

a. ;idupkan P5 yang sudah di sediakan

). ;u)ungkan UniTrain Board dan port US- pada 5PU P5 menggunakan

ka)el data

+. Sam)ungkan Power Supplay pada UniTrain Board

d# ;idupkan UniTrain Board#

6.*.2 E's"eri$en Mo0ulasi PWM

a. Pasang Modul SO421!"# $PWM modulator%demodulator&

). ;u)ungkan !round -! pada nalog I" dengan ! dan !round padanalog $UT

+. ;u)ungkan !round nalog $UT dengan !round pada modulator PWM

d. ;u)ungkan <in modulator PWM dengan inputan pada nalog $UT $S&

e. ;u)ungkan = nalog >? dengan PWMout dan -= nalog >? dengan

sinyal.

#a$%ar 6. PWM modulator

f. #unakan function !enerator $ Instruments @ %olta!e Sources @ &unction

'enerator &. Setting function !enerator seperti gam)ar di)a/ah dan

kemudian hidupkan dengan mengklik tom)ol A P$W()B.



#a$%ar 6.1 function !enerator

g. :ampilkan sinyal pada osiloskop dan spectrum analy*er dengan

parameter )erikut6

Ta%el 6.1 Parameter osiloskop

Ta%el 6.2 Parameter spectrum analy*e

h. U)ah frekuensi pada function !enerator men0adi 2 k;C. -andingkan

dan analisa grafik PWM yang diperoleh pada masing!masing frekuensi.

6.*.3 E's"eri$en Mo0ulasi PWM

a. Pasang Modul SO421!"# $PWM modulator%demodulator&

). ;u)ungkan !round -! pada nalog I" dengan ! dan !round pada

nalog $UT

+. ;u)ungkan !round nalog $UT dengan !raound pada modulator PWM

d. ;u)ungkan <in modulator PWM dengan inputan pada nalog $UT $S&



e. ;u)ungkan PWMout pada modulator PWM dengan PWMin pada

demodulator

f. ;u)ungkan = nalog I" dengan <out pada demodulator dan -=

nalog I" dengan sinyal.

#a$%ar 6.11 Modulator PWM

g. #unakan function !enerator $ Instruments @ %olta!e Sources @ &unction

'enerator &. Setting function !enerator seperti gam)ar di)a/ah dan

kemudian hidupkan dengan mengklik tom)ol A P$W()B.

#a$%ar 6.12 function !enerator

h. :ampilkan sinyal pada osiloskop dengan parameter )erikut6



Ta%el 6.2 Sinyal pada osiloskop

i. U)ah frekuensi pada function !enerator men0adi 1 k;C, 2 k;C dan

4 k;C. -andingkan dan analisa grafik PWM yang diperoleh pada

masing!masing frekuensi.



6.+ #a$%ar 0an Data asil Per/o%aan

6.+.1 Mo0ulasi (in)al PWM (inusoi0al + 4

(eterangan 6

:ime -ase 6 2s % D>E

5hannel 6 ' E%D>E

5hannel - 6 2 E%D>E

:rigger 6 5hannel -

d: 6 2ms

< 6 ' ;C

dU- 6 1* E

6 4 E

Mode 6 S>?F

5ursor 6

6.+.2 Mo0ulasi (in)al PWM (inusoi0al 2 !4

(eterangan 6

:ime -ase 6 's % D>E

5hannel 6 ' E%D>E

5hannel - 6 2 E%D>E

:rigger 6 5hannel -

d: 6 's

< 6 2 (;C

dU- 6 1* E

6 4 E

Mode 6 S>?F

5ursor 6

#a$%ar 6.13 Sinyal dimodulasi pada +ut!off frekuensi ' ;C

-



9W-? PF7:?G?

1. #am)aran dari sinyal PWM $ Phase Width Modulation& pada per+o)aan

yang dilakukan adalah sinyal PWM duty cycle )eru)ah se+ara kontinyu

dengan amplitudo sinyal sinus. <rekuensi sampling sinyal PWM adalah

konstan.

2. -anyak nilai pada gelom)ang sinus setengah gelom)ang yang dikodekan

tiap kotaknya pada frekuensi ' ;C adalah se)anyak 8 dan pada frekuensi

2 (;C adalah se)anyak 2.



6.+.3 De$o0ulasi (in)al PWM (inusoi0al * !4

(eterangan 6


5hannel 6 2 E%D>E

5hannel - 6 2 E%D>E

:rigger 6 5hannel -

d: 6 4 ms

< 6 2' ;C

dU- 6 12 E

6 4 E

Mode 6 S>?F

5ursor 6

6.+.* De$o0ulasi (in)al PWM (inusoi0al 2 !4

(eterangan 6


5hannel 6 2 E%D>E

5hannel - 6 2 E%D>E

:rigger 6 5hannel -

d: 6 4ms

< 6 2' ;C

dU- 6 12 E

6 4 E

Mode 6 S>?F

5ursor 6

#a$%ar 6.1+ Sin al didemodulasi ada cut-o frekuensi 4 k;C

#a$%ar 6.16 Sin al didemodulasi ada cut-o frekuensi 2 k;C



6.+.+ De$o0ulasi (in)al PWM (inusoi0al 1 !4

(eterangan 6


5hannel 6 2 E%D>E

5hannel - 6 2 E%D>E

:rigger 6 5hannel -

d: 6 4ms

< 6 2' ;C

dU- 6 12 E

6 4 E

Mode 6 S>?F

5ursor 6

#a$%ar 6.1, Sin al didemodulasi ada cut-o frekuensi 1 k;C



9W-? PF7:?G?

1. (arakteristik sinyal yang dapat diukur dari per+o)aan ini adalah ada

)er)agai tingkat distorsi yang dihasilkan sinyal modulasi pada low-pass

frekuensi cut-off . (arakteristik sinyal yang didemodulasi ter0adi hanya

sekitar gelom)ang sinus pada cut-off frekuensi 1 (;C.

2. Gang menun0ukkan karakteristik sinyal yang diukur adalah modulasi

sinyal frekuensi terlalu dekat dengan frekuensi samplin! sinyal PWM

untuk mengaktifkan reproduksi sinyal.

3. Pengindikasi hasil perhitungan modulasi PWM adalah teori samplin!

Shannon tidak dapat di terapkan dalam perhitungan PWM, karena

spektrum sinyal PWM yang tumpang tindih dengan sinyal modulasi.

Modulasi PWM hanya +o+ok untuk sinyal dari frekuensi sangat rendah

transmisinya di)andingkan dengan samling frekuensi PWM. PWM tidak

memungkinkan multiple+in! dari saluran yang )er)eda. Se)uah sinyal

PWM tidak menyediakan 0endela untuk transmisi informasi dari saluran

lain.

4. plikasi yang dapat digunakan dengan metode PWM adalah kontrol

motor, teknik kendali dan elektronika daya.



6.6 Analisa asil Per/o%aan

6.6.1 Mo0ulasi (in)al PWM (inusoi0al + 4

Pada gam)ar *.18 dapat dilihat sinyal )er/arna merah $channel & adalah

' E dan sinyal )er/arna )iru $channel -& adalah 2 E. Sinyal )er/arna )iru adalah

sinyal carrier $pem)a/a& dan sinyal )er/arna merah adalah sinyal informasi yang

sudah termodulasi. 5ara mendapatkan sinyal termodulasi seperti gam)ar diatas

adalah dengan metode Delta.

Pada sinyal sinusoidal terdapat gerga0i!gerga0i yang fungsinya se)agai

tegangan sinyal +arrier. Saat nilai tegangan referensi le)ih )esar dari tegangan

+arrier $gigi gerga0i& maka outputnya akan )ernilai tinggi. ?amun saat tegangan

referensi )ernilai le)ih ke+il dari tegangan +arrier, maka outputnya akan )ernilai

rendah. Untuk menghitung duty cycle, rumusnya adalah 6


Vcarrier x 100

H5

2 x100=250

Maka )esar duty +y+le pada gam)ar *.18 adalah 2'. Sinyal PWM

$ Phase Width Modulation& pada per+o)aan yang dilakukan adalah sinyal PWM

duty cycle )eru)ah se+ara kontinyu dengan amplitudo sinyal sinus. <rekuensi

sampling sinyal PWM adalah konstan. -anyak nilai pada gelom)ang sinus

#a$%ar 6.1- Sin al dimodulasi ada cut-o frekuensi ' ;C



setengah gelom)ang yang dikodekan tiap kotaknya pada frekuensi ' ;C adalah

se)anyak 8.

6.6.2 Mo0ulasi (in)al PWM (inusoi0al 2 !4


' E dan sinyal )er/arna )iru $channel -& adalah 2 E. Sinyal )er/arna )iru adalah

sinyal carrier $pem)a/a& dan sinyal )er/arna merah adalah sinyal informasi yang

sudah termodulasi. 5ara mendapatkan sinyal termodulasi seperti gam)ar diatas

adalah dengan metode delta.


tegangan sinyal carrier . Saat nilai tegangan referensi le)ih )esar dari tegangan

carrier $gigi gerga0i& maka outputnya akan )ernilai tinggi. ?amun saat tegangan

referensi )ernilai le)ih ke+il dari tegangan carrier , maka output nya akan )ernilai



Vcarrier

x 100

H5

2 x100=250

Maka )esar duty cycle pada gam)ar *.1" adalah 2'. Sinyal PWM

$ Phase Width Modulation& pada per+o)aan yang dilakukan adalah sinyal PWM

duty cycle )eru)ah se+ara kontinyu dengan amplitudo sinyal sinus. <rekuensi

sampling sinyal PWM adalah konstan. -anyak nilai pada gelom)ang sinus

-



setengah gelom)ang yang dikodekan tiap kotaknya pada frekuensi 2 (;C adalah

se)anyak 2.

6.6.3 De$o0ulasi (in)al PWM (inusoi0al * !4


2 E dan sinyal )er/arna )iru $channel -& adalah 2 E. Sinyal )er/arna )iru adalah

yang sudah didemodulasi dan sinyal )er/arna merah adalah sinyal carrier

$pem)a/a&. 5ara mendapatkan sinyal di demodulasi seperti gam)ar diatas adalah

dengan metode Delta.







Vcarrier x 100

H2

2 x100=100

Maka )esar duty cycle pada gam)ar *.2 adalah 1. (arakteristik

sinyal yang dapat diukur dari per+o)aan ini adalah ada )er)agai tingkat distorsi

-



yang dihasilkan sinyal modulasi pada low-pass frekuensi cut-off . (arakteristik

sinyal yang didemodulasi ter0adi hanya sekitar gelom)ang sinus pada cut-off

frekuensi 1 (;C.

6.6.* De$o0ulasi (in)al PWM (inusoi0al 2 !4












Vcarrier x 100

H2

2 x100=100

-







frekuensi 1 (;C.

6.6.+ De$o0ulasi (in)al PWM (inusoi0al 2 !4








carrier $gigi gerga0i& maka outputnya akan )ernilai tinggi. ?amun saat teganganreferensi )ernilai le)ih ke+il dari tegangan carrier , maka output nya akan )ernilai



Vcarrier x 100

H2

2 x100=100

-







frekuensi 1 (;C.

6., (i$"ulan

1. #am)aran dari sinyal PWM $ Phase Width Modulation& pada per+o)aan

yang dilakukan adalah sinyal PWM duty cycle )eru)ah se+ara kontinyu

dengan amplitudo sinyal sinus. <rekuensi sampling sinyal PWM adalah

konstan.

2. -anyak nilai pada gelom)ang sinus setengah gelom)ang yang dikodekan

tiap kotaknya pada frekuensi ' ;C adalah se)anyak 8 dan pada frekuensi

2 (;C adalah se)anyak 2.3. (arakteristik sinyal yang dapat diukur dari per+o)aan ini adalah ada

)er)agai tingkat distorsi yang dihasilkan sinyal modulasi pada low-pass

frekuensi cut-off . (arakteristik sinyal yang didemodulasi ter0adi hanya

sekitar gelom)ang sinus pada cut-off frekuensi 1 (;C.

4. Gang menun0ukkan karakteristik sinyal yang diukur adalah modulasi sinyal

frekuensi terlalu dekat dengan frekuensi sampling sinyal PWM untuk

mengaktifkan reproduksi sinyal.

5.Pengindikasi hasil perhitungan modulasi PWM adalah teori samplingShannon tidak dapat di terapkan dalam perhitungan PWM, karena

spektrum sinyal PWM yang tumpang tindih dengan sinyal modulasi.

Modulasi PWM hanya +o+ok untuk sinyal dari frekuensi sangat rendah

transmisinya di)andingkan dengan samling frekuensi PWM. PWM tidak

memungkinkan multipleIing dari saluran yang )er)eda. Se)uah sinyal

PWM tidak menyediakan 0endela untuk transmisi informasi dari saluran



lain. plikasi yang dapat digunakan dengan metode PWM adalah kontrol

motor, teknik kendali dan elektronika daya.

laporan resmi vi

Documents