RSS

MEMBUAT SINYAL PWM MENGGUNAKAN TIMER AVR

23 Apr

Mungkin teman-teman semua sudah tau pengertian dari PWM (Pulse Width Modulation), jadi saya tidak akan membahasnya lagi. Disini saya akan menjelaskan beberapa istilah yang berhubungan dengan PWM sehingga nantinya akan mempermudah teman-teman dalam pembuatan sinyal PWM menggunakan Timer pada AVR.

Gambar diatas merupakan sinyal PWM dengan amplitudo 5 volt. Dari gambar diatas dapat diketahui pengertian dari 1 periode gelombang, yaitu lamanya interval waktu dalam 1 panjang gelombang, gambar diatas mempunyai periode 10 ms. sedangkan duty cycle, yaitu lamanya pulsa high (on) selama 1 periode, terlihat bahwa lamanya duty cycle 7 ms. Biasanya duty cycle ditulis dalam satuan persentase (%). Jika dari gambar diatas ingin mengubah duty cycle kedalam persen yaitu:

Duty cycle = (interval pulsa high dalam 1 periode/periode gelombang)*100%

Sehingga gambar diatas mempunyai duty cycle sebesar 70%.

Jika periode suatu gelombang diketahui, maka dapat dihitung berapa frekuensinya, menggunakan:

F=1/T

F = Frekuensi (Hz)
T = Periode (detik)

Maka frekuensi dari gambar diatasa adalah F = 1/10 ms= 100 Hz.

Untuk menghasilkan sinyal PWM pada AVR digunakan fitur timer. AVR Atmega 8535 mempunyai 3 buah timer, tetapi disini saya akan membahas Timer0 dan Timer1 saja yang digunakan untuk membangkitkan sinyal PWM. Pada dasarnya Timer0 dan Timer1 mempunyai 4 buah mode untuk membangkitkan sinyal PWM. Untuk lebih jelasnya teman-teman baca datasheet saja.

Disini saya akan membangkitkan sinyal PWM menggunakan Timer0 dan timer1 dengan menggunakan 2 buah mode saja, yaitu Phase Correct PWM dan Fast PWM. Untuk pengertian dan penjelasan masing-masing mode dapat dilihat didatasheet.

Output pin PWM pada Atmega8535 terdapat pada 2 buah pin yaitu PD4 (OC1B) dan PD5 (OC1A).

Timer0

Mode Phase Correct PWM
Foc0 = Fosc/(N*512)
D = (OCR0/255)*100%

Mode Fast PWM
Foc0 = Fosc/(N*256)
D = (OCR0/255)*100%

Dimana:
Foc0 = Frekuensi output OC0
N = Skala clock (mempunyai nilai 1, 8, 64, 256 dan 1024)
D = Duty cycle
Fosc = Frekuensi clock kristal yang digunakan

Timer1

Mode Phase Correct PWM
Foc1a = Fosc/(2*N*(1+TOP))
Foc1b = Fosc/(2*N*(1+TOP))
D = (OCR1X/TOP)*100%

Mode Fast PWM
Foc1a = Fosc/(N*(1+TOP))
Foc1b = Fosc/(N*(1+TOP))
D = (OCR1X/TOP)*100%

Dimana:
Foc1a = Frekuensi output OC1A
Foc1b = Frekuensi output OC1B
N = Skala clock (mempunyai nilai 1, 8, 64, 256 dan 1024)
D = Duty cycle
Fosc = Frekuensi clock kristal yang digunakan
TOP = nilai maksimum counter (TCNT1), TOP mempunyai 3 buah nilai untuk kedua mode tersebut yaitu 8 bit (FF), 9 bit (1FF) dan 10 bit (3FF)

Sekarang saya akan membuat aplikasi membangkitkan sinyal PWM dengan periode 20 ms dengan duty cycle 75%, menggunakan Timer1 10 Bit Mode Fast PWM.

Dengan menggunakan kristal 12 Mhz, N = 256 dan TOP = 10 bit = 3FF = 1023

Maka akan didapat frekuensi output (Foc1x) sebesar 45,77 Hz atau jika diubah kedalam peroide 21,8 ms ≈ 20 ms

Untuk Duty cycle:
D = (OCR1X/TOP)*100%
75% = (OCR1X/1023)*100%
OCR1X = 767 = 2FF (dalam hexa)

Untuk membangkitkan periode yang benar-benar presisi pada sinyal PWM sangat sulit sekali karena kita hanya mampu memanipulasinya lewat 3 parameter saja yaitu, frekuensi kristal yang kita gunakan (tidak semua nilai frekuensi kristal ada dipasaran), skala clock atau N (hanya mempunyai nilai 1, 8, 64, 256, 1024) dan TOP (untuk kedua mode diatas mempunyai 3 buah nilai 8, 9 dan 10 bit). Dengan kombinasi ketiga variabel diatas kita harus benar-benar dapat menentukan periode output yang kita inginkan, menurut saya itu sangat sulit sekali.

Untuk aplikasi diatas berikut adalah setting untuk CodeVision CodeWizard AVR. Clock Value bernilai 46.875 berasal dari Fosc/N atau 12 MHz/256.


Penjelasan diatas adalah untuk membangkitkan sinyal PWM sesuai dengan output yang kita inginkan, sedikit sulit memang. Tetapi pada dasarnya banyak sekali aplikasi yang menggunakan PWM tanpa harus memperdulikan kepresisian periode output, contohnya pengaturan motor DC. Untuk aplikasi pengaturan motor DC sangat simple sekali programnya.

Baiklah sekarang saya akan mengimplementasikan aplikasi pengaturan kecepatan motor DC menggunakan input yang berasal dari potensiometer. Cara kerjanya kecepatan motor DC diatur oleh potensio yang nilainya didapat dari pembacaan ADC. Untuk PWM nya saya gunakan hasil dari yang diatas (Timer1 10 bit mode Fast PWM). Berikut adalah setting untuk CodeWizard AVR dan schematicnya:

Berikut adalah listing program lengkapnya (sangat simple):

#include <mega16.h>
#include <delay.h>

int potensio;

#define ADC_VREF_TYPE 0×00

// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
ADCSRA|=0×40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0×10)==0);
ADCSRA|=0×10;
return ADCW;
}

void main(void)
{
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=Out Func4=Out Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=0 State4=0 State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTD=0×00;
DDRD=0×30;

// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 46.875 kHz
// Mode: Ph. correct PWM top=03FFh
// OC1A output: Non-Inv.
// OC1B output: Non-Inv.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer 1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0xA3;
TCCR1B=0×04;
TCNT1H=0×00;
TCNT1L=0×00;
ICR1H=0×00;
ICR1L=0×00;
OCR1AH=0×02;
OCR1AL=0xFF;
OCR1BH=0×00;
OCR1BL=0×00;

// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0×80;
SFIOR=0×00;

// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 750.000 kHz
// ADC Voltage Reference: AREF pin
// ADC Auto Trigger Source: None
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0×84;

while (1)
      {
      potensio=read_adc(0);//membaca nilai ADC potensio
      OCR1A=potensio;//nilai potensio diumpan ke register PWM untuk ngatur kecepatan motor
      };
}

About these ads
 
9 Comments

Posted by on April 23, 2011 in Tutorial AVR

 

Tags: , , , , ,

9 responses to “MEMBUAT SINYAL PWM MENGGUNAKAN TIMER AVR

  1. aeronight

    April 28, 2011 at 10:10

    gan boleh minta emailnya g…soalnya saya ada masalah terus mw sya tanyakan jd mw sya kirimkan ke email agan pertanyaannya da gambarnya gan…
    alamat emailnya bisa dikirim ke email saya gan…

     
  2. rahmadi

    April 29, 2011 at 08:19

    tanya: konsep pemrograman line follower, jika garis yang dilalui terdapat sudut siku, dan gimana saat terjadi “kehilangan garis” (out of line) pada saat seperti itu, robot harus bagaimana? makasih gan!

    kalau tidak keberatan saya minta email untuk diskusi lebih lanjut:

    banaspati_mu@yahoo.com

     
    • ElectrO-cOntrOl

      April 29, 2011 at 10:00

      silakan lewat email ini untuk berbagi uneg2

      electro.control@rocketmail.com

      sebelumnya saya ingin bertanya bagaimana anda memposisikan sensor yg anda gunakan? biasanya untuk line follower sensor yang digunakan potodioda dan diposisikan sejajar sebanyak 8 buah atau biasa disebut “ARRAY PROXYMITY SENSOR” dengan konfigurasi tersebut maka sensor anda akan lebih mudah dalam mendetiksi bermacam2 tikungan (walaupun itu sudut siku).

       
  3. huzaim

    September 29, 2011 at 06:51

    mode phase correct PWM aku liat di datasheet tidak ditambah 1 nilai TOP nya

    CMIIW….

     
    • ElectrO-cOntrOl Team

      October 6, 2011 at 01:27

      ok terima kasih… sepertinya saya salah mengetik rumusnya… sekali lagi terima kasih sarannya… jika masih ada kesalahan silahkan berikan saran.

      entri/postingan ini sudah saya ralat di elektro-kontrol.blogspot.com

       
  4. NIRV

    November 28, 2011 at 13:18

    minta link yang udah dibenerin dong mas

     

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: