Pulse Width Modulation

PWM, Pulse-Width Modulation, adalah salah satu jenis modulasi. Modulasi PWM dilakukan dengan cara merubah lebar pulsa dari suatu pulsa data. Total 1 perioda (T) pulsa dalam PWM adalah tetap, dan data PWM pada umumnya menggunakan perbandingan pulsa positif terhadap total pulsa.

Gambar 1. PWM = 50%.

Gambar 2. PWM = 30%.

Gambar 3. PWM = 60%.

Penggunaan PWM:

1. PWM sebagai data keluaran suatu perangkat. PWM dapat digunakan sebagai data dari suatu perangkat, data direpresentasikan dengan lebar pulsa positif (Tp).
2. PWM sebagai data masukan kendali suatu perangkat. Selain sebagai data keluaran, PWM pun dapat digunakan sebagai data masukan sebagai pengendali suatu perangkat. Salah satu perangkat yang menggunakan data PWM sebagai data masukannya adalah Motor DC Servo. Motor DC Servo itu sendiri memiliki dua tipe: 1. Kontinyu, 2. Sudut. Pada tipe 1., PWM digunakan untuk menentukan arah Motor DC Servo, sedangkan pada tipe 2., PWM digunakan untuk menentukan posisi sudut Motor DC Servo.
3. PWM sebagai pengendali kecepatan Motor DC bersikat. Motor DC bersikat atau Motor DC yang biasa ditemui di pasaran yang memiliki kutub A dan kutub B yang jika diberikan beda potensial diantara kedua-nya, maka Motor DC akan berputar. Pada prinsipnya Motor DC jenis ini akan ada waktu antara saat beda potensial diantara keduanya dihilangkan dan waktu berhentinya. Prinsip inilah yang digunakan untuk mengendalikan kecepatan Motor DC jenis ini dengan PWM, semakin besar lebar pulsa positif dari PWM maka akan semakin cepat putaran Motor DC. Untuk mendapatkan putaran Motor DC yang halus, maka perlu dilakukan penyesuaian Frekuensi (Perioda Total) PWM-nya.

Mengenal AT89S51

Huruf dan Angka Penuh Arti

Jika kita kelompokkan huruf dan angka tersebut, maka akan menjadi seperti berikut:

AT89S51 = AT + 8951 + S

Dengan arti: AT = ATMEL sebagai produsen dari IC ini

8951 = 8051 + 9 = IC ber-arsitektur 8051 dengan tipe memory Flash ROM (9 = Flash ROM, 8 = EEPROM, 7 = EPROM).

S = ISP programming = Sudah dapat diprogram secara ISP.

Kemampuan AT89S51

Tiap IC mikrokontroler memiliki kemampuan yang berbeda-beda atau biasa disebut sebagai fitur dari suatu mikrokontroler. Adapun fitur yang dimiliki oleh AT89S51 adalah sebagai berikut:

·4K bytes Flash ROM

·128 bytes RAM

·4 buah 8-bit I/O (Input /Output) port

·2 buah 16 bit timer

·Interface komunikasi serial (TX dan RX)

·210 lokasi bit-addressable

·5 sumber interupt (2 interupt timer, 2 external interupt, 1 serial interupt)

·Tampilan Fisik dari AT89S51:

Gambar 1.1. Tampilan Fisik AT89S51

Kerabat AT89S51

Seperti yang kita ketahui bahwa AT89S51 adalah mikrokontroler yang menggunakan 8051 sebagai arsitekturnya dan tergolong ke dalam MCS-51. Nah, ternyata ATMEL tidak hanya memproduksi satu jenis IC mikrokontroler yang ber-arsitektur 8051, ATMEL pun mengeluarkan kerabatnya AT89S51 dengan fitur-fitur yang telah dikembangkan:

AT89S52 = Memiliki kapasitas flash ROM dan RAM 2x dari AT89S51

AT89S54 = Memiliki kapasitas flash ROM 4x dan RAM 2x dari AT89S51

AT89S2051 = Hanya memiliki 2 port I/O sehingga hanya memiliki 20 pin dengan kapasitas 2K bytes flash ROM dan 256 bytes RAM. Sangat cocok untuk menghemat ruang di PCB.

AT89S4051 = Sama dengan AT89S2051 tetapi memiliki kapasitas flash ROM yang lebih besar, yaitu 4K bytes.

AT89S8252 = Memiliki kapasitas ROM dan RAM yang sama dengan AT89S52, tetapi memiliki tambahan memory EEPROM untuk penyimpanan data non-volatile sebesar 2K bytes.

Lingkungan Pendukung / Minimum Sistem 

Gambar 2.1. Minimum Sistem Mikrokontroler AT89S51

Sebelum membangun sebuah alat elektronik yang berbasis Mikrokontroler AT89S51, haruslah terlebih dahulu dibangun sebuah lingkungan pendukung kerja dari Mikrokontroler AT89S51 atau yang biasa disebut sebagai Sistem Minimum. Sistem minimum Mikrokontroler adalah sistem elektronika yang terdiri dari komponen-komponen dasar yang dibutuhkan oleh Mikrokontroler untuk dapat bekerja dengan baik, seperti yang terlihat pada gambar 2.1. Rangkaian Xtal berfungsi untuk memberikan detak yang akan menentukan kecepatan dari eksekusi program Mikrokontroler. Kemudian rangkaian Reset berfungsi untuk mengembalikan peng-eksekusian program dari awal program, digunakan saat terjadi hal yang tidak diinginkan pada proses kerja Mikrokontroler. Sedangkan untuk tambahan pada minimum sistem AT89S51 digunakan Resistor PULL-UP khusus pada Port-0 (karena hanya Port-0 yang tidak memiliki internal Pull-UP) dan ISP Konektor untuk men-download program. Dan yang terakhir untuk dapat meng-aktifkan Mikrokontroler kita adalah tentu saja Tegangan 5V yang stabil. Tanpa adanya tegangan atau energi suatu sistem elektronika tidak akan dapat berfungsi.

Solar Tracker System Schematic

The solar panels are operating at optimal parameters when they are at the perfect right angle to the sun. Unfortunately this is accomplished only if solar panels are rotated by the sun. This is the purpose of this diy solar tracker system.

The solar tracker circuit uses a window comparator to maintain the motor in a idle state as long as the two LDRs are under the same illumination level. In this case, half the voltage is applied to the noninverting input of A1 and to the inverting input of A1.

Solar Tracker Circuit Schematic

simple diy solar tracker system schematic

solar tracker components

• T1, T3 = BD239, BD139
• T2, T4 = BD240, BD140
• A1, A2 = 1/2 of LM324
• Diodes = 1N4001

When the sun position is changing so does the illumination level on the LDRs and the input voltage for the window comparator is no longer half of the supply voltage thereby the output of the comparator generates informations for the motor that rotates the solar panels for tracking the sun.
diy sun tracking sensor

diy sun tracking sensor

P1 and P2 are adjusted in such way that the motor stands still when the LDRs get the same amount of solar light. If less light reaches LDR2 than LDR1, the voltage in point A increases to more than half of the power supply voltage. As a result the output of A1 is HIGH and T1 and T4 transistors conduct. In this situation the motor is starting.
If the angle of the solar light is changing again and the voltage in point A decreases at less than power supply voltage, the output of A2 goes HIGH and T3 and T2 transistors conduct. As a result the motor is rotating in opposite direction.
For solar panels control is best to use small motors with a suitable voltage and a maximum working current of 300 mA. This solar tracker system is used for tracking the sun only in one plane, the horizontal one. If you want to track the solar light in the vertical plane you need to build a separate sun tracker circuit.

Analog Solar Tracker by Bien Fallaria

analog solar tracker circuit schematic by Bien

This is a simple and practical analog solar tracker circuit. Using four LDR (light dependent resistor) as a sensor in detecting the light source arranged as illustrated. When the light hit the LDR in a certain position, it will activate the circuit and trigger the relay to turn the slewing motor in the right direction until the sensor is fully shaded under its cover stopping the motor to its rest condition.