cultura maker, robotica

entendendo o que é o PWM

A ideia dessa série de post sobre Arduíno, Robótica e Programação é ir falando um pouco sobre tópicos da engenharia, da robótica e da programação de maneira mais leve mas sem perder o conteúdo e os conceitos envolvidos.

Seguindo essa linha, resolvi falar hoje de algo que na minha graduação não foi fácil de entender mas hoje em dia, todas as aulas do professor de Sinais e Sistemas fazem muito mais sentido, valeu professor Adrião. 🙂

Então hoje é a hora e a vez  do PWM, Pulse-Width Modulation, que é uma técnica de modulação. Mas antes vamos a uma breve revisão do que já vimos por aqui:

  • quando queremos transmitir dados precisamos codificá-las , transformá-los em um sinal. Um sinal é  impulsos elétricos ou eletromagnéticos que leva os nossos dados/informações de um lado para outro.
  • existem dois tipos de sinais: digital e analógico
  • frequência: é a repetição da oscilação por unidade de tempo.
  • período: é o intervalo de tempo para descrever “um ciclo completo”

Os sinais devem ser transmitido (propagado) em um meio, é como se existisse um personagem imaginário que carregasse os nossos dados, levando-os do transmissor para o receptor.

Um maneira de propagar dados é através do ar, o ar mantem suas características para transmitir os mais variados tipos de onda, ele não se adapta. Então como ele consegue ser o meio para essa diversidade de sinais?

Bom, para resolver isso existe uma técnica chamada modulação: que é o ato de modificar alguma característica do sinal de forma que ele possa ser transmitido em um meio existente e que ao chegar no transmissor possa voltar ao seu estado inicial, sem ou com pouca perda de informações.

Ah, e os nomes bonitos pra essa historia que eu contei, são os seguintes:

  • onda portadora: é a forma de onda que vai carregar o sinal, de forma que ele possa ser transmitido em um determinado meio. Lembre-se  o sinal contém nossos dados, que é no fim o que a gente quer levar de um lugar para o outro.
  • modulação: é o processo no qual a informação a transmitir numa comunicação é adicionada a ondas eletromagnéticas. O transmissor adiciona a informação numa onda especial de tal forma que poderá ser recuperada na outra parte através de um processo reverso chamado demodulação. (Fonte: wikipedia)

Bom e aonde entra o PWM, Tchellita?!!  O PWM é uma técnica de modulação na qual a característica modificada é o Pulso da Onda. Hum e o que vem a ser pulso mesmo?

Pulso é qualquer pertubação que se propaga por um meio, em outras palavras é cada pedacinho da nossa onda. Na onda quadrada são esses saltos onde o sinal está mantido em nível lógico alto.

Vamos lá,dá uma olhada nessa figura :

largurapulso

O primeiro sinal é um sinal analógico e o segundo, um sinal digital. O sinal digital é um PWM (apesar de PWM ser uma técnica é comum encontrar na bibliografia que o sinal obtido com essa técnica é um “PWM”) onde o tamanhos dos pulsos da onda quadrada estão variando de acordo com o valor do sinal analógico.

Vamos imaginar que esse sinal esteja representando a tensão em um circuito elétrico, se a gente ligasse uma carga, por exemplo,um led ao sinal  PWM ele “enxergaria” o valor médio do PWM. Em outras palavras, seria como estivéssemos com um sinal analógico com um valor médio que podemos controlar pela largura do pulso do sinal digital.

“Ah Tchellita, então PWM é uma forma de se obter um sinal  analógico através de um sinal digital?”Sim,sim sim!!!!! A PWM serve para transportar qualquer informação sobre um canal de comunicação ou controlar o valor da alimentação entregue à carga.

Segue algumas sugestões de livros falando sobre processamento digital de sinais.

E ai vem a pergunta de um milhão de dólares: “Porque ter pinos que utilizem essa técnica no Arduino??”, na prática com Arduíno podemos usar essa técnica para controlar a velocidade de motores, variar a luminosidade de leds, gerar sinais analógicos, gerar sinais de áudio mas isso a gente trata de uma outra vez. Boa leitura e até a próxima!!! \o/ \o/

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