Modulación de Ancho de Pulsos
Contenido del curso
Julio Cardenas
Jose Manuel Pacheco Garriazo
Luis Alvarez
Gabriel Obregón
Carlos Andres Betancourt Perez
Mi resumen en graficas .
El uso de PWM nos permite controlar, entre muchas cosas, la intensidad con que brilla un LED o la velocidad la que gira un motor DC. Para ello primero establecemos la frecuencia (1/T) que se usará y la resolución (#bits).
Para manejar la intensidad del LED o la velocidad del motor contamos con el duty cycle (%), con lo cual manejamos el porcentaje de la señal prendida y apagada dentro de cada ciclo o periodo.
Modulación por ancho de pulso:
Una señal digital a una frecuencia fija por un tiempo determinado.
Este valor promedio es lo que "ve" el dispositivo conectado. Por ejemplo:
Generación de Señales Simuladas de Tipo Analógico con PWM
¿Qué significa una señal "simulada"?
Los microprocesadores y microcontroladores son dispositivos digitales por naturaleza, lo que significa que no pueden generar señales analógicas directamente. Sin embargo, podemos utilizar una técnica llamada Modulación por Ancho de Pulso (PWM, por sus siglas en inglés) para simular una señal analógica utilizando sistemas digitales.
¿Cómo funciona la Modulación por Ancho de Pulso (PWM)?
El principio de PWM se basa en el comportamiento de las cargas eléctricas en los dispositivos electrónicos. Para entenderlo mejor, observemos cómo se representa una señal en una gráfica:
La señal se divide en ciclos repetitivos. Dentro de cada ciclo, podemos ajustar el tiempo en que la señal permanece en alto (5V) y en bajo (0V).
Por ejemplo:
Aunque la señal siempre oscila entre 0V y 5V, el receptor la percibe como un promedio de voltaje, similar a una señal analógica.
Frecuencia y Ciclo de Trabajo (Duty Cycle)
Para que este efecto funcione correctamente, la señal debe alternarse a una frecuencia muy alta (miles de veces por segundo).
En el ESP32, por ejemplo, si configuramos un ciclo de trabajo del 50%, el dispositivo recibirá 2.5V en promedio, aunque en realidad solo recibe pulsos de 0V y 5V.
Implementación de PWM en ESP32
Para configurar el PWM en ESP32, utilizaremos la librería LEDC, la cual sigue esta estructura:
Configuración del Timer
El ESP32 permite elegir entre dos tipos de relojes para el PWM:
Alta velocidad (hardware):
Baja velocidad (software):
La elección entre estos dos métodos dependerá de la precisión y estabilidad necesarias para el proyecto.
Configuración del Canal PWM
El canal nos permite establecer qué porcentaje de uso tendrá la señal en un pin específico.
Resolución del PWM
La resolución determina qué tan preciso será el control del ciclo de trabajo. Se define en bits, lo que permite dividir el tiempo en fracciones más pequeñas:
No todas las aplicaciones requieren alta precisión, pero en ciertos casos puede ser útil.
Funciones Adicionales (Opcionales)
Aunque no las utilizaremos en este caso, el ESP32 ofrece otras funciones avanzadas:
Salida de la Señal PWM
Una vez configurada, la señal sale por el GPIO y puede utilizarse para controlar dispositivos como LEDs, motores o sistemas de audio.
Por ejemplo, podemos regular la iluminación de un LED entre 0% y 100% ajustando el ciclo de trabajo de la señal PWM.
la frecuencia del PWM depende de la respuesta en frecuencia de la carga que se va a alimentar, para leds 500 Hz es mas que suficiente pero para motores DC se puede necesitar mas según los parámetros del rotor y el estator del motor para evitar vibraciones
