PWM op Arduino: Complete Gids & Belangrijkste Functies

Arduino PWM Programmeren en Functies

Wat is PWM?

PWM (Pulse Width Modulation / Pulsbreedtemodulatie) is een techniek om een gemiddelde spanning/stroom te regelen door een blokgolf met variabele pulsbreedte te genereren. De verhouding van de "AAN"-tijd tot de totale periode heet de duty cycle (cyclisch arbeidsverhouding).

Formule: Duty Cycle (%) = (T_on / T) × 100%
Gemiddelde spanning V_avg = V_max × Duty Cycle

Waarom PWM en Niet Een Weerstand?

• Efficiëntie: Weerstanden verbranden overmaakt vermogen als warmte (P = I²R). PWM schakelt de stroom (via MOSFET/transistor) → minimale verliezen.
• Kosten bij hoog vermogen: High-power weerstanden zijn duurder dan een PWM-driver.
• Informatie-overdracht: Duty cycle kan informatie dragen (bijv. servo-positie, dimniveau).

Toepassingen van PWM

1. Servomotoren: Hoek wordt bepaald door duty cycle (standaard 1–2 ms puls, 50 Hz).
2. RGB LED's: Kleurmenging door R, G, B kanalen apart te dimmen.
3. DC-DC Converters (Buck/Boost): Efficiënte spanningstransformatie.
4. Motor snelheidsregeling: DC motoren, brushless (via ESC).
5. Audio (Class-D versterkers), Zonnepaneel MPPT, Verwarmingsregeling.

PWM Frequentie: Belangrijk voor Soepel Gedrag

Te lage frequentie → motor trilt/jerkt (pulsen voelbaar). Te hoge frequentie → schakelverliezen in MOSFET, EMI. Kies frequentie afhankelijk van de mechanische tijdconstante van de belasting.

• Arduino UNO standaard: ~490 Hz (pinnen 3, 9, 10, 11) en ~980 Hz (pinnen 5, 6).
• Frequentie aanpasbaar via timer registers (geavanceerd).

PWM op Arduino UNO

PWM-pinnen: D3, D5, D6, D9, D10, D11 (gemarkeerd met ~).
Geen complexe code nodig: gebruik analogWrite(pin, waarde) met waarde 0–255 (8-bit resolutie).

Voorbeeld: LED Dimmen

const int LED_PIN = 9;  // PWM pin
int brightness = 0;
int fadeAmount = 5;

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  analogWrite(LED_PIN, brightness);
  brightness += fadeAmount;
  if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {
    fadeAmount = -fadeAmount;  // Richting omkeren
  }
  delay(30);  // Smoothness
}

Belangrijke Functies Samengevat

Let Op

• Alleen op pinnen met ~ symbool (D3,5,6,9,10,11 op UNO).
• analogWrite werkt niet op analoge ingangen (A0–A5).
• Voor echte analoge uitgang (0–5V continu) → DAC nodig (bijv. Due, ESP32, of extern DAC).
• Inductieve lasten (motoren, relais) → vrijloopdiode (flyback diode) over de last plaatsen!