Dominando PWM en Arduino: Guía Completa y Funciones Clave

Programación PWM en Arduino y sus Funciones

¿Qué es PWM?

PWM significa "Modulación por Ancho de Pulso". Técnica ampliamente usada en dispositivos que requieren variación de voltaje. En PWM, voltaje DC constante se convierte en onda cuadrada con ancho de pulso variable. La relación entre el período total (T) de la onda y el tiempo del pulso "ON" se llama Ciclo de Trabajo (Duty Cycle). También conocida como Técnica de Duración de Pulso (PDT). Interruptores de potencia modernos como MOSFETs y transistores son necesarios para PWM, y a veces circuitos sofisticados cuando señales PWM deben manejar cargas muy altas.

¿Por Qué PWM?

Uso principal: control de potencia variando el ciclo de trabajo, controlando la cantidad de potencia entregada. Alguien podría pensar: ¿por qué no usar resistencias para limitar flujo de potencia? Sí, se puede, pero se pierde mucha potencia y el sistema es muy ineficiente. Para controlar gran potencia, el precio de resistencias sería mayor que todo el sistema PWM para misma potencia. Otro uso: transmitir información embebida en el ciclo de trabajo. Ejemplo: onda con ciclo 25% y sistema que decide basado en ciclo de trabajo entrante. PWM usado en muchos dispositivos para transmitir información y controlar potencia.

Usos de la Técnica PWM:

1. Motor servo: ángulo rotacional depende del ciclo de trabajo de onda entrante
2. LEDs RGB para crear diferentes colores desde tres colores básicos
3. Convertidores DC-DC para limitar flujo de potencia eficientemente
4. Control de velocidad de motores
5. Señales sinusoidales para controlar niveles de voltaje

Efecto de la Frecuencia PWM:

PWM es onda cuadrada con ciclo de trabajo variable y debemos atender a su frecuencia. Control de velocidad de motor es buen ejemplo. Si frecuencia PWM (controlando motor) es muy baja, el motor tironea porque PWM es pulso y si un pulso llega mucho tiempo después del anterior, el motor baja velocidad (nivel muy bajo) y no hay operación suave. La selección de frecuencia debe considerar el tiempo de contacto mecánico del dispositivo a controlar.

Función PWM en Arduino

Como mencionamos, Arduino ahorra mucho tiempo vs otras plataformas donde hay que construir todo desde cero. PWM tiene función integrada.

En Arduino UNO, pines PWM son 3, 5, 6, 9, 10, 11. Conecta LED entre pin PWM (ej. pin 3) y tierra con resistencia 120Ω. No necesitas funciones sofisticadas para salida PWM. Solo establece valor 0-255 en el pin y se genera PWM de ese valor. Para sistemas digitales usamos digitalWrite(x,y) para HIGH/LOW, pero para PWM usamos analogWrite(x,y) porque PWM emula señal analógica.

Programación PWM en Arduino

En el código, led_brightness define brillo del LED. Iniciamos en 0 e incrementamos de 50 en 50. Como analogWrite acepta hasta 255, al llegar a 255 lo volvemos a 0. Esta es la forma simple de usar PWM en Arduino. Asegúrate de usar pin correcto y función analogWrite().

int led_brightness = 0;

void setup() {
  pinMode(3, OUTPUT);  // Pin PWM
}

void loop() {
  analogWrite(3, led_brightness);
  led_brightness += 50;
  if (led_brightness > 255) led_brightness = 0;
  delay(500);
}

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