Maîtriser le PWM sur Arduino : guide complet et fonctions clés

Programmation PWM Arduino et ses fonctions

Qu'est-ce que le PWM ?

PWM = Pulse Width Modulation (Modulation de Largeur d'Impulsion). Technique très utilisée dès qu'une variation de tension est requise. En PWM, une tension DC continue est convertie en onde carrée à largeur d'impulsion variable. Le rapport entre la période totale (T) de l'onde et la durée de l'impulsion « ON » s'appelle Rapport Cyclique (Duty Cycle). Aussi appelé Technique de Durée d'Impulsion (PDT).

Les commutateurs de puissance électroniques modernes (MOSFET, transistors) sont requis pour le PWM ; parfois circuits sophistiqués nécessaires pour signaux PWM à forte charge.

Pourquoi le PWM ?

Usage principal : contrôle de puissance en variant le rapport cyclique, la puissance délivrée est contrôlée. On pourrait limiter le flux de puissance par résistances, mais : grosses pertes, système très inefficace. Pour forte puissance, prix des résistances > système PWM même puissance. Autre usage : transmission d'information encodée dans le rapport cyclique. Ex: rapport cyclique 25% → décision système basée sur ce ratio. PWM utilisé dans de nombreux dispositifs pour info + puissance.

Applications du PWM :

1. Moteurs servo : angle de rotation dépend du rapport cyclique entrant.
2. LED RVB : créer différentes couleurs à partir des 3 couleurs de base.
3. Convertisseurs DC-DC : limiter flux de puissance efficacement.
4. Contrôle vitesse moteurs.
5. Signaux sinusoïdaux : contrôle niveaux de tension.

Effet de la fréquence PWM :

PWM = onde carrée à rapport cyclique variable. La fréquence est cruciale. Exemple contrôle vitesse moteur : si fréquence PWM très basse, moteur saccade (à chaque impulsion, moteur ralentit fortement avant la suivante → pas de fonctionnement fluide). Fréquence choisie selon constante de temps mécanique du dispositif contrôlé.

Fonction PWM dans Arduino :

Arduino simplifie le PWM avec fonction intégrée. Broche 3 sur Arduino UNO = broche PWM. Connectez LED entre broche PWM (3) et masse via résistance 120 Ω. Pas de fonction complexe nécessaire. Il suffit d'écrire une valeur 0–255 sur cette broche → PWM généré. Pour systèmes numériques, digitalWrite(x,y) met HIGH/LOW ; pour PWM, on utilise analogWrite(x,y) car PWM émule signal analogique.

Programmation PWM Arduino :

int ledPin = 3;        // Broche PWM
int brightness = 0;    // Luminosité initiale

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

void loop() {
  analogWrite(ledPin, brightness); // Génère PWM
  brightness += 5;                 // Incrémente de 5
  if (brightness > 255) {          // Si > 255 (max)
    brightness = 0;                // Remet à zéro
  }
  delay(50);                       // Petite pause
}

Dans ce code, brightness définit la luminosité LED. Initialisé à 0, incrémenté de 5. analogWrite accepte 0–255 ; au-delà de 255, on remet à 0. C'est la méthode simple pour utiliser le PWM sur Arduino. Assurez-vous d'utiliser la bonne broche PWM et analogWrite().

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