Pendahuluan
Pengontrolan motor listrik sangat di butuhkan dan hampir setiap penggemar elektronika terlibat di dalamnya dengan mendisain sistem tersebut sesuai dengan apa yang mereka butuhkan.  Setiap disain memiliki spesifikasi kebutuhan dari motor yang akan gunakan seperti, tenaga, kecepatan, kapan motor harus mulai berjalan dan kapan harus berhenti, dan tentu saja dengan mempertimbangkan efisiensi dari daya yang digunakan.

Kadang metode simpel di dalam pengontrolan sudah cukup memadai untuk mengatasi masalah tersebut. Sebagai contoh dengan menggunakan regulated power supply dan saklar on/off yang simpel untuk membalik putaran motor. Untuk kecepatan juga bisa di kontrol dengan potensiometer yang di rangkai dengan rangkaian darlington.

Dalam praktek, metode ini kadang menghasilkan performa kontrol yang kurang baik.  Masalah utama adalah kualitas start motor yang jelek, dan motor berpindah secara mendadak dari kondisi stasioner yang berada dalam kondisi setengah kecepatan maksimal. Penyebab utamanya adalah karena “starting characteristic” dari motor itu sendiri yang bila terbebani akan berat untuk melakukan putaran awal “starting speed”.
Pulse width Modulation atau sering di singkat dengan PWM adalah salah satu teknik yang di gunakan di dalam sistem kontrol. Sampai saat ini, PWM di gunakan dalam  aplikasi sistem kontrol yang luas meliputi : kontol kecepatan, kontrol tenaga, pengukuran dan komunikasi.

Prinsip dasar PWM

Pulse Width Modulation atau sering di sebut dengan PWM adalah sebuah teknik yang sering digunakan didalam sistem pengontrolan kecepatan motor dan bisa mengatasi masalah pada starting motor yang jelek. PWM, bisa di analogikan seperti kegiatan naik sepeda. Sewaktu anda mengendarai sepeda, ada saat dimana anda mengayuh pedal dan saat anda relaks atau kondisi santai (tidak mengayuh). Sadar atau tidak, anda melakukan dua kondisi tersebut pada saat mengendarai sepeda. Ketika sepeda melambat, misalkan pada jalan yang agak menanjak atau pada kondisi tertentu misalkan sewaktu melihat cewek cantik dan ingin mengejarnya, maka anda akan mengayuh pedal dengan lebih cepat dan kemudian setelah mencapai kondisi yang di inginkan atau anda mungkin merasa capek maka anda akan memperlambat ayuhan pada pedal. Analogi PWM didapat dari perbandingan saat anda mengayuh sepeda dan melepaskannya. Nilai prosentase anda mengayuh akan berbanding lurus dengan medan yang anda lalui apakah menanjak, datar, ataukah menurun.

Duty cycle adalah rasio atau perbandingan antara waktu kita mengayuh pedal dan waktu rilek / santai (waktu ayuh + waktu santai).  Duty cycle pada kondisi 100% berarti kita mengayuh pedal terus saat kita bersepeda / tanpa waktu santai misalkan seperti pembalap sepeda yang hampir sampai di garis finish (boso jawane “ngoyo”), sedangkan kondisi duty cycle 50% berarti anda mengayuh pedal selama setengah dari waktu total anda mengayuh dalam bersepeda.
Pulse Width Modulation (PWM) di dapatkan dari gelombang kotak atau “square wave” dengan duty cycle yang di ubah-ubah untuk mendapatkan variasi dari tegangan keluaran sebagai hasil dari nilai rata-rata gelombang pada PWM tersebut. Penjelasan secara matematisnya adalah sebagai berikut.

Dari gelombang kotak yang bisa di lihat pada gambar diatas maka :

Ton adalah waktu dimana keluaran bernilai tinggi “high” dan Toff adalah waktu dimana keluaran bernilai rendah “low”. Sedangkan Ttotal adalah waktu total atau periode dari gelombang kotak tersebut,

Duty cycle dari gelombang kotak di definisikan sebagai berikut :

Sedangkan tegangan keluaran bervariasi sebanding dengan duty cycle

Jadi bisa dilihat bahwa hasil akhir persamaan dari keluaran tegangan bisa di variasi dengan merubah nilai dari Ton.

Jika Ton bernilai 0, maka Vout juga bernilai 0.

Jika Ton bernilai sama dengan Ttotal maka Vout sama dengan Vin atau bernilai sama dengan tegangan maksimum.