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Pulse Width Modulation: capiamola a fondo

Vi siete mai chiesti come fa il vostro computer, o quello dei vostri amici, a sprigionare quei magnifici effetti luminosi? Come fa la luce dei LED a cambiare colore e a abbassarsi di intensità? Ci sarà mica una legione di fatine con un sacco di interruttori perfettamente coordinati per il magnifico effetto RGB? La realtà però non è altrettanto fantastica, infatti troviamo il più pratico Pulse Width Modulation.

PWM nel computer

PWM varia la percezione di elettricità che va a un dispositivo con un ciclo ON/OFF. L’output finale ricevuto dal dispositivo si ottiene diminuendo o aumentando il ciclo di lavoro. Questo ciclo rappresenta per quanto tempo il segnale è acceso o spento. Quindi se per esempio abbiamo un ciclo del 50% vorrà dire che il segnale è on la metà della volte nel ciclo. Una parte importante del ciclo è quanto velocemente il segnale viene acceso e spento. Quindi per accendere un LED per 1 secondo e spegnerlo per un secondo ci vorrebbe un ciclo di 50%. Ma questo non significa che la luce sia a metà della sua intensità, invece si vedrebbe un lampeggio.

Per vedere l’effetto di diminuzione dell’intensità bisogna che il ciclo sia più veloce della soglia di fusione dello sfarfallio, cioè quel punto in cui l’occhio umano percepisce la luce come unica. Nell’uomo questa soglia è 18 volte/secondo, ma i moderni LED pwm riescono a fare 100 volte/secondo! Questo significa che con una frequenza di 100 Hz, su un ciclo di lavoro del 25%, le fa accendere 100 volte al secondo!

PWM è usato anche per efficienti e silenziosi dissipatore per il nostro PC. Vecchie ventole controllate dalla scheda madre avevano un controllo molto povero sulla velocità (quindi erano rumorose). Con la tecnologia PWM il controllo è molto più semplice e permette un maggior controllo del sistema. Ma come sappiamo si possono controllare LED e ventole tramite il voltaggio. Questo sistema sfrutta la resistenza per inviare il segnale: più resistenza = meno corrente. Il suo vantaggio è una maggior fluidità nel passaggio di corrente, ma un minor range di velocità. Va ricordato inoltre che con questo sistema la corrente non usata viene sprecata in calore e il consumo è uguale anche con meno luce.

Non solo PC

PWM può essere utilizzato anche in altri ambiti: per esempio per scambiare dati tra un dispositivo e l’altro. Questo avviene tramite le lunghezze di ogni segnale che rappresentano appunto i dati. Viene sfruttato dal telecomando della nostra televisione ed addirittura dalle cellule telefoniche. Non solo, anche gli audiofili possono sfruttare la tecnologia. Alcuni amplificatori utilizzano questa tecnologia per avere un efficienza del 99%. Essi sono molto popolari negli impianti delle auto, così si può ascoltare musica a livelli abbastanza alti senza che il vostro stereo diventi un forno!

Ora che sapete come funziona, oltre a stupire i vostri amici con magnifici effetti di luce, potrete pavoneggiarvi facendo capire come tutto ciò sia possibile!