PWM is an abbreviation for pulse-width modulation. The sensor emits a stream of square-wave pulses with a fixed frequency , but the width of each pulse varies with the stimulus to which the sensor is responding. The width of each high pulse , relative to the wavelength between the start of one pulse and the start of the next , is called the duty cycle. A duty cycle of 0% means that there are no pulses at all. With a duty cycle of 100% , there are no gaps between pulses , so the output is high all the time. With a duty cycle of 50% , the duration of each high pulse is the same as the duration of the gap between pulses.

Various microcontrollers offer different ways to decode a PWM pulse stream. The most basic way is for a program to check an input pin repeatedly , as fast as possible , until a high state is detected. The microcontroller copies the value of its internal clock into a variable , then continues to check the input repeatedly until the pulse ends. The pulse duration that has been measured can be converted to a sensor value with a formula or lookup table. This system is not recommended , as the microcontroller may miss the next pulse while it is converting the value of the previous pulse. To address this problem , a microcontroller language may offer a function that blocks execution of code while waiting for a pulse. The pulseIn() function on the Arduino is an example of this feature. However , the microprocessor must now spend most of its time waiting for a pulse instead of doing useful work. A better solution is to write a program that is interrupt-driven. Another option for decoding PWM is to use a low-pass filter that converts the pulse stream into an analog voltage , although some ripples will tend to remain. Finally PWM can be used directly to power an LED or a DC motor , with transistor amplification as required. The speed of the motor or the brightness of the LED will vary with the duty cycle.

El PWM es una abreviatura de modulación por ancho de pulso. El sensor emite una corriente de pulsos de onda cuadrada con una frecuencia fija , pero el ancho de cada pulso varía según el estímulo al que responde el sensor. El ancho de cada pulso alto , en relación con la longitud de onda entre el inicio de un pulso y el inicio del siguiente , se llama ciclo de trabajo. Un ciclo de trabajo del 0% significa que no hay pulsos en absoluto. Con un ciclo de trabajo del 100% , no hay brechas entre los pulsos , por lo que la salida está alta todo el tiempo. Con un ciclo de trabajo del 50% , la duración de cada pulso alto es la misma que la duración del espacio entre los pulsos.

Varios microcontroladores ofrecen diferentes formas de decodificar una corriente de pulsos PWM. La forma más básica es que un programa verifique repetidamente un pin de entrada , tan rápido como sea posible , hasta que se detecte un estado alto. El microcontrolador copia el valor de su reloj interno en una variable y continúa verificando la entrada repetidamente hasta que el pulso termina. La duración del pulso que se ha medido puede convertirse en un valor del sensor mediante una fórmula o una tabla de búsqueda. Este sistema no se recomienda , ya que el microcontrolador podría perder el siguiente pulso mientras convierte el valor del pulso anterior. Para abordar este problema , un lenguaje de microcontrolador puede ofrecer una función que bloquea la ejecución del código mientras espera un pulso. La función pulseIn() en Arduino es un ejemplo de esta característica. Sin embargo , el microprocesador debe pasar la mayor parte de su tiempo esperando un pulso en lugar de realizar trabajo útil. Una solución mejor es escribir un programa que funcione mediante interrupciones. Otra opción para decodificar PWM es utilizar un filtro pasa bajo que convierta la corriente de pulsos en una tensión analógica , aunque algunos rizos tienden a permanecer. Finalmente , el PWM se puede utilizar directamente para alimentar un LED o un motor de corriente continua , con amplificación de transistor según sea necesario. La velocidad del motor o el brillo del LED variará según el ciclo de trabajo.

Fig - Piranómetro de Kipp

La banda de frecuencias medida por el piranómetro está comprendida entre 0 ,3 mm y 3 mm; si está protegido de la radiación directa por un anillo protector desvanecedor , entonces mide sólo la radiación difusa .
Los piranómetros más usuales se basan en la detección de la diferencia de temperaturas entre una superficie negra y una superficie blanca mediante termopilas o células fotoeléctricas , que deben estar protegidas del viento y compensadas para cambios de temperatura ambientales , mediante una doble semiesfera de vidrio , para suprimir los fenómenos de convección. Mediante un nivel se consigue la horizontalidad del aparato.
El piranómetro de Kipp y Zonen , figura arriba , está constituido por una termopila contenida en una caja metálica cerrada en su parte superior por dos hemisferas de cristal de 3 a 5 cm de diámetro y 2 mm de espesor.
La caja está fijada sobre un zócalo metálico y la pila está protegida de la radiación difundida por el suelo por una gran corona blanca horizontal circular que actúa también como pantalla térmica .
La termopila está formada por una serie de 14 termopares , láminas planas de de 10 mm de longitud , 1 de anchura y 5 mm de espesor , dispuestas en un plano horizontal , en el que las extremidades están soldadas a unas barras de cobre verticales solidarias a una placa de latón maciza . El conjunto está protegido por un barniz negro mate especial que absorbe la radiación.
El calor emitido al nivel de la superficie negra es evacuado en parte por conducción y el resto por radiación y convección.
El flujo térmico por conducción se transmite a la masa de la termopila que es buena conductora; por el contrario , las láminas son débilmente conductoras , por lo que aparece una diferencia de temperatura del orden de 20ºC entre la línea mediana y las extremas y , por consiguiente , una diferencia de potencial del orden de 500 µV/ºC. El aparato se calibra comparándole con otro ya calibrado que indica el valor Idir de la radiación directa .
El piranómetro facilita el valor de la radiación global I_T(h).
La radiación global que incide sobre una superficie horizontal es:

I_T(h)= I_{dif ( h)} + I_0(h) cos θs

La radiación directa se elimina poniendo el aparato a la sombra , con ayuda de una pantalla , para que la superficie sensible del piranómetro capte sólo la radiación difusa .