ما هي دورة التشغيل (Duty Cycle)؟
دورة التشغيل هي الجزء من الدورة الكاملة الذي تكون فيه الإشارة أو المنظومة في حالة عمل (ON)، وتُعبَّر عنها بنسبة مئوية. وهي معيار أساسي في تعديل عرض النبضة (PWM)، والموجات المربعة، ومصادر التغذية المُبدِّلة، والتحكم في المحركات، والليزر، وأي إشارة نبضية. فدورة تشغيل بنسبة 50% تعني أن الإشارة تكون مُشغَّلة لنصف كل دورة بالضبط.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخِل زمن النبضة (المدة التي تبقى فيها الإشارة مرتفعة HIGH خلال دورة واحدة) والدورة الكاملة (الطول الكامل لدورة واحدة). يجب أن يستخدم الحقلان وحدة الزمن نفسها — وهي الثواني في هذه الأداة. تُرجِع لك الحاسبة دورة التشغيل كنسبة مئوية، وزمن الإيقاف (OFF)، وتردد الإشارة.
شرح المعادلة
تُحسب دورة التشغيل على النحو التالي:
$$\text{دورة التشغيل (\%)} = \frac{\text{زمن النبضة}}{\text{الدورة الكاملة}} \times 100$$أما زمن الإيقاف فهو ببساطة الدورة الكاملة ناقص زمن التشغيل، والتردد هو مقلوب الدورة (\(f = 1 \div T\)).
مثال محلول
لنفترض أن إشارة PWM لها زمن نبضة قدره 2 ثانية ضمن دورة كاملة مدتها 10 ثوانٍ. عندها تكون دورة التشغيل:
$$\text{دورة التشغيل} = \frac{2}{10} \times 100 = 20\%$$وزمن الإيقاف \(= 10 - 2 = 8\) ثوانٍ، والتردد \(= 1 \div 10 = 0.1\) هرتز.
الأسئلة الشائعة
هل يمكنني استخدام الميلي ثانية أو الميكرو ثانية؟ نعم — ما دام زمن النبضة والدورة الكاملة يستخدمان الوحدة نفسها، فإن نسبة دورة التشغيل تظل صحيحة. لكن انتبه إلى أن ناتج التردد يفترض أن الدورة مقاسة بالثواني.
ماذا تعني دورة تشغيل بنسبة 100%؟ تعني أن الإشارة مُشغَّلة دائمًا ولا تتوقف أبدًا. أما دورة التشغيل بنسبة 0% فتعني أنها متوقفة دائمًا.
ما علاقة دورة التشغيل بمتوسط الجهد؟ بالنسبة لإشارة PWM تتبدّل بين 0 فولت وVmax، يساوي متوسط الجهد دورة التشغيل × Vmax، ولهذا السبب يُستخدم PWM للتحكم في سطوع مصابيح LED وفي سرعة المحركات.
