La guida definitiva al Duty Cycle

Uno dei primi esperimenti che feci quando iniziai a studiare elettronica, fu pilotare un piccolo motorino dc. Presto capii che abbassando la tensione di alimentazione, per far diminuire la velocità del motore, portava anche a una perdita di potenza del motore stesso, dovuta ad un conseguente calo di corrente.
Dopo vari studi imparai che, per tenere il motore sempre con una certa forza a diverse velocità, non bisognava abbassare il valore di tensione, ma pilotare il motore con un segnale ad onda quadra e variare il duty cycle dello stesso.
Il duty cycle è il rapporto che c’è tra il segnale positivo e il periodo totale del segnale ad onda quadra ed è espresso in percentuale. Un duty cycle del 100% equivale ad un segnale Alto continuo, uno del 0% equivale ad un segnale Basso continuo mentre un duty cycle del 50% significa che il segnale Alto dura quanto quello Basso.

per calcolarlo basta eseguire questa semplice formula

dove Livello Alto è il valore di tempo della durata del segnale positivo mentre Periodo è il tempo relativo al periodo del segnale ad onda quadra.
Possiamo fare un semplice esempio:

Supponendo che il livello alto duri 10ms e il periodo del segnale ad onda quadra sia di 20ms, potremmo calcolare che il duty cycle sia del 50%, infatti 10ms / 20ms = 0.5 che moltiplicato per 100 da 50(%).

Nel caso in cui invece il tempo del livello alto sia di 2ms e il periodo del segnale di 20ms otterremo un duty cycle del 10%

Mentre se il tempo del livello alto è di 18ms e il periodo del segnale di 20ms otterremo un duty cycle del 90%.

Questa caratteristica è stata implementata sia nel Netduino che nell’Arduino e la capacità di variare il duty cycle viene comunemente detta PWM (Pulse Width Modulation). Per generare un segnale ad onda quadra con duty cycle variabile bisogna configurare alcuni pin dedicati del Netduino/Arduino ed usare delle semplici funzioni.