logo blog
Blog Sandi Elektronik
Silahkan pastikan untuk melengkapi kunjungan anda dengan melihat : Daftar Isi.
Terima kasih atas kunjungannya dan semoga bermanfaat

Duty Cycle

Advertisement

duty cycle
Apa itu duty cycle?
Istilah duty-cycle sering disebut dalam bahasan-bahasan yang berhubungan dengan gelombang blok atau denyut-denyut blok (gelombang denyut/pulsa). Sepintas tentang gelombang blok dan denyut telah disinggung dalam tulisan sebelumnya : Gelombang listrik .

Sebagaimana diketahui, frekwensi adalah banyaknya putaran/periode gelombang yang terjadi dalam satu detik, dan satu periode gelombang (1 cycle) itu adalah satu kali munculnya denyut listrik positif dan satu kali munculnya denyut listrik negatif selama satu detik.
Satu cycle pada gelombang denyut adalah satu kali munculnya denyut positif dan satu kali kosong denyut (nol volt) dalam satu detik. Sering dikatakan : Satu kali “ON” dan satu kali “OFF” dalam satu detik.
Dalam peristilahan digital : satu kali “HIGH” dan satu kali “LOW” dalam satu detik.
Selama rentang waktu 1 detik itu, kemunculan denyut positif atau “HIGH” terjadi dalam sekian hitungan waktu (walaupun sekejap, misalnya setengah detik atau seperempat detik) dan kemunculan denyut negatif atau ‘low’ terjadi dalam sekian hitungan waktu pula (misalnya setengah detik atau tiga perempat detik). Jumlah waktu keseluruhan (dalam contoh ini) adalah 1 detik.
Jika denyut positif/high terjadi setengah detik dan denyut negatif/low terjadi setengah detik juga maka dikatakan : gelombang itu mempunyai “duty-cycle” 50%.
Secara simbolik ditulis : D = 50%.
Jika dimasukkan ke dalam perhitungan-perhitungan maka cukup ditulis D = 0,5.
Jika denyut positif/high terjadi seperempat detik dan denyut negatif/low terjadi tiga-perempat detik maka dikatakan : gelombang itu mempunyai duty-cycle 25% (D = 25%).

makna_duty_cycle

Pada gambar diperlihatkan dua gelombang blok dengan frekwensi yang sama, namun duty-cycle nya berbeda. Gambar A memperlihatkan gelombang blok dengan frekwensi 1Hz dan duty-cycle 50%. Gambar B memperlihatkan gelombang blok dengan frekwensi 1Hz dan duty-cycle 25%.

Jadi, duty cycle itu (sebut saja dengan D) adalah rasio waktu denyut positif (ON) ditandingkan dengan waktu denyut negatif (OFF) dalam satu periode (cycle).
Atau : Rasio waktu high (On) ditandingkan dengan waktu low (Off) dalam satu periode.

Dalam teknik digital adakalanya 1 periode (cycle) tidak ditentukan untuk satu kali high dan satu kali low, tapi didasarkan pada suatu kesatuan informasi. Sinyal high dan low didefinisikan sebagai digit ‘1’ dan ‘0’, dan faktor D ditentukan oleh banyaknya digit 1 atau 0 di dalam satuan informasi tersebut.
Contoh : Sinyal informasi 8 digit ‘10101010’ dikatakan mempunyai D = 50%. Dikatakan demikian karena jumlah digit 1 sebanding dengan jumlah digit 0.
Dan ‘10001000’ dikatakan mempunyai D = 25%. Dikatakan demikian karena jumlah digit 1 hanya seperempat dari jumlah digit seluruhnya.

Duty-cycle dan pengaruhnya pada rangkaian.
Setiap gelombang blok yang dihasilkan oleh generator blok tentu mempunyai tujuan untuk keperluan tertentu. Untuk sirkit-sirkit umum yang memerlukan pen-triggeran dengan gelombang blok secara kontinu, duty-cycle tidaklah dipermasalahkan karena yang dipentingkan adalah frekwensinya.
Ada istilah frekwensi ‘clock’, dengan D yang tidak didefinisikan. Kecepatan clock ditentukan oleh f (frekwensi), bukan oleh D.
Sebagai contoh, gelombang blok untuk sinyal clock bagi IC counter seperti 4017, 4020, 4040 atau IC digit lainnya tidaklah dipentingkan faktor D nya, tetapi frekwensinya dihitung kritis sesuai keperluan.
Faktor D mulai diperhatikan ketika gelombang blok diperuntukkan sebagai sinyal audio pada sirkit-sirkit alarm, atau sinyal denyut pada rangkaian inverter konvensional yang melibatkan trafo.
Biasanya, D disetting pada 50% atau sekitar itu.
Dan faktor D menjadi sangat kritis pada sirkit-sirkit kontrol motor, kontrol relay periodik, kontrol titik pengapian kendaraan bermotor, buck-converter, boost-converter atau buck-boost converter. Pada sirkit-sirkit itu duty cycle menjadi penentu dari karakter kerja rangkaian.
Simaklah contoh hitungan duty-cycle untuk menghasilkan tegangan keluaran buck-boost converter pada tulisan : Buck-boost converter .

Perhitungan duty-cycle pada multivibrator.
Tentang multivibrator, tidak perlu dijelaskan terlebih dahulu karena telah dibahas sebelumnya dalam tulisan : Multivibrator .

Di sini dicontohkan multivibrator astabil dengan menggunakan IC timer 555 yang sudah populer agar lebih mudah.

astabil_multivibrator_555

Gambar memperlihatkan diagram skematik multivibrator astabil dengan IC timer 555.
Bahasan khusus tentang IC ini juga telah diulas sebelumnya dalam : IC 555 .

Dalam bahasan itu telah dijelaskan perhitungan waktu pengisian kondensator C (t1) dan waktu pengosongan muatannya (t2). Waktu untuk satu periode secara keseluruhan adalah ‘T’, di mana T = t1 + t2.
Dengan diketahuinya T, secara mudah D didapatkan dari perhitungan : D = t1/T
Atau sering ditulis :

D = PW/T

Ditulis demikian karena PW (Pulse-Width) sebenarnya adalah t1, yaitu waktu pengisian muatan C.
Namun secara lengkap bisa juga dijabarkan seperti berikut ini, sehingga akan diketahui pula bilangan frekwensi gelombangnya.
Dengan rangkaian seperti di atas, frekwensi gelombang denyut blok yang dihasilkan bisa didapatkan dengan perhitungan :

f = 1,44/(R1+2.R2)C

f dalam Hertz, R dalam Ohm, dan C dalam Farad.
Contoh : Jika R1 = 1k, R2 = 1k dan C = 10uF, maka :
f = 1,44/(1000+2 1000)0,00001 = 48Hz.

Jika frekwensi telah diketahui, maka T (waktu untuk satu periode) adalah :

T = 1/f

T dalam s (second/detik), f dalam Hz.
Dengan contoh nilai-nilai komponen seperti di atas, T adalah :
T = 1/48 = 0,0208 s atau 20,8 ms.
Bagaimana duty-cycle nya?
Untuk D perhitungannya adalah :

D = 0,7(R1+R2)C / T

Maka
D = 0,7(1000+1000)0,00001 / 0,0208 = 0,673

Angka 0,673 jika dijadikan prosen adalah 67,3%.
Jadi, dengan R1=1k, R2=1k dan C=10uF frekwensi gelombang blok yang dihasilkan adalah 48Hz dengan duty-cycle 67,3%.


(Sandi Sb)
Enter your email address to get update from Sandi Sb.
Print PDF
Next
This is the current newest page
Previous
Next Post »

Silakan komentar sesuai topik dan sertakan ID yang jelas dengan tidak menyertakan live-link atau spam.

Copyright © 2013. Sandi Elektronik - All Rights Reserved | Template Created by Kompi Ajaib Proudly powered by Blogger