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Calculateur de rapport cyclique PWM

2 ms à l'état haut sur une période de 10 ms donnent un rapport cyclique de 20 %, soit 1 V en moyenne sous 5 V. Saisissez le temps haut, la période et la tension pour obtenir la fraction, le pourcentage et la tension moyenne idéale. Gratuit dans votre navigateur.

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Si vous saisissez
Niveau haut PWM
2
Période PWM complète
10
Alimentation
5
Vous obtenez
t_haut
2
T
10
V
5
Rapport
0,2

Un calculateur de rapport cyclique PWM transforme le temps haut d’impulsion et la période complète en fraction et pourcentage décrivant combien de temps une forme d’onde numérique reste haute, puis multiplie cette fraction par la tension d’alimentation pour donner la tension moyenne de sortie idéale. Saisissez le temps haut et la période dans la même unité de temps plus la tension de niveau haut en volts ; l’outil renvoie la fraction de duty D = ton/T, le pourcent de duty cent fois D, la tension moyenne Vavg = D·V, le temps bas, la fréquence réciproque, des échos à précision fixe de chaque entrée, des libellés d’unité style SI, une chaîne d’équation lisible et une substitution pas à pas que vous pouvez coller dans des devoirs ou tests unitaires.

Ce que rapport cyclique et tension moyenne signifient pour une forme d’onde PWM

La modulation de largeur d’impulsion encode un niveau analogique dans une onde carrée numérique en maintenant la sortie haute pendant un temps haut ton à l’intérieur de chaque période T répétée. La fraction de rapport cyclique est définie par le rapport fermé D = ton/T ; le pourcent de duty est cent fois cette fraction.

Pour un signal idéal à deux niveaux qui bascule entre zéro et une tension d’alimentation fixe V, la tension moyenne temporelle sur une période est simplement Vavg = D·V, car l’intégrale du plateau haut contribue ton·V et le plateau bas contribue zéro. Doubler ton à T fixe double D et Vavg ; doubler T à ton fixe les divise par deux.

La période doit rester strictement positive car un cycle de longueur nulle ne laisse aucun dénominateur fini sous le rapport, et une période négative sort du modèle habituel de durée temporelle. Préférez des unités cohérentes pour ton et T — les deux en millisecondes ou les deux en secondes — pour que D soit adimensionnel et que la fréquence 1/T s’interprète correctement.

Conseils pratiques, limites et recherches associées

Utilisez la même unité de temps pour ton et T avant d’appeler si vous voulez un duty déjà adimensionnel et une fréquence déjà dans le réciproque de cette unité sans rescaling mental ensuite. Si on-time dépasse period, l’outil signale encore un duty au-dessus de cent pour cent au lieu de borner en silence, ainsi les largeurs d’impulsion excessives restent visibles dans les carnets de labo et tests unitaires.

Cette page vise qui cherche un calculateur de rapport cyclique PWM, temps haut d’impulsion sur période, ou tension moyenne à partir du duty en ligne ; ce n’est ni un programmeur de registres de timer, ni un concepteur de filtre passe-bas RC, ni un modèle de couple moteur, ni un simulateur SPICE transitoire complet.

Préférez cette capacité lorsque vous avez déjà temps haut scalaire, période et tension d’alimentation et n’avez besoin que de D, pourcent de duty et Vavg idéal ; si votre source est un compare-match microcontrôleur et un diviseur d’horloge, convertissez d’abord en secondes ou ticks pour que les deux intervalles partagent une unité.

Contrôles de devoirs sur duty PWM et Vavg

Les étudiants saisissent temps haut, période et tension d’alimentation de problèmes PWM de manuel et comparent D, pourcent de duty et tension moyenne manuscrits à un résultat déterministe.

Tests unitaires pour code de variation d’intensité et driver moteur

Générez des cas duty et Vavg connus bons plus des rejets délibérés de période nulle pour valeurs attendues de kata de programmation.

Estimations préalables LED et chauffages

Les concepteurs estiment la tension moyenne idéale à partir de ton et T prévus avant de budgéter filtres, charge thermique ou alternatives DAC.

Comment calcule-t-on le rapport cyclique PWM ?

Le pourcent de duty est 100 · D.

Comment la tension moyenne est-elle liée au rapport cyclique ?

C’est le niveau DC qu’un passe-bas parfait récupérerait.

Le duty peut-il dépasser 100 % ?

Le calculateur rapporte le rapport mathématique sans bornage pour que les impulsions trop larges restent visibles.

Le temps haut et la période doivent-ils avoir la même unité ?

Oui. Saisissez les deux en millisecondes ou les deux en secondes, pour que le rapport cyclique soit sans unité et que la fréquence, un divisé par la période, se lise dans la bonne unité.

Pourquoi une période nulle est-elle refusée ?

Parce que le rapport cyclique est le temps haut divisé par la période : avec une période nulle, il n'y a rien par quoi diviser. Le calculateur la refuse au lieu d'inventer un résultat, tout comme un temps haut négatif.

Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/pwm-duty-cycle

Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/pwm-duty-cycle \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"on_time":2,"period":10,"voltage":5}'
{
  "on_time": 2,
  "period": 10,
  "voltage": 5
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.pwm_duty_cycle",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.

par requête$0.002

Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.

max_abs1000000000000
HTTPCodeSignification
401unauthorizedClé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization.
402insufficient_balanceSolde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche.
404unknown_typeType de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête.
429rate_limitedTrop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez.

La période doit être strictement positive : une période nulle diviserait par zéro, donc l’API renvoie une erreur invalid_input claire au lieu d’inventer Infinity ou NaN. Le chemin est une arithmétique déterministe pure — pas de réseau, pas de graines aléatoires, pas de dépendance à l’horloge — de sorte que l’exécuteur gratuit du navigateur et l’API prépayée renvoient le même JSON après l’arrondi décimal fixe à chaque appel.

Ce que rapport cyclique et tension moyenne signifient pour une forme d’onde PWM

Les nombres de cours sont simples : ton = 2 et T = 10 avec V = 5 donnent D = 0.2, vingt pour cent de duty et un volt de moyenne ; ton = 5 et T = 10 avec les mêmes cinq volts donnent cinquante pour cent et deux virgule cinq volts. Enseignants et correcteurs automatiques soignent le rejet de période nulle autant que l’arithmétique : un étudiant qui met T = 0 a quitté le domaine de la formule, et un repli silencieux en valeur absolue masquerait cette erreur. Le chemin de contrôle recalcule ton/T et D·V avec le même arrondi fixe utilisé pour les champs publiés, de sorte qu’une réponse réussie livre toujours des étapes que vous pouvez affirmer dans des tests ou des feuilles sans ambiguïté flottante entre le Worker et le navigateur.

Comment appeler l’API et ce qui revient

Le temps haut doit être non négatif ; un intervalle haut négatif est rejeté pour ce modèle PWM numérique idéal. Préférez envoyer des nombres plutôt que des chaînes préformatées lorsque vous contrôlez le client ; les chaînes numériques ne sont acceptées que si elles correspondent à un motif numérique fini strict incluant une notation scientifique optionnelle. Envoyez un corps JSON avec trois nombres finis obligatoires : on_time (alias ton, t_on, high_time, pulse_width et pw) pour l’intervalle haut, period (alias T, t_period, cycle_time et pwm_period) pour la longueur complète du cycle dans la même unité de temps, et voltage (alias V, vcc, v_supply, amplitude et supply_voltage) pour l’amplitude de niveau haut en volts. Les valeurs absolues doivent rester dans la limite publiée d’un billion pour que rapports et produits intermédiaires restent finis en double précision IEEE sur le Worker et dans le navigateur. La période doit être strictement positive ; les valeurs dont la magnitude absolue est inférieure ou égale à 1e-15 sont traitées comme zéro et rejetées, et toute période strictement négative est aussi invalid_input. En cas de succès, la réponse renvoie on_time et ton arrondis, period et T, voltage et V, fixe duty, duty_cycle et duty_fraction à la même fraction adimensionnelle, duty_percent à cent fois D, average_voltage et Vavg à D·V en volts, off_time à period moins on_time, frequency à un sur period, formula aux chaînes documentées de D et Vavg, equation à une ligne de substitution lisible, libellés d’unité pour fraction, pourcent et volts, message à un court résumé, et steps à un tableau ordonné de valeurs données, formules, duty, pourcent, temps bas, fréquence, tension moyenne et résumé. Une validation échouée — champs manquants, chaînes non numériques, nombres non finis, valeurs hors limites absolues, période nulle ou négative, temps haut négatif ou rapport non fini — renvoie invalid_input et n’est jamais facturée. Le tarif est un $0.002 forfaitaire par requête réussie avec unité item et prix unitaire marginal zéro.

Conseils pratiques, limites et recherches associées

Gardez on-time, period et voltage dans la plage absolue publiée pour que le rapport et le produit restent finis sous le plafond de magnitude. En enseignement, couplez des exemples : ton = 2, T = 10, V = 5 donnent vingt pour cent et un volt de moyenne ; ton = 5, T = 10, V = 12 donnent cinquante pour cent et six volts ; ton = 0 avec T positif donne duty nul et moyenne nulle ; et mettre period à zéro démontre le chemin dur invalid_input. Les tâches échouées qui renvoient invalid_input ne consomment pas le solde prépayé, ce qui maintient les scripts exploratoires bon marché lorsque les apprenants mettent volontairement period à zéro. Les contrôles aller-retour sont faciles : recalculez ton/T et multipliez par V à la main et confirmez que duty et average_voltage publiés correspondent dans le même arrondi à douze décimales, et confirmez que mettre ton et T à l’échelle par le même facteur positif laisse D et Vavg inchangés comme la formule le prédit.

Que se passe-t-il lorsque la période est nulle ?

Le rapport on_time / period est indéfini. Cet outil renvoie invalid_input au lieu de Infinity ou NaN.

Le calculateur de rapport cyclique PWM est-il gratuit ?

L’outil navigateur est gratuit et s’exécute localement. Les appels API utilisent le solde KIT prépayé à $0.002 par requête réussie ; les tâches échouées ne sont jamais facturées.

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