KWALIFIKACJA ROL8 - TEST WIEDZY NR 3

PYTANIE NR 40.
Podczas analizy wyników pomiarów diagnostycznych z systemu sterującego maszyną rolniczą zauważasz, że sygnał PWM ma częstotliwość 1000 Hz i szerokość impulsu wynoszącą 25%. Co to oznacza dla pracy maszyny?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wypełnienie PWM 25% oznacza, że w każdym okresie sygnał jest w stanie aktywnym przez 25% czasu, a przez 75% jest nieaktywny. W typowych układach sterowania maszyną przekłada się to na 25% wysterowania elementu wykonawczego, czyli pracę na ok. 25% mocy/udziału sterowania.

Pełne wyjaśnienie:

W sygnale PWM (modulacja szerokości impulsu) najważniejszym parametrem, który informuje o "poziomie sterowania", jest wypełnienie (duty cycle). Wypełnienie 25% oznacza, że w jednym okresie sygnału wyjście jest załączone przez 25% czasu, a wyłączone przez 75% czasu.

Częstotliwość 1000 Hz mówi, jak szybko powtarzają się impulsy (okres wynosi 1 ms), ale sama w sobie nie oznacza "większej" lub "mniejszej" mocy. W praktyce częstotliwość dobiera się m.in. ze względu na dynamikę obciążenia, hałas, straty przełączania i wymagania sterownika/elementu wykonawczego.

Dlaczego poprawna jest odpowiedź: "Maszyna działa z 25% mocy"? W wielu zastosowaniach w maszynach rolniczych (np. sterowanie prędkością silnika DC, wydajnością wentylatora, prądem cewki zaworu proporcjonalnego) wypełnienie PWM jest interpretowane jako procent wysterowania. Przy wypełnieniu 25% sterownik "żąda" niskiego poziomu działania elementu wykonawczego, co w uproszczeniu opisuje się jako około 25% mocy.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne:

  • "Maszyna działa z pełną mocą" – pełna moc odpowiadałaby wypełnieniu bliskiemu 100% (ciągłe załączenie), a nie 25%.
  • "Maszyna działa z połową mocy" – 50% byłoby typowo kojarzone z wypełnieniem 50%, nie 25%.
  • "Maszyna jest wyłączona" – wyłączenie odpowiadałoby wypełnieniu 0% (brak impulsów/ciągły stan nieaktywny), a tutaj sygnał PWM występuje i ma dodatnie wypełnienie.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w zadaniu podano częstotliwość i wypełnienie, to o "ile pracuje" urządzenie zwykle decyduje wypełnienie. Częstotliwość częściej informuje o charakterystyce sterowania niż o samym poziomie wysterowania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wypełnienie (duty cycle) to procent czasu w jednym okresie, gdy sygnał PWM jest w stanie aktywnym (np. "1"). Dla 25% sygnał jest załączony przez 1/4 czasu, a wyłączony przez 3/4. To zwykle odpowiada poziomowi wysterowania elementu wykonawczego.
1000 Hz oznacza okres 1/1000 s, czyli 1 ms. Wypełnienie 25% oznacza załączenie przez 25% z 1 ms, czyli 0,25 ms (250 µs). Pozostałe 0,75 ms (750 µs) to czas wyłączenia w każdym cyklu.
Częstotliwość określa, jak szybko powtarzają się impulsy, ale o poziomie "ile działa" zwykle decyduje wypełnienie. Ta sama częstotliwość może występować przy 10%, 50% lub 90% wypełnienia. Moc zależy też od obciążenia i sposobu sterowania (napięcie, prąd, filtracja).
Nie zawsze. 25% wypełnienia oznacza 25% czasu załączenia, co często traktuje się jako 25% wysterowania. Jednak rzeczywista moc może zależeć od typu obciążenia (rezystancyjne, indukcyjne, silnik) i algorytmu sterownika. W zadaniach egzaminacyjnych zwykle przyjmuje się zależność uproszczoną.
PWM często steruje silnikami DC (wentylatory, pompy), elektrozaworami proporcjonalnymi w hydraulice oraz niektórymi siłownikami i przekaźnikami półprzewodnikowymi. Diagnostyka PWM pomaga ocenić, czy sterownik podaje właściwe wysterowanie i czy sygnał dociera do wykonawczego elementu.
0% zwykle oznacza brak załączenia (ciągły stan nieaktywny) i element wykonawczy nie jest sterowany "do pracy". 100% oznacza stałe załączenie (maksymalne wysterowanie). Wartości pośrednie (np. 25%, 50%) oznaczają regulację przez zmianę czasu załączenia w każdym okresie.
Jeśli sterownik generuje poprawny PWM (właściwa częstotliwość i wypełnienie), a element nie reaguje, przyczyną może być uszkodzenie przewodów, złącza, cewki lub samego wykonawczego elementu. Gdy PWM jest nieobecny lub ma stałe 0/100% mimo poleceń, podejrzewa się sterownik lub sygnały wejściowe.
Częsty błąd to pomiar "średniego napięcia" multimetrem i mylenie go z amplitudą, bez uwzględnienia wypełnienia. Inny błąd to niewłaściwe ustawienia oscyloskopu lub brak wspólnej masy. Warto też pamiętać, że zakłócenia i filtracja w układzie mogą zmieniać obserwowany przebieg.
Wyższą częstotliwość stosuje się m.in. dla płynniejszej regulacji i ograniczenia słyszalnych dźwięków w niektórych napędach, ale kosztem większych strat przełączania. Dobór zależy od sterownika, obciążenia (np. cewki zaworów) i wymagań pracy maszyny. Zawsze należy kierować się dokumentacją układu.
Najpierw rozdziel dwa parametry: częstotliwość (jak często) i wypełnienie (jak długo jest włączone). Jeśli pytanie dotyczy "mocy" lub "intensywności pracy", zwykle chodzi o wypełnienie. Sprawdź, czy odpowiedzi opisują 0%, 50%, 100% czy wartość podaną w zadaniu.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 50% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Wypełnienie PWM 25% oznacza, że w każdym okresie sygnał jest w stanie aktywnym przez 25% czasu, a przez 75% jest nieaktywny."

Źródła:

  • Texas Instruments, "Pulse-width modulation (PWM) fundamentals" (materiały edukacyjne TI) https://www.ti.com/lit/an/slvaeb5/slvaeb5.pdf - dostęp 2026-02-27
  • Analog Devices, "Pulse-Width Modulation (PWM)" (hasło/artykuł edukacyjny) https://www.analog.com/en/resources/glossary/pwm.html - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia (pl), "Modulacja szerokości impulsu" https://pl.wikipedia.org/wiki/Modulacja_szeroko%C5%9Bci_impulsu - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręcznik elektrotechniki/elektroniki: sygnały okresowe, przebiegi prostokątne, średnia i skuteczna
  • Materiały dydaktyczne z mechatroniki rolniczej: sterowniki, elementy wykonawcze, diagnostyka
  • Dokumentacja serwisowa (instrukcje) maszyn/sterowników: interpretacja parametrów PWM i trybów pracy wyjść

Aktualizacja pytania: 31.03.2026

Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego