KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2019

W bazie jest mniej pytań spełniających podane kryteria niż wybrano. Wylosowano 39 pytań.
PYTANIE NR 1.
Silnik krokowy zastosowany w napędzie mechatronicznym sterowany jest za pomocą dedykowanego układu mikroprocesorowego. Która z wymienionych sekwencji komutacji spowoduje wirowanie wirnika silnika w prawo?
Ilustracja przedstawia schematy związane z mechatroniką, prawdopodobnie w kontekście egzaminu zawodowego dla kwalifikacji E4
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kierunek obrotu silnika krokowego zależy od kolejności wzbudzania faz/uzwojeń.
Jeżeli fazy są przełączane w porządku P1→P2, a następnie odwracana jest biegunowość tych samych faz w tej samej kolejności, pole magnetyczne "przesuwa się" w stałym kierunku, wymuszając obrót wirnika w prawo dla przyjętej konwencji oznaczeń.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku krokowym wirnik ustawia się zgodnie z wypadkowym polem magnetycznym wytwarzanym przez uzwojenia stojana. Sterowanie polega na sekwencyjnym wzbudzaniu kolejnych faz (np. P1, potem P2), co powoduje, że położenie "wektora pola" przesuwa się o stały krok, a wirnik podąża za nim.

Odpowiedź (+P1)-(+P2)-(-P1)-(-P2) opisuje cykl, w którym:

  • najpierw wzbudzana jest faza P1 z określoną biegunowością,
  • następnie faza P2 w tej samej "dodatniej" orientacji,
  • potem wracamy do P1, ale z biegunowością odwróconą,
  • na końcu P2 z biegunowością odwróconą.

Taki przebieg odpowiada spójnemu przesuwaniu pola w jednym kierunku (dla ustalonej konwencji oznaczeń uzwojeń i przyjęcia, że "w prawo" oznacza obrót zgodny z tą kolejnością). Zmiana kolejności faz (np. P2→P1 zamiast P1→P2) zwykle odwraca kierunek obrotu, a błędne lub powtórzone stany mogą powodować zatrzymanie, drgania lub ruch w niepożądanym kierunku.

Dlaczego pozostałe sekwencje są niepoprawne w logice zadania:

  • (-P1)-(+P1)-(+P2)-(-P2) miesza odwracanie biegunowości w obrębie tej samej fazy z przejściem do kolejnej fazy; pole nie przesuwa się równomiernie w jedną stronę w całym cyklu.
  • (+P1)-(-P1)-(-P2)-(+P2) zaczyna od zmiany biegunowości tej samej fazy, co częściej odpowiada "przeskokowi" pola i może prowadzić do innego kierunku lub nieciągłości kroku.
  • (-P1)-(-P1)-(+P2)-(+P2) zawiera powtórzenia stanów (dwa razy ten sam krok dla P1 i dwa razy dla P2), co nie tworzy poprawnej czterostanowej sekwencji przesuwu pola; w praktyce może skutkować brakiem ruchu w części cyklu lub nierówną pracą.

Na egzaminie warto zapamiętać zasadę: kierunek obrotu wynika z kierunku "wędrówki" pola, a ten zależy od tego, czy przechodzisz fazami w porządku P1→P2, czy P2→P1 oraz czy odwrócenie biegunowości jest wykonywane konsekwentnie w całym cyklu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Sekwencja komutacji to uporządkowana w czasie lista stanów wysterowania uzwojeń (faz) silnika krokowego. Każdy kolejny stan zmienia położenie pola magnetycznego stojana, a wirnik "podąża" za tym polem, wykonując krok po kroku ruch obrotowy.
Kierunek obrotu zależy od tego, czy pole magnetyczne przesuwa się w stronę P1→P2, czy w stronę P2→P1. Odwrócenie kolejności przełączania faz zwykle odwraca kierunek obrotu. Dlatego w praktyce zmiana kolejności kroków w programie zmienia kierunek ruchu osi.
Znaki "+" i "−" oznaczają biegunowość zasilania danej fazy (kierunek prądu w uzwojeniu), co jest typowe przy sterowaniu mostkiem H. Zmiana biegunowości odwraca kierunek pola wytwarzanego przez uzwojenie, a to wpływa na położenie wypadkowego pola stojana.
Nie zawsze. "W prawo" zależy od konwencji: strony patrzenia na wał oraz oznaczeń końców uzwojeń (który przewód jest "+" dla P1 i P2). W praktyce producent lub schemat połączeń definiuje, jak mapować P1/P2 i biegunowość na realny kierunek obrotu.
Najczęściej widać to na osi: ruch jest przeciwny do zadanego w sterowniku (np. ucieka od czujnika bazowania zamiast do niego). Objawem bywa też szybkie dojeżdżanie do krańcówki. Wtedy testowo odwraca się kolejność faz w programie lub zamienia przewody jednej fazy.
Typowe błędy to: pomieszanie kolejności faz (P1/P2), powtórzenie tego samego stanu zamiast przejścia do następnego, odwracanie biegunowości w niekonsekwentnym momencie oraz brak zgodności z trybem sterownika (pełny krok vs półkrok). Skutkiem są drgania, piszczenie lub brak obrotu.
Powtórzenie stanu oznacza "postój" w danym kroku: pole stojana nie zmienia położenia, więc wirnik nie ma bodźca do wykonania kolejnego kroku. W układach pozycjonowania da to mniejszą prędkość lub nierówny ruch. W skrajnych przypadkach może wyglądać jak gubienie kroków.
Mikroprocesor (lub mikrokontroler) wystawia sygnały na wyjścia sterujące driverem silnika (np. wejścia mostka H albo układu krok/kierunek). Program przełącza stany w zadanym czasie, tworząc tabelę kroków. Driver zapewnia wymagane prądy, a logika zapewnia kolejność i tempo przełączeń.
P1 i P2 to dwie niezależne fazy/uzwojenia, które wytwarzają pola magnetyczne przesunięte przestrzennie. Ich odpowiednie wzbudzanie umożliwia uzyskanie kontrolowanego ruchu krokowego. W mechatronice wykorzystuje się to w osiach CNC, podajnikach, drukarkach 3D i pozycjonerach.
Ucz się na schematach: rozróżniaj fazy, biegunowość i kolejność stanów. Warto przećwiczyć: co zmienia kierunek (odwrócenie kolejności faz), co zmienia prędkość (częstotliwość kroków) i jakie są objawy błędnej sekwencji. Pomaga też analiza krótkich tabel sekwencji pełnego kroku i półkroku.
info

Około 64% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Źródła:

  • Microchip Technology Inc., "AN907: Stepping Motor Control Using PICmicro Microcontrollers" (application note), https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/00907a.pdf - accessed 2026-02-28
  • Texas Instruments, "DRV8825 Stepper Motor Controller IC" (datasheet, sections on step sequences/operation), https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8825.pdf - accessed 2026-02-28

Materiały:

  • Noty aplikacyjne producentów układów do sterowania silnikami krokowymi (mikrokontrolery/sterowniki)
  • Dokumentacje (datasheet) popularnych driverów silników krokowych
  • Podręczniki z podstaw napędów elektrycznych w mechatronice (rozdziały o silnikach krokowych)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego