Kuidas kasutada ostsilloskoopi elektroonika tõrkeotsinguks

Võtmed kaasavõtmiseks

• Ostsilloskoobid on olulised tööriistad katkise elektroonika tõrkeotsinguks. Nad analüüsivad elektrilisi signaale ja aitavad kindlaks teha, mis ahelates valesti läheb.
• Ostsilloskoobid on erineva kuju ja hinnaga. Algajatele ja harrastajatele võib odavam variant nagu DSO 138 pakkuda arvestatavaid tulemusi. Saadaval on ka kasutatud valikud.
• Ostsilloskoobi kalibreerimine on täpsete tulemuste saamiseks ülioluline. Tähtis on läve seadmine ja õigete sondide kasutamine. Ostsilloskoobiga signaale uurides saate tõhusalt tõrkeotsingut teha ja elektrilisi rikkeid diagnoosida.

Ostsilloskoop on üks võimsamaid tööriistu ambitsioonikatele leiutajatele, inseneridele või elektrihuvilistele. Kui teete tõrkeotsingut oma ehitatud vooluringides, on see hädavajalik. Kuid kuidas täpselt ostsilloskoobi abil rikkis elektroonika tõrkeotsingut teha?

Milleks ostsilloskoope kasutatakse ja kui palju peate kulutama?

Teil on elektriseade, mis ei tööta. See võib olla haige sülearvuti, kohalikult kirbuturult ostetud süntesaator või meisterdamise projekt. Kuna te tegelikult elektrit ei näe, on valesti aru saamiseks vaja deduktiivset arutluskäiku ja õigeid tööriistu. Nendest tööriistadest olulisemate hulka kuulub ostsilloskoop.

Ostsilloskoop on seade elektriliste signaalide analüüsimiseks. See sõna võib tekitada pildi suurest valgest plokist, mis istub laborilaual, kuid tegelikkus on see, et ostsilloskoope on mitmel kujul. Kõrgekvaliteedilise ostsilloskoobi eest võite oodata tuhandeid dollareid. Mõnesaja dollari eest saate harrastajatele, üliõpilastele ja alustavatele ettevõtetele väga arvestatavaid tulemusi, eriti kui olete nõus kasutama kasutatuna.

Siiski võite alustada odavalt. Oleme jõudnud populaarsete poole DSO 138 firmalt JYE Tech. Seda on laialdaselt kloonitud ja DSO 138mini asendanud, kuid see on endiselt ostsilloskoobi valik algajatele ja neile, kes otsivad kaasaskantavat võimalust.

Sõna ostsilloskoobi pingete kohta

DSO 138 on ette nähtud mõõtma kuni 50 volti. Kuigi mõned ostsilloskoobid saavad hakkama ka enamaga, on igal ostsilloskoobil oma piirid. Lülitage neid piire üle ja võite seadme hävitada. Kuid kõik pole veel kadunud, kuna saate sihti kaitsta summutava sondi abil. X10 sond vähendab sissetulevat pinget 90%, võimaldades meil töötada kõrgema pinge signaalidega.

Loomulikult peate kõrgepingetega tegelemisel kasutama kõiki ettevaatusabinõusid. Seetõttu piirdugem madalpinge asjadega.

Alustamine

DSO 138-ga on kaasas paar krokodilliklambrit. Kui soovite sondeerimisel olla täpne, on tõenäoliselt hea mõte investeerida tõelisse sondi – sellisesse, mis on piisavalt terav, et asuda trükkplaadi ühele punktile. See vähendab juhusliku lühise tekkimise ohtu.

Kui uurite helisignaale, võite otsida adapterit, et teisendada TS (või TRS) kaabel BNC (või SMA) pistikupesa. Lihtsuse huvides jääme krokodilliklambrite juurde.

Ostsilloskoobi kalibreerimine ja läve seadmine

Ostsilloskoobilt kasulike tulemuste saamine tähendab selle kalibreerimist. See protsess võimaldab meil kompenseerida sondide loomulikku takistust ja mahtuvust. See on eriti oluline, kui kogete suuri temperatuurimuutusi.

Kinnitage sond võrdlussignaali külge, mida sageli leidub esipaneelil. DSO 138 puhul on see ülaosas. Sondid on varustatud reguleeritava kondensaatoriga, mida tuleks häälestada, et testlaine oleks täiuslik ruut. Sageli saab neid häälestada väikese kruvikeeraja abil. DSO 138 pakub häälestusjuhte trükkplaadil endal.

Kui soovite näha lainekuju, peate ekraani värskendama iga kord, kui tõusev serv ületab teatud läve. Seadke see kuskil ülemise ja alumise tipppinge vahepeale. Oleme määranud ulatuse värskendama iga kord, kui tuvastatakse tõusev serv. Sel viisil kõrvaldame ebaselguse ja saame lainekuju selge ja stabiilse pildi.

Kuidas ostsilloskoobiga signaale uurida

Uurime mõnda signaali. Telefoni ja pistikühenduse kaabli kasutamine on lihtsaim ja kiireim viis. Kinnitage krokodilliklambrid pistikupesa teise otsa. Suur riba põhja ümber on maapind ja ülejäänud kaks on vasakul ja paremal. Seega saate klambrid kinnitada järgmiselt:

Nüüd vajame lainekuju. YouTube on täis sobivaid testklippe. Valige üks, mängige seda ja jälgige ekraani. Siin vaatleme siinuslainet.

Võimalik, et peate lainekuju tsentreerimiseks asju veidi liigutama. Tutvuge juhtnuppudega, mängides nendega. Suumige lainekuju sisse, muutke päästiku taset ja reguleerige ajastust. Praktilist tegutsemist ei asenda miski!

Praktiline tõrkeotsing ostsilloskoobiga

Nüüd, kui olete ostsilloskoobiga rahul, on aeg teha tõrkeotsing.

Oleme varem vaadanud PWM-signaali loomine Raspberry Pi abil, ja see on hea koht alustamiseks. Vaatame, mida RPi tegelikult väljastab.

PWM

Ühendage maandusklamber maandusega ja uurige kohta, kus eeldate signaali ilmumist. Sel juhul on see PWM-i pin. Nüüd saame käivitada koodi. PWM-signaal peaks ilmuma skoobile. Saame mõõta töötsüklit ja tagada, et see vastab meie ootustele. Tarkvara PWM ei ole eriti stabiilne, eriti kui seade töötab samaaegselt muid toiminguid. Meie riistvaralise PWM-i kasutamine annab järjekindlaid ja selgeid tulemusi:

Muidugi ei tähenda see, et riistvaraline PWM oleks vajalik. Sageli võite oma tulemusi parandada, lihtsalt vähendades programmi käitava seadme töökoormust. Kui te lainekuju ei näe, võib see viidata sellele, et töötsükkel on seatud väärtusele 0% või 100%. Kontrollige seda võimalust enne, kui lähete edasi!

Andmeedastus

Kaasaegne vooluring tugineb sageli signaalidele, mis ei ole perioodilised, vaid ühekordsed. Seade saadab teisele käsu, kuid ei korda ennast. Liigutage hiirt ja saadate arvutile käsud, mis näitavad, kui palju olete hiirt liigutanud.

Nende signaalide jäädvustamiseks peame kasutama oma ulatuse ühekordset funktsiooni. Siin peatub lainekuju, kui lävitase on ületatud. Seega näeme täpselt, millise kujuga need bitid on ja kas need on vastuvõtvale seadmele arusaadavad.

Sel juhul oleme proovinud sissetulevat MIDI-signaali AKAI trummikontrollerilt:

Selles näites suudavad MIDI-seadmed mõista isegi mürarikkaid signaale. Aga kuna siinsed kaablid on tasakaalustamata, võib teil tekkida probleeme, kui need jooksevad üle teatud pikkuse. Näiteks kui juhite kaablit üle terve hoone, tekib probleeme. Või võib kaabel ise olla vigane pärast seda, kui sellest on kontoritooliga liiga palju üle sõitnud.

Siin tulebki esile deduktiivne tõrkeotsing! Probleemi kõrvaldamiseks kontrollige esmalt teist kaablit ja seejärel teist MIDI-seadet.

Kaks signaali?

Üks DSO 138 piiranguid on see, et see võimaldab ainult ühte sisendit.

Täiustatud ostsilloskoobid võivad võimaldada meil uurida kahte signaali samaaegselt. Seega võite SPI (või I2C) kaudu saadetavad andmed katta vastava kellasignaaliga. See võib paljastada, et kaks signaali on valesti joondatud või moonutatud. See tekitab moonutatud andmeid. Naelud, müra, ümarad servad – kõik need võivad põhjustada probleeme.

Paljudel juhtudel saab neid probleeme parandada, lisades siia või sinna tõmbetakisti (või allatõmmatava takisti). Või vajame toitepingete tasandamiseks ühte või kahte kondensaatorit. Võimalik, et peate ajastusprobleemide kompenseerimiseks oma koodi kohandama.

Mis iganes lahendus ka poleks, ei saa te alustada enne, kui vaatate kahte lainekuju kõrvuti – need on teie ostsilloskoobi jaoks ideaalsed.

Ostsilloskoobid sobivad suurepäraselt elektriliste rikete diagnoosimiseks

Kui hakkate keerukaid vooluahelaid ehitama, muutma või parandama, tekib paratamatult probleeme, mida saab diagnoosida ainult ostsilloskoop. Olles saanud selge pildi signaalidest, mida soovite kujundada, saate tõrkeotsingut teha palju tõhusamalt.