Elektronik Sorunlarını Gidermek İçin Osiloskop Nasıl Kullanılır

Temel Çıkarımlar

• Osiloskoplar bozuk elektroniklerin sorunlarını gidermek için gerekli araçlardır. Elektrik sinyallerini analiz ederler ve devrelerde neyin yanlış gittiğini belirlemeye yardımcı olabilirler.
• Osiloskoplar çeşitli şekil ve fiyatlara sahiptir. Yeni başlayanlar ve hobiciler için DSO 138 gibi daha ucuz bir seçenek kayda değer sonuçlar sağlayabilir. İkinci el seçenekleri de mevcuttur.
• Doğru sonuçlar elde etmek için bir osiloskopun kalibre edilmesi çok önemlidir. Eşiğin ayarlanması ve uygun probların kullanılması önemlidir. Sinyalleri bir osiloskopla inceleyerek elektrik arızalarını etkili bir şekilde giderebilir ve teşhis edebilirsiniz.

Osiloskop, mucitler, mühendisler veya elektrik meraklıları için en güçlü araçlardan biridir. Kurduğunuz devrelerde sorun gidermeye çalışıyorsanız, bu çok önemlidir. Peki bir osiloskop kullanarak bozuk elektroniklerin sorunlarını tam olarak nasıl giderirsiniz?

Osiloskoplar Ne İçin Kullanılır ve Ne Kadar Harcamanız Gerekir?

Çalışmayan bir elektrikli cihazınız var. Sorunlu bir dizüstü bilgisayar, yerel bir bit pazarından aldığınız bir sentezleyici veya bir DIY devre tahtası projesi olabilir. Elektriği gerçekten göremediğiniz için, neyin yanlış gittiğini çözmek, bazı çıkarımsal akıl yürütmeyi ve doğru araçları gerektirecektir. Bu araçların en önemlilerinden biri osiloskoptur.

Osiloskop, elektrik sinyallerini analiz etmek için kullanılan bir cihazdır. Kelime, bir laboratuvar masasının üzerinde duran büyük beyaz bir bloğun görüntüsünü çağrıştırabilir, ancak gerçek şu ki osiloskoplar birçok biçimde mevcuttur. Üst düzey bir osiloskop için binlerce dolar ödemeyi bekleyebilirsiniz. Birkaç yüz dolar size hobiciler, öğrenciler ve yeni kurulan girişimler için çok saygın sonuçlar getirebilir, özellikle de ikinci el almaya istekliyseniz.

Ancak ucuza başlayabilirsiniz. Popüler olana ulaştık JYE Tech'ten DSO 138. Bu, DSO 138mini tarafından kapsamlı bir şekilde klonlanmış ve yerini almıştır, ancak yeni başlayanlar ve taşınabilir bir seçenek arayanlar için bir osiloskop seçeneği olmaya devam etmektedir.

Osiloskop Gerilimleri Üzerine Bir Kelime

DSO 138, 50 volta kadar ölçüm yapabilecek şekilde derecelendirilmiştir. Bazı osiloskoplar bundan daha fazlasını işleyebilirken, her osiloskobun kendi sınırları vardır. Bu sınırları zorlarsanız cihazı tahrip etme riskiyle karşı karşıya kalırsınız. Ancak zayıflatıcı bir prob yardımıyla dürbünü koruyabildiğiniz için her şey kaybolmaz. Bir x10 probu, gelen voltajı %90 oranında azaltarak daha yüksek voltaj sinyalleriyle çalışmamıza olanak tanır.

Doğal olarak yüksek voltajlarla uğraşırken mümkün olan her türlü önlemi almak isteyeceksiniz. Bu nedenle kendimizi alçak gerilim konusuyla sınırlayalım.

Başlarken

DSO 138 bir çift timsah klipsiyle birlikte gelir. Sondalama işleminizde hassas olmak istiyorsanız, gerçek bir sondaya yatırım yapmak muhtemelen iyi bir fikirdir; devre kartı üzerinde tek bir noktaya yerleşecek kadar sivri uçlu bir sonda. Bu, kazara kısa devre oluşması riskini azaltacaktır.

Ses sinyallerini inceliyorsanız, TS (veya TRS) kablosunu TV'ye dönüştürecek bir adaptör arayabilirsiniz. BNC (veya SMA) kapsamınızdaki soket. Basitlik adına timsah klipslerini kullanacağız.

Osiloskopunuzu Kalibre Etme ve Eşiği Ayarlama

Osiloskopunuzdan faydalı sonuçlar almak, onu kalibre etmek anlamına gelir. Bu süreç, probların doğal direncini ve kapasitansını telafi etmemizi sağlayacaktır. Büyük sıcaklık değişiklikleri yaşıyorsanız bu özellikle önemlidir.

Probu genellikle ön panelde bulunan referans sinyaline takın. DSO 138 durumunda ise en üsttedir. Problar, test dalgasını mükemmel bir kare haline getirecek şekilde ayarlanması gereken ayarlanabilir bir kapasitörle birlikte gelir. Bunlar genellikle küçük bir tornavida yardımıyla ayarlanabilir. DSO 138, devre kartı üzerinde ayar kontrolleri sağlar.

Bir dalga biçimini görmek istiyorsanız, yükselen kenar belirli bir eşiği her aştığında ekranın yenilenmesi gerekir. Bunu, üst ve alt tepe voltajlarının ortasında bir yere ayarlayın. Yükselen bir kenar algılandığında kapsamı yenilenecek şekilde ayarladık. Bu şekilde belirsizliği ortadan kaldırıyoruz ve dalga formunun net, istikrarlı bir görüntüsünü elde ediyoruz.

Osiloskopunuzla Sinyalleri Nasıl İncelersiniz?

Bazı sinyalleri inceleyelim. Telefonunuzu ve mini jak-jak kablosunu kullanmak en kolay ve en hızlı yoldur. Timsah klipslerini jak fişinin diğer ucuna takın. Alt kısımdaki büyük şerit zemin, diğer ikisi ise sol ve sağdır. Böylece klipleri şu şekilde ekleyebilirsiniz:

Şimdi bir dalga formuna ihtiyacımız var. YouTube uygun test klipleriyle doludur. Birini seçin, oynayın ve ekranı gözlemleyin. Burada sinüs dalgasına bakıyoruz.

Dalga biçimini ortalamak için nesneleri biraz hareket ettirmeniz gerekebilir. Kontrollerle oynayarak kendinizi alıştırın. Dalga formunu yakınlaştırın, tetikleme seviyesini değiştirin ve zamanlamayı ayarlayın. Uygulamalı olmanın yerini hiçbir şey tutamaz!

Osiloskopla Pratik Sorun Giderme

Artık osiloskoptan memnun olduğunuza göre, bazı sorun giderme işlemleri yapmanın zamanı geldi.

Daha önce de bakmıştık Raspberry Pi ile PWM sinyali oluşturmave burası başlamak için iyi bir yer. RPi'nin gerçekte ne çıkardığına bir göz atalım.

PWM

Zemin klipsini zemine bağlayın ve sinyalin görünmesini beklediğiniz yeri araştırın. Bu durumda PWM pinidir. Artık bazı kodları çalıştırabiliriz. PWM sinyali dürbün üzerinde görünmelidir. Görev döngüsünü ölçebilir ve beklentilerimize uygun olmasını sağlayabiliriz. Yazılım PWM, özellikle cihaz aynı anda başka görevleri çalıştırıyorsa özellikle kararlı değildir. Burada donanım PWM kullanımımız tutarlı ve net sonuçlar üretir:

Elbette bu, donanımsal PWM'nin bir zorunluluk olduğu anlamına gelmiyor. Çoğunlukla, programı çalıştıran cihazdaki iş yükünü azaltarak sonuçlarınızı iyileştirebilirsiniz. Herhangi bir dalga biçimi görmüyorsanız bu, görev döngüsünün %0 veya %100'e ayarlandığını gösterebilir. Daha ileri gitmeden önce bu olasılığı kontrol edin!

Veri aktarımı

Modern devreler genellikle periyodik değil tek seferlik sinyallere dayanır. Bir cihaz diğerine bir komut gönderir ancak kendisini tekrarlamaz. Farenizi hareket ettirdiğinizde, bilgisayarınıza fareyi ne kadar hareket ettirdiğinizi belirten bir dizi komut gönderirsiniz.

Bu sinyalleri yakalamak için kapsamımızın tek seferlik işlevselliğini kullanmamız gerekecek. Burada, eşik seviyesi geçildiğinde dalga biçimi yerinde duraklayacaktır. Böylece bu bitlerin hangi biçimde olduğunu ve alıcı cihaz tarafından anlaşılıp anlaşılamayacağını tam olarak görebileceğiz.

Bu durumda, AKAI davul denetleyicisinden gelen bir MIDI sinyalini örnekledik:

Bu örnekte MIDI cihazları gürültülü sinyalleri bile anlamlandırabilmektedir. Ama o zamandan beri buradaki kablolar dengesizbelli bir uzunluğu aşarsa sorun yaşayabilirsiniz. Yani örneğin kabloyu bir binanın tamamından geçiriyorsanız başınız belaya girer. Veya kablonun kendisi, bir ofis koltuğu ile birçok kez üzerinden geçirildiğinden dolayı arızalı olabilir.

Tümdengelimli sorun gidermenin devreye girdiği yer burasıdır! Önce farklı bir kabloyu, ardından farklı bir MIDI cihazını kontrol ederek sorunu sıfırlayın.

İki Sinyal mi?

DSO 138'in sınırlamalarından biri yalnızca bir girişe izin vermesidir.

Daha gelişmiş osiloskoplar iki sinyali aynı anda incelememize olanak tanıyabilir. Böylece, SPI (veya I2C) üzerinden gönderilen verileri karşılık gelen saat sinyaliyle kaplayabilirsiniz. Bunu yapmak, iki sinyalin yanlış hizalandığını veya bozulduğunu ortaya çıkarabilir. Bu, bozuk veriler üretecektir. Çiviler, gürültü, yuvarlak kenarlar; bunların hepsi sorunlara neden olabilir.

Çoğu durumda, bu sorunlar buraya veya buraya bir yukarı çekme (veya aşağı çekme) direnci eklenerek düzeltilebilir. Veya besleme voltajlarını düzeltmek için bir veya iki kapasitöre ihtiyacımız olabilir. Zamanlama sorunlarını telafi etmek için kodunuzu da ayarlamanız gerekebilir.

Çözüm ne olursa olsun, osiloskopunuz için mükemmel olan iki dalga formunu yan yana görene kadar başlayamayacaksınız.

Osiloskoplar Elektrik Arızalarının Teşhisi İçin Mükemmeldir

Karmaşık devreleri oluşturmaya, değiştirmeye veya onarmaya başladığınızda, yalnızca bir osiloskobun teşhis edebileceği sorunlarla kaçınılmaz olarak karşılaşırsınız. Şekillendirmek istediğiniz sinyallerin net bir resmini elde ettikten sonra sorunları çok daha etkili bir şekilde giderebileceksiniz.