Después de terminar el último componente de un kit o el primer prototipo de su propio circuito, a menudo se siente emocionado e impaciente. A veces, en este punto, tiene dos, tres o más horas de trabajo a menudo complicado y altamente concentrado detrás de usted. Así que ahora viene la recompensa tan esperada en forma de un circuito que funciona perfectamente.
So läuft es leider nicht immer, vllt. sogar eher selten ab. Oft funktioniert ein Prototyp nach dem ersten Einschalten nicht. Manchmal sind es nur kleine Fehler die sich schnell beheben lassen. Manchmal kann ein Fehler aber auch zur Zerstörung einzelner oder mehrerer Bauteile führen.
En este caso, la frustración suele ser enorme. Has invertido tiempo y dinero y ahora nada de eso. Para salvarlo de esta frustración, hay una o algunas reglas importantes a seguir.
Vor der Erst- oder Wieder- Inbetriebnahme einer Schaltung solltet Ihr immer ein paar Messungen machen. Diese kosten Euch im schlimmsten Fall ca. fünf Minuten Zeit und können Euch aber gleichzeitig eine Menge Geld, Frust und Zeit sparen.
Wie Ihr so eine “Inbetriebnahme-Messung” durchführt und was es dabei zu beachten gibt, ist im folgenden Artikel beschrieben.
Instrucciones de seguridad
Sé que las siguientes notas siempre son un poco molestas y parecen innecesarias. Desafortunadamente, muchas personas que sabían "mejor" han perdido ojos, dedos u otras cosas debido a un descuido o se lesionaron. La pérdida de datos es casi insignificante en comparación, pero incluso estos pueden ser realmente molestos. Por lo tanto, tómese cinco minutos para leer las instrucciones de seguridad. Porque incluso el proyecto más genial no vale la pena lesionarse u otros problemas.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/
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Requisitos
Da Ihr für die nun folgenden Messungen natürlich ein Messgerät benötigt ist es sehr hilfreich die Grundfunktionen eines Messgeräts zu kennen. Informationen dazu findet Ihr im folgenden Artikel.
Elektronik – Funktionen eines Multimeters
Material requerido:
-No-
Herramienta requerida:
En la siguiente lista encontrarás todas las herramientas que necesitas para implementar este artículo.
Warnung vor hohen Spannungen und daraus resultierenden Strömen
En este punto de nuevo la nota importante: Hohe Spannungen können sehr gefährlich sein. Wenn Ihr Euch unsicher seid solltet Ihr niemals mit Spannungen arbeiten die höher als 50V AC(Wechselspannung) oder 120V DC(Gleichspannung) sind.
Diese Spannungen sind die maximal zulässigen Berührungsspannungen für Erwachsene. Bei diesen Werten geht man davon aus, dass der potentiell über den menschlichen Körper fließende Strom nicht lebensbedrohlich ist. Trotzdem solltet Ihr es natürlich immer vermeiden “ein Teil” eines wie auch immer gearteten Stromkreises zu werden. Infos dazu findet Ihr auch nochmal in dem Artikel Elektronik – Die Funktionen eines Multimeters (zur Fehlersuche nutzen).
Solltet Ihr Euch wegen irgendetwas unsicher sein ist es immer besser ausgebildetes Fachpersonal um Hilfe zu bitten. Denn selbst die nervigsten und dümmsten Fragen verursachen in jedem Fall weniger Arbeit und Leid als eine Beerdigung.
Ajusta correctamente el multímetro
Wie bereits in den Voraussetzungen erwähnt benötigt Ihr bei der Inbetriebnahme-Messung einige Funktionen Eures Multimeters. Die einzelnen Funktionen sind im Artikel Elektronik – Funktionen eines Multimeters beschrieben. In diesem findet Ihr Infos wie Ihr das Multimeter für die jeweiligen Messungen einstellen müsst und was dabei sonst noch zu beachten ist.
Prüfen auf Kurzschluss der Versorgungsleitungen und passender Leistung
Die erste Prüfung die Ihr durchführen könnt, bevor Eure Schaltung an eine Versorgungsspannung angeschlossen wird, ist der Kurzschluss-test. Dabei wird getestet, ob die Versorgungsleitungen auch eindeutig voneinander isoliert sind. Eindeutig voneinander isoliert sind sie wenn sie einen sehr hohen elektrischen Widerstand haben.
Stellt dazu das Multimeter auf Widerstandsmessung ein und prüft den Widerstand von der positiven zur negativen Versorgungsleitung.
Den gemessenen Wert müsst Ihr nun etwas einordnen können um einschätzen zu können ob er “Okay” oder “nicht Okay” ist. In vielen Fällen wird Euch zwar ein “OL”(Open Load) angezeigt, was bedeutet, dass der Widerstand so groß ist, dass er vom Messgerät nicht bestimmt werden kann(Das ist also “Okay”), in manchen Fällen erhaltet Ihr aber auch niedrigere Werte. Um nun zu prüfen ob dieser “niedrigere” Widerstandswert auf einen Fehler hinweißt müsst Ihr prüfen ob dieser Plausibel sein kann. Ihr vergleicht den gemessenen Wert dazu mit dem erwarteten Widerstandswert.
Messt Ihr zum Beispiel einen sehr niedrigen Widerstandswert – sagen wir mal 1Ohm – ist das sehr wahrscheinlich ein Hinweis auf einen Kurzschluss.
Sin embargo, también puede ser que este valor sea absolutamente apropiado. Supongamos que ha diseñado un motor de CC que se supone que consume 25 W con una tensión de alimentación de 5 V. En este caso, la resistencia de 1 ohmio está absolutamente bien.
Ihr müsst also immer versuchen den gemessenen Wert richtig einzuordnen.
Dabei ist das ohmsche Gesetz ein tolles Hilfsmittel. Dank diesem könnt Ihr nämlich aus dem gemessenen Widerstand und der angelegten Spannung bestimmen welchen Strom Eure Schaltung aufnehmen würde. Dabei gilt:
o en símbolos de fórmula
Praktischerweise ist die Wirkleistung einer Schaltung auch durch den Strom und die Spannung zu ermitteln. Hier gilt nämlich:
o de nuevo en símbolos de fórmula:
Durch gegenseitiges einsetzen der jeweiligen Formeln könnt Ihr so auch die Leistung direkt aus dem gemessenen Widerstand und dem entsprechenden Strom oder Spannung ermitteln. Dann gilt:
o
So, und was bringt uns das nun? Ihr könnt nun praktisch berechnen welche Leistung Eure Schaltung aufnehmen würde. Wenn Ihr dann noch im Hinterkopf habt welche aufgenommene Leistung Ihr erwartet, könnt Ihr sehr gut einschätzen ob hier bereits ein Fehler vorliegt oder die gemessenen Werte realistisch für eine funktionierende Schaltung sind.
Die theoretische Leistung die Eure Schaltung aufnehmen sollte könnt Ihr ermitteln indem Ihr die aufgenommenen Leistungen der verbauten einzelnen Komponenten zusammenrechnet. Verwendet Ihr in Eurer Schaltung zum Beispiel einen Mikrocontroller der bei 5V ca. 50mA aufnimmt, 10 LED’s die bei 5V ca. 60mA aufnehmen und zwei Sensoren die bei 5V jeweils ca. 10mA aufnehmen so könnt Ihr die erwartete aufgenommen Gesamtleistung leicht berechnen.
Dazu müsst Ihr zunächst die einzelnen Leistungen berechnen. Da wir die aufgenommenen Ströme der einzelnen Bauteile bei den jeweiligen Spannungen kennen, lässt sich die aufgenommene Leistung mit der Formel
calcular.
Los servicios individuales son entonces los siguientes:
Sumados, esto da como resultado un consumo de energía esperado de:
Wir haben nun also einen Anhaltspunkt in welchem Bereich die aufgenommene Leistung der Schaltung in etwa liegen würde. Wenn der zuvor gemessene Widerstand der Schaltung und die daraus berechnete aufgenommene Leistung diesem Wert entspricht, darunter oder nur leicht da drüber ist, könnt Ihr davon ausgehen, dass dies keine Probleme verursachen sollte.
Achtung: Dieses Vorgehen gilt so nur Näherungsweise für Schaltungen die mit Gleichspannung funktionieren. Bei Geräten die auch mit Wechselspannung (Also alle Geräte die zum Beispiel ohne Netzteil direkt am Versorgungsnetz hängen) versorgt werden ist es etwas komplizierter, weil bei diesen noch ein eventuell vorhandener Induktiver Widerstand berücksichtigt werden muss.
Durchgangsprüfung von Verbindungen
Ein beliebter Fehler der (zumindest mir) oft passiert ist, dass manche Verbindungen vergessen werden. Dabei reicht schon ein vergessener Lötpunkt und schon funktioniert ein z.B. angeschlossener Sensor nicht mehr oder nicht mehr korrekt.
Um dies zu vermeiden empfiehlt es sich nach dem Zusammenbau ein mal alle Verbindungen “durch zu piepen”. Das heißt es wird geprüft ob alle im Schaltplan angegebenen Verbindungen auch in der aufgebauten Schaltung existieren.
Dazu müsst Ihr das Multimeter auf Durchgangsprüfung oder falls nicht vorhanden auf Widerstandsmessung einstellen. Die Durchgangsprüfung ist etwas komfortabler, da das Multimeter eine korrekte Verbindung in diesem Fall mit einem “Piepen” bestätigt. Deswegen auch die Formulierung “Verbindungen durchpiepen”.
Geht nun alle im Schaltplan gezeigten Verbindungen durch und prüft ob diese auch in Eurer aufgebauten Schaltung bestehen. Infos dazu findet Ihr auch in dem Artikel Elektronik – Die Funktionen eines Multimeters (zur Fehlersuche nutzen) en la sección Durchgangsprüfung
Prüfen von Kurzschlüssen zu Signalleitungen
Auch bei konzentriertem Arbeiten können sich mal Fehler in den Aufbau der eigenen Schaltung einschleichen. Meistens resultieren diese in ungewollten Kurzschlüssen. Gerade bei Signalleitungen die beispielsweise zur Kommunikation eines Mikrocontrollers mit angeschlossenen Sensoren genutzt werden führt dies oft dazu, das der Sensor nicht mehr funktioniert oder sogar zerstört werden kann.
In diesem Fall reichen pro Signalleitung ein paar Messungen um diesen Fehler auszuschließen.
Stellt Euer Messgerät auf Durchgangsprüfung und prüft das auch wirklich keine Verbindung zwischen Signalleitungen und benachbarten Leitungen sowie zur Versorgungsspannung und Masse bestehen. Orientiert Euch dazu am Schaltplan und prüft wieder ob wirklich nur die Kontakte elektrisch verbunden sind die auch elektrisch verbunden sein sollten. Infos zur Durchgangsprüfung findet Ihr wieder im Artikel Elektronik – Die Funktionen eines Multimeters (zur Fehlersuche nutzen) en la sección Durchgangsprüfung
Spannungsprüfung der (sekundären) Versorgungsspannung
Nun habt Ihr bereits ein paar Messungen durchgeführt und wenn Ihr bis hierhin ohne Fehler gekommen seid sieht das auch schon sehr gut aus. Die nun folgende Messung ist eigentlich keine Messung die “vor” der Inbetriebnahme durchgeführt wird, denn dazu müsst Ihr Eure Schaltung das erste Mal an die Versorgungsspannung anschließen.
Ziel ist es sicherzustellen, dass Eure Schaltung mit der gewünschten Spannung versorgt wird. Wenn Ihr ein Netzteil verwendet um Eure Schaltung mit Energie zu versorgen so empfiehlt es sich zunächst das Netzteil einzuschalten und die Spannung am Niederspannungs-Stecker des Netzteils zu messen.
Stellt Euer Multimeter auf Spannungsmessung. Achtet dabei auch darauf die korrekte Spannungsart einzustellen. In vielen Fällen nutzen Niederspannungs-Netzteile zwar Gleichspannung(DC) aber hier ist es sinnvoll auf Nummer sicher zu gehen indem Ihr den Aufdruck auf dem Netzteil prüft. Tips zu den auf den Netzteilen aufgedruckten Informationen findet Ihr auch in dem Artikel Netzteile – Richtig dimensionieren und Datenblatt verstehen.
Ahora mida el voltaje de la conexión de bajo voltaje. Esto debe estar en el rango del valor de voltaje que también está impreso en él.
Poner en funcionamiento el circuito paso a paso
In dem Absatz “Schrittweiser Aufbau um Fehler zu vermeiden/direkt zu erkennen” des Artikels “Elektronik – Die Funktionen eines Multimeters (zur Fehlersuche nutzen)” ist beschrieben, warum es sinnvoll ist eine Schaltung “Stück für Stück” in Betrieb zu nehmen. Durch dieses Vorgehen lassen sich bereits viele Fehler vermeiden bzw. leicht beheben.
Información adicional
https://de.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%BCfen_(VDE)
https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung
https://de.wikipedia.org/wiki/Ber%C3%BChrungsspannung
Diviértete con el proyecto.
Espero que todo te haya funcionado como se describe. Si no es así, o si tiene alguna pregunta o sugerencia, hágamelo saber en los comentarios. Si es necesario, lo añadiré al artículo.
Las ideas para nuevos proyectos siempre son bienvenidas. 🙂
PS Muchos de estos proyectos, especialmente los proyectos de hardware, cuestan mucho tiempo y dinero. Por supuesto que hago esto porque lo disfruto, pero si crees que es genial que comparta la información contigo, me encantaría hacer una pequeña donación al fondo del café. 🙂
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