Voltmeters, ampèremeters, ohmmeters of, als "compact apparaat", multimeters zijn de ultieme redders in nood of op zijn minst gemoedsredders als de schakeling die je zelf hebt gebouwd niet werkt.
Soms gebeurt het dat, ook al heb je een gedetailleerd bouwplan gevolgd, de schakeling die je hebt gebouwd nog steeds niet werkt. Op het laatst dan, na het aanvankelijk gemotiveerde werk, zit je vaak gefrustreerd voor de schakeling en zou je alles het liefst weer weggooien.
In dergelijke situaties is goed advies vaak duur. Om je een kleine richtlijn te geven over hoe je het probleem in deze situaties op zijn minst tot op de bodem kunt uitzoeken, volgt hier het volgende artikel.
Want met behulp van deze kleine, compacte apparaten kunnen verschillende elektrische variabelen worden gemeten en kunnen storingen dus snel worden gelokaliseerd.
Veiligheidsinstructies
Ik weet dat de volgende opmerkingen altijd een beetje vervelend zijn en onnodig lijken. Helaas hebben veel mensen die "beter" wisten door onvoorzichtigheid ogen, vingers of andere dingen verloren of zichzelf verwond. Gegevensverlies is in vergelijking bijna te verwaarlozen, maar zelfs dit kan erg vervelend zijn. Neem daarom vijf minuten de tijd om de veiligheidsinstructies te lezen. Omdat zelfs het coolste project geen blessure of andere problemen waard is.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/
Affiliate links / reclame links
De hier vermelde links naar online winkels zijn zogenaamde affiliate-links. Als u op zo'n affiliate-link klikt en via deze link een aankoop doet, ontvangt Nerdiy.de een commissie van de betreffende onlineshop of aanbieder. De prijs verandert voor jou niet. Als u via deze links uw aankopen doet, steunt u Nerdiy.de om in de toekomst andere nuttige projecten aan te kunnen bieden. 🙂
Eisen
Handige artikelen:
Niet echt een vereiste, maar een voorbeeld van een praktische toepassing is te vinden in het artikel Elektronica - Een nieuw circuit in bedrijf stellen
Benodigd materiaal:
-Nee-
Vereist gereedschap:
In de volgende lijst vind je alle tools die je nodig hebt om dit artikel te implementeren.
De functies van een multimeter
Voor latere probleemoplossing is het belangrijk om de basisfuncties van een multimeter te kennen en te kunnen gebruiken. Dit is niet altijd eenvoudig, omdat moderne multimeters vaak zijn uitgerust met allerlei functies. Om je een overzicht te geven van de afzonderlijke functies, worden ze in de volgende paragrafen beschreven.
Meetbereik keuzeschakelaar
De meetbereikkeuzeschakelaar is het belangrijkste bedieningselement van je meetapparaat. Hiermee bepaal je grofweg welke grootheid je wilt meten. Voor sommige meetbereiken, zoals "Hz/Duty", kunt u met de knoppen tussen de opties schakelen. Om de meetbereikkeuzeschakelaar op de gewenste optie in te stellen, draait u hem zo dat hij als een wijzer naar het gewenste meetbereik wijst.
knop
De beschikbare knoppen op een meetapparaat verschillen vaak van model tot model. In de meeste gevallen is er alleen een "meetbereikkeuzeschakelaar" waarmee je de te meten elektrische grootheid kunt selecteren.
Bij sommige modellen kunnen echter extra functies worden geselecteerd via de knoppen. Daarom worden de functies van de knoppen van het getoonde meetapparaat als voorbeeld beschreven.
Met de "Knop "HOLD/B.L kunt u de meetwaarde "vasthouden" die op het scherm wordt weergegeven op het moment dat de knop wordt ingedrukt. De weergegeven meetwaarde blijft dus op het scherm staan en u hebt voldoende tijd om bijvoorbeeld de bijbehorende waarde op uw gemak te noteren. Lang indrukken van deze toets schakelt ook de achtergrondverlichting uit (BakLrechts) inschakelen of uitschakelen.
De bereik knop kunt u het meetbereik handmatig instellen. Bij veel meetapparaten wordt dit meetbereik nu automatisch bepaald. Toch kan het soms nodig zijn om dit meetbereik handmatig te kunnen instellen. Daarom is het altijd belangrijk om - vooral bij het meten van stroom en spanning - op de hoogte te zijn van de "ruwe" orde van grootte van de te meten elektrische grootheid voordat de meting wordt gestart. Als je bijvoorbeeld alleen 12V wilt meten, moet je heel andere veiligheidsmaatregelen nemen dan wanneer je 500V of meer meet. Zorg ervoor dat u de veiligheidsinstructies in acht neemt!
De "°C/°F-knop". kun je de eenheid van temperatuurmeting wijzigen tussen Celsius en Fahrenheit. Fahrenheit is de gebruikelijke eenheid in de Verenigde Staten. Celsius is de meeteenheid in alle andere landen.
Je kunt de knop "Hz/Duty" gebruiken om te schakelen tussen de frequentie- en duty cycle-metingen. Aangezien deze twee gemeten variabelen een gemeenschappelijke instelpositie hebben op de meetbereikkeuzeschakelaar, is het mogelijk om tussen beide te schakelen.
De "Knop "REL Hiermee kun je een nieuw "nulpunt" instellen voor volgende metingen. Zo kun je bijvoorbeeld twee spanningen vergelijken. Als je bijvoorbeeld een spanning van 5V meet tijdens de eerste meting en dan op de "REL" knop drukt, zullen alle volgende spanningen worden gemeten in verhouding tot de eerste. Als je bijvoorbeeld een spanning van 8V meet nadat je op de "REL" knop hebt gedrukt, zal er slechts 3V op het display van je meetapparaat verschijnen omdat 5V als referentie voor deze meting wordt gebruikt.
Met de hulp van "Knop "Selecteren kun je kiezen of je een AC-variabele (=AC) of een DC-variabele (=DC) wilt meten. Als je bijvoorbeeld de gelijkspanning van een batterij of oplaadbare accu wilt meten, is het belangrijk dat je zowel de meetbereikkeuzeschakelaar op "V" zet (=spanningsmeting) als het type variabele op gelijkspanning (=DC). Als je daarentegen de spanning van een stopcontact wilt meten, moet je het type variabele instellen op wisselspanning (=AC).
Aansluitdozen:
Er zijn vier aansluitingen in het onderste gedeelte waarin de meetsnoeren kunnen worden gestoken. De "belangrijkste" is de "COM" socket. Het zwarte meetsnoer blijft altijd aangesloten. Alleen het rode meetsnoer wordt opnieuw aangesloten, afhankelijk van welke elektrische grootheid moet worden gemeten.
Als je bijvoorbeeld een stroom in het ampèrebereik wilt meten, moet je het rode meetsnoer aansluiten op de aansluiting "10A" aansluiten. Het is ook belangrijk om op te merken dat de aanduiding "10A" hier aangeeft dat deze aansluiting is gezekerd met "slechts" 10A. Dit betekent dat hogere stromen niet direct gemeten kunnen worden. Als je helemaal geen stroom meet wanneer je deze aansluiting gebruikt, is deze zekering hoogstwaarschijnlijk defect. Hoe je deze kunt vervangen, staat beschreven in de handleiding van je meetapparaat.
Direct naast de "10A" aansluiting vind je de "TEMP/µA/mA" aansluiting. Je moet het rode meetsnoer in deze aansluiting steken als je stromen in het mA- en µA-bereik wilt meten - d.w.z. minder dan 1A. Deze aansluiting is ook beveiligd met een zekering. In veel gevallen, zoals in dit geval, wordt hij echter beschermd door een zelfterugstellende zekering. Op deze aansluiting van dit meetapparaat kan ook een externe temperatuursensor worden aangesloten. Vandaar de "TEMP..." in de naam van de aansluiting.
Het laatste stopcontact bevindt zich aan de rechterkant van de getoonde meter. Deze met een Condensator, diode, spanning, weerstandssymbool en "Hz". aansluiting is vereist voor alle andere metingen. Als je capaciteiten, weerstanden, spanningen of frequenties wilt meten, moet je deze aansluiting gebruiken. Je moet deze aansluiting ook gebruiken voor de diodetest - d.w.z. om de voorwaartse richting en voorwaartse spanning van een diode te bepalen.
spanningsmeting
Een van de belangrijke elektrische variabelen is spanning. Deze is relatief eenvoudig te meten met een multimeter.
Toch moet je van tevoren nadenken over de verwachte spanning. De voorzorgsmaatregelen tijdens de meting moeten hier namelijk ook op worden aangepast. Het is niet alleen belangrijk om te weten welke spanningswaarde je moet verwachten, maar ook welk type spanning. Dus of wisselspanning (AC=alternating current) of gelijkspanning (DC=direct current).
Hier is een klein citaat uit het zeer gedetailleerde Wikipedia-artikel (https://de.wikipedia.org/wiki/Ber%C3%BChrungsspannung):
Bij gezonde volwassen mensen gaat men voorbij de lage spanning vanaf 50 V Wisselstroom (AC) of 120 V gelijkstroom (DC) van een levensbedreigende situatie.[3] Voor onder andere kinderen en grotere boerderijdieren is de aanraakspanning slechts gespecificeerd tot maximaal 25 V wisselspanning of 60 V gelijkspanning, in vochtige ruimte.installaties soms zelfs tot 12 V.
Dit betekent dat je normaal gesproken spanningen tot minstens 25V AC en 60V DC kunt meten zonder groot gevaar voor je leven. Als je geen "professional" bent, moet je over het algemeen het werken met hogere spanningen vermijden (het is vaak niet nodig).
Om de spanning te meten met een multimeter, moet je deze eerst instellen op het spanningsmeetbereik. Dit wordt meestal aangeduid met een "V" voor volt (de eenheid van elektrische spanning). Helaas is de juiste instelling hier niet gestandaardiseerd en verschilt deze voor veel meetapparaten. Als je helemaal zeker wilt zijn, kijk dan in de handleiding van je meetapparaat.
Nadat je de spanningsmeting hebt ingesteld, is het nu belangrijk dat je het spanningstype instelt. In het voorbeeldmeetapparaat wordt de spanning ingesteld met de knop "Select". Maar zoals gezegd is dit helaas niet voor alle meetapparaten gestandaardiseerd.
Voor de daadwerkelijke spanningsmeting worden de meetpunten altijd parallel geschakeld aan de verbruiker of generator waarvan u de spanning wilt meten.
Het is ook belangrijk om te weten dat een meetapparaat in spanningsmeting een zeer hoge maar meetbare interne weerstand heeft. Tijdens de spanningsmeting sluit je onvermijdelijk een weerstand parallel aan op de te meten belasting, waardoor een parallelschakeling van twee weerstanden ontstaat en er dus een (iets) hogere stroom door het hele circuit loopt. Dit kan er ook toe leiden dat de te meten spanning iets lager is dan zonder de meter. Dit is in de meeste gevallen te verwaarlozen, maar toch goed om in gedachten te houden. 🙂
huidige meting
Stroom is een andere belangrijke elektrische grootheid. Deze kan ook vrij eenvoudig worden gemeten met een multimeter. In tegenstelling tot spanning moet het circuit waarvan de stroom moet worden gemeten echter enigszins worden voorbereid en geschat.
weerstand meting
Weerstandsmeting is eigenlijk een combinatie van spannings- en stroommeting. Omdat weerstand echter ook een van de belangrijke elektrische grootheden is, is de meting ervan direct mogelijk met veel meetapparatuur.
Eigenlijk is de weerstand van een circuit (vereenvoudigd) de evenredigheidsconstante van spanning en stroom. Dit betekent dat de weerstand aangeeft hoeveel stroom er door een circuit loopt bij een bepaalde spanning. Dit betekent dat als je weet welke spanning er op een circuit staat en ook weet hoeveel stroom er door het circuit loopt bij deze spanning, je eenvoudig de weerstand kunt berekenen.
Continuïteitscontrole
De continuïteitstest is eigenlijk een luxe versie van de weerstandsmeting. Hiermee kan heel eenvoudig worden bepaald of twee contacten elektrisch met elkaar verbonden zijn.
Als je bijvoorbeeld wilt controleren of je je schakeling correct hebt omgezet van het schakelschema naar de werkelijkheid, kun je de continuïteitstest gebruiken om te meten of de contacten die volgens het schakelschema elektrisch verbonden zouden moeten zijn, ook daadwerkelijk verbonden zijn. Je kunt erachter komen of twee contacten elektrisch verbonden zijn door het eerste contact aan te raken met de zwarte meetpunt en het tweede contact met de rode meetpunt. Als beide contacten verbonden zijn, geeft de meter dit meestal aan met een pieptoon en de weerstandswaarde die op het display wordt weergegeven. De weerstandsmeting wordt gebruikt om te bepalen of twee contacten verbonden zijn. Als de weerstand van het ene contact naar het andere erg laag is, is er ook een verbinding tussen beide contacten.
Capaciteit meten
Met de capaciteitsmeting kun je de capaciteit van een condensator bepalen. Dit is vooral handig als je in je componentenla een condensator vindt waarvan je de waarde niet meer duidelijk kunt aflezen.
Om de capaciteit te meten, houd je de meetpunten van de meter tegen de twee contacten van de condensator.
diodetest
Je kunt de diodetest gebruiken om de voorwaartse richting en de voorwaartse spanning van een diode te bepalen. Dit is vooral handig bij SMD-diodes, omdat de voorwaartse richting niet altijd op de behuizing staat.
U kunt de voorwaartse richting herkennen door de meetpunten tegen de twee contacten te houden en de combinatie uit te proberen waarin een spanning op het display wordt weergegeven. Als je bijvoorbeeld de rode meetpunt tegen het eerste contact van de diode houdt en de zwarte meetpunt tegen het tweede contact en er verschijnt dan een spanning op het display, dan weet je dat het contact waar je zojuist de rode meetpunt op hebt gehouden de anode van de diode is.
De weergegeven spanning is dan de doorlaatspanning van de diode. Als er daarentegen geen spanning wordt weergegeven, moet je de meetpuntbezetting omkeren. In dit geval heb je alleen de omgekeerde richting van de diode gevonden.
Frequentiemeting/bedrijfscyclus
De frequentie- of duty cycle-meting is niet in alle meetapparaten geïntegreerd. Je kunt ze gebruiken om de frequentie van een wisselspanning of de duty cycle van een geschakelde gelijkspanning te meten.
Het is bijvoorbeeld relatief eenvoudig om te controleren of een pulsbreedtemodulatie die je hebt geprogrammeerd werkt.
Mogelijke extra functies
temperatuur
Sommige meetapparaten hebben ook de optie om temperaturen te meten met behulp van een extern aangesloten thermokoppel. Hiervoor moet je het aansluiten en het meetapparaat overeenkomstig instellen.
dB
Je kunt de dB-meting gebruiken om de geluidsdruk van een geluid te meten.
lux
Met behulp van verlichtingsstroommeting kun je de verlichtingssterkte in een ruimte meten.
x10Lux
Om zeer hoge verlichtingssterktes te kunnen meten - bijvoorbeeld bij fel zonlicht - kun je de gevoeligheid van de verlichtingsmeting omschakelen. Dit betekent dat je hogere verlichtingssterktes kunt meten of op het display kunt weergeven.
probleemoplossen
Dan nu het eigenlijke oplossen van problemen. Het is moeilijk om een exact, universeel geldig "tijdschema" te geven dat altijd werkt. Helaas zitten fouten vaak verborgen op plaatsen waar je ze niet verwacht.
Veel fouten zijn echter gewoon onzorgvuldige fouten. Deze kunnen meestal snel worden gevonden met het volgende tijdschema.
- Continuïteitstest van alle aansluitingen in spanningsloze, d.w.z. uitgeschakelde, toestand.
- Controleer of alle verbindingen die er volgens het schakelschema zouden moeten zijn, ook daadwerkelijk zijn aangesloten. De continuïteitstest is hier perfect voor.
- Je kunt ook controleren of naburige contacten op de printplaat niet per ongeluk zijn kortgesloten.
- De voedingskabels mogen vooral geen kortsluiting hebben. Je kunt dit ook testen met de continuïteitstest. Het meetapparaat mag dan geen continuïteit aangeven.
- Controleer of de geïnstalleerde weerstanden de juiste waarde hebben.
- Meet hiervoor de geïnstalleerde weerstanden in spanningsloze toestand.
- Als de waarden verschillen, houd er dan rekening mee dat de betreffende weerstand ook parallel geschakeld kan zijn met andere weerstanden, waardoor de waarde verandert. Koppel bij twijfel één contact van de weerstand los van het circuit en meet de weerstand afzonderlijk.
- Controleer de voeding en andere spanningen
- Het is vaak handig om de afzonderlijke voedingsspanningen te controleren. Als je meerdere voedingsspanningen in je circuit hebt (bijvoorbeeld 3,3V en 5V), moet je ervoor zorgen dat beide beschikbaar zijn en dat ze niet wegvallen onder belasting.
- Controleer de ingangsstroom.
- Door de ingangsstroom te controleren, kun je eenvoudig vaststellen of er bijvoorbeeld sprake is van kortsluiting of een ontbrekende aansluiting.
- Als de stroom erg hoog is, heb je waarschijnlijk een kortsluiting ingebouwd. Zoek dan naar een verbinding tussen de positieve en negatieve contacten van de voeding van je circuit.
- Als de stroom erg laag is, is het mogelijk dat je vergeten bent de voeding aan te sluiten. Het kan ook zijn dat een spanningsregelaar defect is. Als er een microcontroller wordt gebruikt, kan het zijn dat deze in de resetmodus wordt gehouden door een defect circuit.
- Controleer de spanning van de logische niveaus.
- Vooral bij digitale communicatie tussen een microcontroller en aangesloten sensoren is het belangrijk dat ze dezelfde logische niveaus gebruiken. Bijvoorbeeld, een microcontroller die werkt met 1,8V logische niveaus zal moeite hebben om te werken met een sensor die 5V logische niveaus verwacht. Dit kan worden opgelost door de spanningen te meten en/of de datasheets van de betrokken apparaten te bekijken.
Stap-voor-stap structuur om fouten direct te voorkomen/op te sporen
Toegegeven, dit is een slechte tip voor het oplossen van problemen nadat de volledige schakeling al is gebouwd. Maar misschien helpt het je bij het bouwen van je volgende schakeling:
Voor zeer complexe schakelingen of schakelingen met meerdere sensoren, actuatoren, enz. is het raadzaam om ze "stap voor stap" in werking te stellen. Dit betekent dat je eerst controleert of de microcontroller zonder aangesloten sensoren werkt en programmeerbaar is.
Als dit werkt, wordt de volgende sensor aangesloten en wordt opnieuw gecontroleerd of deze werkt. Als alles werkt, wordt de volgende sensor/actuator aangesloten. Ga zo door totdat alle onderdelen van het circuit zijn gemonteerd.
Als na een nieuw toegevoegd component dit of iets of zelfs het hele circuit niet meer werkt, heb je al een startpunt voor probleemoplossing. Je kunt er dan vrij zeker van zijn dat de nieuw toegevoegde component iets te maken heeft met de fout of er de oorzaak van is.
In dit geval kunt u het toegevoegde onderdeel weer verwijderen als een soort "kruiscontrole". Als de fout in dit geval niet meer optreedt, hebt u de bevestiging dat de fout gerelateerd is aan het betreffende onderdeel.
In dit geval is het belangrijk om erachter te komen waarom dit onderdeel de fout veroorzaakt?
- Is deze misschien defect? Probeer, indien beschikbaar, een ander exemplaar van het overeenkomstige onderdeel te installeren en te testen.
- In welke mate verandert het stroomverbruik van je circuit wanneer de component is geïnstalleerd? Is het mogelijk zo hoog dat er niet meer voldoende stroomreserves beschikbaar zijn om de hele schakeling te voeden? Je moet controleren of de voedingsspanningen "inzakken"/zakken door de spanning te meten.
- In het geval van sensoren/actuators die communiceren via de I2C/IIC of andere bussen, kan het zijn dat de andere busdeelnemer de communicatie verstoort. Controleer op afsluitweerstanden, pull-ups en kortsluitingen. Houd er rekening mee dat vooral bij de I2C-bus een extra busdeelnemer de buscapaciteit verhoogt en dat de pull-ups daarom ook moeten worden aangepast.
Het voordeel van deze ‘procedure’ is dat je meteen een idee hebt van wat de fout veroorzaakt zou kunnen hebben. Dit maakt het oplossen van problemen eenvoudiger en de fout zal hopelijk sneller worden opgelost.
Meer informatie
https://de.wikipedia.org/wiki/Ber%C3%BChrungsspannung
Veel plezier met het project
Ik hoop dat alles werkte zoals beschreven. Zo niet, of als je vragen of suggesties hebt, laat het me weten in de commentaren. Ik zal dit dan zo nodig aan het artikel toevoegen.
Ideeën voor nieuwe projecten zijn altijd welkom. 🙂
PS Veel van deze projecten - vooral de hardwareprojecten - kosten veel tijd en geld. Natuurlijk doe ik dit omdat ik het leuk vind, maar als je het cool vindt dat ik de informatie met je deel, dan zou ik blij zijn met een kleine donatie aan het koffiefonds. 🙂
Nederlands 
Deutsch 
English 
Français 
Español
Bedankt voor je altijd zeer gedetailleerde en interessante artikelen!
Veel succes met je toekomstige projecten
Heel erg bedankt. 🙂