Nadat het laatste onderdeel van een bouwpakket of het eerste prototype van je eigen schakeling af is, ben je vaak opgewonden en ongeduldig. Soms heb je op dit punt twee, drie of meer uren vaak onhandig en zeer geconcentreerd werk achter de rug. Dus nu komt de langverwachte beloning in de vorm van een perfect werkend circuit.
Helaas is dit niet altijd het geval, misschien zelfs zelden. Vaak werkt een prototype niet na de eerste keer inschakelen. Soms is het maar een klein foutje dat snel kan worden gecorrigeerd. Soms kan een fout echter leiden tot de vernietiging van een of meer componenten.
In dit geval is de frustratie vaak enorm. Je hebt tijd en geld geïnvesteerd en nu niets meer. Om u van deze frustratie te behoeden, zijn er een of enkele belangrijke regels die u moet volgen.
Voordat je een circuit start of herstart, moet je altijd een paar metingen doen. In het ergste geval kosten ze je ongeveer vijf minuten van je tijd en kunnen ze je tegelijkertijd veel geld, frustratie en tijd besparen.
Het volgende artikel beschrijft hoe je zo'n "inbedrijfstellingsmeting" uitvoert en waar je op moet letten.
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
Omdat je voor de volgende metingen natuurlijk een meetapparaat nodig hebt, is het erg handig om de basisfuncties van een meetapparaat te kennen. Je vindt hierover informatie in het volgende artikel.
Elektronica - Functies van een multimeter
Benodigd materiaal:
-Nee-
Vereist gereedschap:
In de volgende lijst vind je alle tools die je nodig hebt om dit artikel te implementeren.
Waarschuwing voor hoge spanningen en resulterende stromen
Op dit punt nogmaals de belangrijke opmerking: Hoge spanningen kunnen erg gevaarlijk zijn. Als je het niet zeker weet, werk dan nooit met spanningen hoger dan 50V AC of 120V DC.
Deze spanningen zijn de maximaal toelaatbare aanraakspanningen voor volwassenen. Bij deze waarden wordt aangenomen dat de stroom die mogelijk over het menselijk lichaam loopt niet levensbedreigend is. Toch moet je natuurlijk altijd voorkomen dat je "onderdeel" wordt van een elektrisch circuit. Meer informatie hierover vind je in het artikel Elektronica - De functies van een multimeter (gebruik voor probleemoplossing).
Als je ergens niet zeker over bent, is het altijd beter om getrainde professionals om hulp te vragen. Want zelfs de meest vervelende en domme vragen veroorzaken minder werk en leed dan een begrafenis.
Stel de multimeter correct in
Zoals al vermeld in de vereisten, heb je enkele functies van je multimeter nodig voor de inbedrijfstellingsmeting. De afzonderlijke functies worden beschreven in het artikel Elektronica - Functies van een multimeter wordt beschreven. Hierin vind je informatie over hoe je de multimeter instelt voor de betreffende metingen en waar je nog meer rekening mee moet houden.
Controleer de voedingskabels op kortsluiting en geschikte voeding.
De eerste test die je kunt uitvoeren voordat je je circuit aansluit op een voedingsspanning is de kortsluitingstest. Hiermee test je of de voedingslijnen ook duidelijk van elkaar geïsoleerd zijn. Ze zijn duidelijk van elkaar geïsoleerd als ze een zeer hoge elektrische weerstand hebben.
Stel hiervoor de multimeter in op weerstand meten en controleer de weerstand van de positieve naar de negatieve voedingslijn.
Je moet nu de gemeten waarde enigszins kunnen classificeren om te beoordelen of deze "OK" of "niet OK" is. In veel gevallen krijg je een "OL" (Open Load), wat betekent dat de weerstand zo hoog is dat deze niet kan worden bepaald door de meter (dit is "OK"), maar in sommige gevallen krijg je lagere waarden. Om te controleren of deze "lagere" weerstandswaarde op een fout duidt, moet je controleren of het aannemelijk kan zijn. Je vergelijkt de gemeten waarde met de verwachte weerstandswaarde.
Als je bijvoorbeeld een zeer lage weerstand meet - laten we zeggen 1 Ohm - is dit waarschijnlijk een indicatie van kortsluiting.
Het kan echter ook zijn dat deze waarde absoluut passend is. Laten we aannemen dat je een gelijkstroommotor hebt ontworpen die verondersteld wordt 25W op te nemen bij een voedingsspanning van 5V. In dit geval is de weerstand van 1 ohm absoluut prima.
Je moet daarom altijd proberen de gemeten waarde correct te classificeren.
De wet van Ohm is hiervoor een geweldig hulpmiddel. Dankzij deze wet kun je uit de gemeten weerstand en de toegepaste spanning bepalen welke stroom je circuit zou trekken. Hierbij geldt het volgende:
of in formulesymbolen
In de praktijk kan het actieve vermogen van een circuit ook worden bepaald door de stroom en de spanning. Hier geldt het volgende:
of nogmaals in formulesymbolen:
Door de respectieve formules tegen elkaar weg te strepen, kun je het vermogen ook rechtstreeks bepalen uit de gemeten weerstand en de bijbehorende stroom of spanning. Dan geldt:
of
Wat is hier nu het nut van? Je kunt nu praktisch berekenen welk vermogen je schakeling zou opnemen. Als je dan ook nog voor ogen hebt welk vermogen je verwacht op te nemen, kun je heel goed inschatten of hier al een fout in zit of dat de gemeten waarden realistisch zijn voor een goed functionerende schakeling.
Je kunt het theoretische vermogen dat je schakeling zou moeten verbruiken bepalen door het vermogen van de afzonderlijke gebruikte componenten bij elkaar op te tellen. Als je bijvoorbeeld een microcontroller gebruikt die ongeveer 50mA bij 5V verbruikt, 10 LED's die ongeveer 60mA bij 5V verbruiken en twee sensoren die elk ongeveer 10mA bij 5V verbruiken, kun je eenvoudig het verwachte totale verbruik berekenen.
Om dit te doen, moet je eerst de afzonderlijke vermogens berekenen. Aangezien we de stromen kennen die door de afzonderlijke componenten bij de respectieve spanningen worden verbruikt, kan het verbruikte vermogen worden berekend met de formule
berekenen.
De afzonderlijke diensten zijn dan als volgt:
Bij elkaar opgeteld resulteert dit in een verwacht stroomverbruik van:
We hebben nu een indicatie van het bereik bij benadering waarin het door de schakeling opgenomen vermogen zou liggen. Als de eerder gemeten weerstand van de schakeling en het daaruit berekende opgenomen vermogen overeenkomt met deze waarde, eronder ligt of er slechts iets boven ligt, kun je aannemen dat dit geen problemen zou moeten opleveren.
Let op: Deze procedure is bij benadering alleen van toepassing op schakelingen die met gelijkspanning werken. Voor apparaten die ook met wisselspanning worden gevoed (bijvoorbeeld alle apparaten die rechtstreeks op het lichtnet worden aangesloten zonder voeding), is het iets ingewikkelder omdat er ook rekening moet worden gehouden met een eventuele inductieve weerstand.
Continuïteitstest van verbindingen
Een veelgemaakte fout (in ieder geval bij mij) is dat sommige aansluitingen worden vergeten. Er is maar één vergeten soldeerpunt nodig en een aangesloten sensor werkt bijvoorbeeld niet meer of niet meer goed.
Om dit te voorkomen, is het aan te raden om alle aansluitingen na de assemblage te "piepen". Dit betekent dat je controleert of alle aansluitingen die in het schakelschema staan ook aanwezig zijn in het geassembleerde circuit.
Hiervoor moet je de multimeter instellen op continuïteitstest of, als die niet beschikbaar is, op weerstandsmeting. De continuïteitstest is iets comfortabeler, omdat de multimeter in dit geval een correcte verbinding bevestigt met een "piep". Daarom wordt het "piepen door verbindingen" genoemd.
Neem nu alle aansluitingen door die in het schakelschema staan en controleer of ze ook in jouw schakeling voorkomen. Je kunt hierover ook informatie vinden in het artikel Elektronica - De functies van een multimeter (gebruik voor probleemoplossing) in sectie Continuïteitscontrole
Kortsluitingen op signaallijnen controleren
Zelfs bij geconcentreerd werken kunnen er soms fouten sluipen in de constructie van het eigen circuit. Deze resulteren meestal in onbedoelde kortsluitingen. Vooral bij signaallijnen die bijvoorbeeld worden gebruikt voor communicatie tussen een microcontroller en aangesloten sensoren, leidt dit er vaak toe dat de sensor niet meer functioneert of zelfs kapot gaat.
In dit geval zijn een paar metingen per signaallijn voldoende om deze fout uit te sluiten.
Stel je meetapparaat in op continuïteitstest en controleer of er echt geen verbindingen zijn tussen signaallijnen en naburige lijnen en ook niet met de voedingsspanning en aarde. Gebruik het schakelschema als leidraad en controleer nogmaals of alleen de contacten die elektrisch verbonden zouden moeten zijn ook daadwerkelijk elektrisch verbonden zijn. Informatie over de continuïteitstest is te vinden in het artikel Elektronica - De functies van een multimeter (gebruik voor probleemoplossing) in sectie Continuïteitscontrole
Spanningscontrole van de (secundaire) voedingsspanning
Nu heb je al een paar metingen uitgevoerd en als je zover bent gekomen zonder fouten, ziet het er heel goed uit. De volgende meting is eigenlijk geen meting die "voor" de inbedrijfstelling wordt uitgevoerd, omdat je je circuit voor het eerst op de voedingsspanning moet aansluiten.
Het doel is om ervoor te zorgen dat je circuit de gewenste spanning krijgt. Als je een voeding gebruikt om je circuit van stroom te voorzien, is het aan te raden om eerst de voeding in te schakelen en de spanning op de laagspanningsconnector van de voeding te meten.
Stel je multimeter in op spanningsmeting. Zorg ervoor dat je het juiste spanningstype instelt. In veel gevallen gebruiken laagspanningsvoedingen gelijkstroom (DC), maar het is verstandig om het zekere voor het onzekere te nemen door het label op de voeding te controleren. Tips over de informatie op de voedingseenheden vind je ook in het artikel Voedingen - Correcte dimensionering en begrip van het gegevensblad.
Meet nu de spanning van de laagspanningsaansluiting. Deze moet in het bereik liggen van de spanningswaarde die er ook op gedrukt staat.
Stap voor stap de schakeling in werking stellen
In de paragraaf "Stapsgewijze structuur om fouten te voorkomen/direct op te sporen" van het artikel "Elektronica - De functies van een multimeter (gebruik voor probleemoplossing)"beschrijft waarom het zinvol is om een circuit "stuk voor stuk" in bedrijf te stellen. Door deze procedure te volgen, kunnen veel fouten worden vermeden of eenvoudig worden hersteld.
Meer informatie
https://de.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%BCfen_(VDE)
https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung
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
Hallo en goede dag!
zeer informatief, hartelijk dank.
Is er nog iets hierover? Ik zou geïnteresseerd zijn in boeken over hoe je moet meten? Wat is logisch en hoe u uw apparatuur kunt controleren om er zeker van te zijn dat alles in orde is. Bijvoorbeeld stroomvoorziening van computer, 3D-printer, PV-systeem, zonnecellen.
Is daar iets? Ik heb nog niets praktisch gevonden.
Dus van waar tot waar meet je? Waar haal ik mijn GND? ENZ.
Veiligheid staat altijd voorop!!!
Hartelijk dank voor informatie en tips.
Klarissa
Bedankt. Behulpzaam. Dat kan een boek zijn met praktische toepassing of een videocursus.