Cara Menggunakan Osiloskop untuk Memecahkan Masalah Elektronika

Poin Penting

• Osiloskop adalah alat penting untuk memecahkan masalah elektronik yang rusak. Mereka menganalisis sinyal listrik dan dapat membantu menentukan apa yang salah di sirkuit.
• Osiloskop hadir dalam berbagai bentuk dan harga. Untuk pemula dan penghobi, opsi yang lebih murah seperti DSO 138 dapat memberikan hasil yang memuaskan. Opsi bekas juga tersedia.
• Mengkalibrasi osiloskop sangat penting untuk mendapatkan hasil yang akurat. Menetapkan ambang batas dan menggunakan probe yang tepat adalah hal yang penting. Dengan memeriksa sinyal dengan osiloskop, Anda dapat memecahkan masalah dan mendiagnosis gangguan listrik secara efektif.

Osiloskop adalah salah satu alat paling ampuh bagi calon penemu, insinyur, atau penghobi kelistrikan. Jika Anda memecahkan masalah sirkuit yang Anda buat, ini penting. Tapi bagaimana tepatnya Anda memecahkan masalah elektronik yang rusak menggunakan osiloskop?

Untuk Apa Osiloskop Digunakan, dan Berapa Banyak yang Perlu Anda Keluarkan?

Anda memiliki perangkat listrik yang tidak berfungsi. Ini mungkin laptop yang sakit, synthesizer yang Anda beli dari pasar loak lokal, atau proyek papan tempat memotong roti DIY. Karena Anda tidak dapat benar-benar melihat aliran listriknya, mencari tahu apa yang salah memerlukan pemikiran deduktif—dan alat yang tepat. Salah satu alat yang lebih penting adalah osiloskop.

Osiloskop adalah alat untuk menganalisis sinyal listrik. Kata tersebut mungkin membangkitkan gambaran balok putih besar yang diletakkan di meja laboratorium, namun kenyataannya osiloskop hadir dalam berbagai bentuk. Untuk osiloskop kelas atas, Anda mungkin harus membayar ribuan dolar. Beberapa ratus dolar bisa memberi Anda hasil yang sangat baik bagi para penghobi, pelajar, dan pemula, terutama jika Anda ingin menggunakan barang bekas.

Namun, Anda bisa memulainya dengan harga murah. Kami telah meraih yang populer DSO 138 dari JYE Tech. Ini telah banyak dikloning dan digantikan oleh DSO 138mini, namun tetap menjadi pilihan osiloskop untuk pemula dan mereka yang mencari opsi portabel.

Sepatah Kata tentang Tegangan Osiloskop

DSO 138 memiliki rating hingga 50 volt. Meskipun beberapa osiloskop dapat menangani lebih dari itu, setiap osiloskop memiliki batasnya. Jika Anda melampaui batas tersebut, Anda berisiko merusak perangkat. Namun tidak semuanya hilang, karena Anda dapat melindungi ruang lingkup dengan bantuan probe pelemahan. Probe x10 akan memangkas tegangan masuk sebesar 90%, memungkinkan kita bekerja dengan sinyal tegangan lebih tinggi.

Tentu saja, Anda harus mengambil segala tindakan pencegahan saat berhadapan dengan tegangan tinggi. Oleh karena itu, mari kita batasi diri kita pada hal-hal yang bertegangan rendah saja.

Mulai

DSO 138 dilengkapi dengan sepasang klip buaya. Jika Anda ingin melakukan probing dengan presisi, berinvestasi pada probe sungguhan mungkin merupakan ide yang bagus—probe yang cukup runcing untuk ditempatkan pada satu titik di papan sirkuit. Hal ini akan mengurangi risiko terjadinya short secara tidak sengaja.

Jika Anda memeriksa sinyal audio, Anda mungkin mencari adaptor untuk mengubah kabel TS (atau TRS) menjadi BNC (atau SMA) soket pada cakupan Anda. Demi kesederhanaan, kami akan tetap menggunakan klip buaya.

Mengkalibrasi Osiloskop Anda dan Mengatur Ambang Batas

Mendapatkan hasil yang berguna dari osiloskop Anda berarti mengkalibrasinya. Proses ini akan memungkinkan kita untuk mengkompensasi resistensi dan kapasitansi yang melekat pada probe. Ini sangat penting terutama jika Anda mengalami perubahan suhu yang besar.

Pasang probe ke sinyal referensi, yang sering ditemukan di panel depan. Dalam kasus DSO 138, letaknya di atas. Probe dilengkapi dengan kapasitor yang dapat disesuaikan yang harus disetel untuk membuat gelombang uji menjadi persegi sempurna. Seringkali ini dapat disetel dengan bantuan obeng kecil. DSO 138 menyediakan kontrol tuning pada papan sirkuit itu sendiri.

Jika Anda ingin melihat bentuk gelombang, Anda memerlukan tampilan untuk menyegarkan setiap kali tepi naik melewati ambang batas tertentu. Atur ini di tengah-tengah antara tegangan puncak atas dan bawah. Kami telah menetapkan cakupan untuk menyegarkan setiap kali tepi naik terdeteksi. Dengan cara ini, kita menghilangkan ambiguitas dan mendapatkan gambaran bentuk gelombang yang jelas dan stabil.

Cara Memeriksa Sinyal Dengan Osiloskop Anda

Mari kita periksa beberapa sinyal. Menggunakan telepon Anda dan kabel mini jack-to-jack adalah cara termudah dan tercepat. Pasang klip buaya ke ujung colokan jack yang lain. Garis besar di sekitar bagian bawah adalah tanah, dan dua lainnya adalah kiri dan kanan. Jadi, Anda dapat memasang klip seperti ini:

Sekarang, kita membutuhkan bentuk gelombang. YouTube dikemas dengan klip pengujian yang sesuai. Pilih satu, mainkan, dan amati tampilannya. Di sini, kita sedang melihat gelombang sinus.

Anda mungkin perlu memindahkan sedikit benda agar bentuk gelombangnya terpusat. Biasakan diri Anda dengan kontrol dengan memainkannya. Perbesar bentuk gelombang, ubah level pemicu dan sesuaikan waktunya. Tidak ada pengganti untuk langsung terlibat!

Pemecahan Masalah Praktis Dengan Osiloskop

Jadi, setelah Anda merasa nyaman dengan osiloskop, sekarang saatnya melakukan beberapa pemecahan masalah.

Kami sebelumnya telah melihat membuat sinyal PWM dengan Raspberry Pi, dan ini adalah tempat yang baik untuk memulai. Mari kita lihat apa yang sebenarnya dihasilkan RPi.

PWM

Hubungkan klip ground ke ground, dan selidiki di mana Anda mengharapkan sinyal muncul. Dalam hal ini, itu adalah pin PWM. Sekarang, kita dapat menjalankan beberapa kode. Sinyal PWM akan muncul pada lingkup. Kami dapat mengukur siklus kerja dan memastikan bahwa siklus tersebut sesuai dengan ekspektasi kami. Perangkat lunak PWM tidak terlalu stabil, terutama jika perangkat menjalankan tugas lain secara bersamaan. Penggunaan PWM perangkat keras kami di sini menghasilkan hasil yang konsisten dan jelas:

Tentu saja, ini tidak berarti bahwa PWM perangkat keras adalah suatu keharusan. Seringkali, Anda dapat meningkatkan hasil hanya dengan mengurangi beban kerja pada perangkat yang menjalankan program. Jika Anda tidak melihat bentuk gelombang apa pun, ini mungkin menunjukkan bahwa siklus tugas disetel ke 0% atau 100%. Periksa kemungkinan itu sebelum Anda melangkah lebih jauh!

Transmisi data

Sirkuit modern sering kali mengandalkan sinyal yang tidak periodik, melainkan hanya satu kali saja. Perangkat mengirimkan perintah ke perangkat lain tetapi tidak mengulanginya. Gerakkan mouse Anda, dan Anda akan mengirimkan serangkaian perintah ke komputer Anda yang menunjukkan seberapa sering Anda menggerakkan mouse.

Untuk menangkap sinyal-sinyal ini, kita perlu menggunakan fungsi satu kali dari cakupan kita. Di sini, bentuk gelombang akan berhenti di tempatnya ketika level ambang batas terlampaui. Jadi, kita akan dapat melihat dengan tepat seperti apa bentuk bit-bit tersebut dan apakah bit-bit tersebut dapat dimengerti oleh perangkat penerima.

Dalam hal ini, kami telah mengambil sampel sinyal MIDI yang masuk dari pengontrol drum AKAI:

Dalam contoh ini, perangkat MIDI dapat memahami sinyal yang berisik sekalipun. Tapi sejak itu kabel di sini tidak seimbang, Anda mungkin mengalami masalah jika panjangnya melebihi batas tertentu. Jadi, misalnya, jika Anda memasang kabel di seluruh gedung, Anda akan mendapat masalah. Atau, kabelnya sendiri mungkin rusak setelah terlalu sering terlindas kursi kantor.

Di sinilah pemecahan masalah deduktif berperan! Atasi masalahnya dengan terlebih dahulu memeriksa kabel yang berbeda dan kemudian perangkat MIDI yang berbeda.

Dua Sinyal?

Salah satu keterbatasan DSO 138 adalah hanya mengizinkan satu input.

Osiloskop yang lebih canggih memungkinkan kita memeriksa dua sinyal secara bersamaan. Jadi, Anda mungkin melapisi data yang dikirim melalui SPI (atau I2C) dengan sinyal jam yang sesuai. Melakukan hal ini mungkin menunjukkan bahwa kedua sinyal tersebut tidak selaras atau terdistorsi. Hal ini akan menghasilkan data yang kacau. Paku, kebisingan, tepi membulat—semuanya dapat menimbulkan masalah.

Dalam banyak kasus, masalah ini dapat diperbaiki dengan menambahkan resistor pull-up (atau pull-down) di sana-sini. Atau, kita mungkin memerlukan satu atau dua kapasitor untuk memperlancar tegangan suplai. Anda mungkin juga harus menyesuaikan kode untuk mengimbangi masalah waktu.

Apapun solusinya, Anda tidak akan bisa memulai sampai Anda benar-benar melihat kedua bentuk gelombang secara berdampingan—sempurna untuk osiloskop Anda.

Osiloskop Sangat Baik untuk Mendiagnosis Gangguan Listrik

Saat Anda mulai membangun, memodifikasi, atau memperbaiki sirkuit yang rumit, Anda pasti akan menemui masalah yang hanya dapat didiagnosis oleh osiloskop. Setelah memperoleh gambaran yang jelas tentang sinyal yang ingin Anda bentuk, Anda akan dapat memecahkan masalah dengan lebih efektif.