آموزش کار با مولتی‌ متر – اندازه‌گیری مقاومت،ولتاژ،جریان و برسی اتصال کوتاه مدار

در این آموزش قصد داریم به سراغ مولتی‌ متر رفته و نحوه کار با مولتی متر دیجیتال را یاد بگیریم. مولتی‌ متر ابزاری ضروری برای بررسی، عیب‌یابی،آشنایی با نحوه طراحی فنی مدارها و تست کردن باتری‌هاست. به همین علت نیز نام آن مولتی(چندکاره) متر(اندازه گیری) است. مولتی متری که برای آموزش انتخاب می‌کنیم مولتی‌ متر دیجیتال یا DMM است.

ابتدایی ترین چیزهایی که می‌توان با یک مولتی‌ متر اندازه‌گیری کرد، ولتاژ و جریان است. هم‌چنین کاربرد معروف دیگر آن، عیب‌یابی اولیه مدارهاست( چک کردن خروجی ، بررسی اتصالات، عملکرد صحیح قطعات و …). بنابراین اگر مداری درست کار نکند اولین چیزی که باید به سراغ آن برویم، مولتی‌ متر است.

اجزاء مولتی متر

یک مولتی‌ متر سه بخش اصلی دارد:

• صفحه نمایشگر
• کلید انتخابگر یا سلکتور
• پروب مولتی متر

صفحه نمایشگر

صفحه نمایشگر معمولا ابعادی متناسب با نمایش 4 رقم دارد و علامت منفی را نیز می‌تواند نشان دهد. نمایشگر  برخی از انواع مولتی متر ها، قابلیت نمایش بهتر اعداد در فضای کم نور را نیز دارند.

کلید انتخابگر

کلید انتخابگر، برای آن است که بتوانیم انتخاب کنیم که مولتی‌ متر چه چیزی را اندازه گیری کند. جریان برحسب آمپر، ولتاژ برحسب ولت و یا مقاومت  بر حسب اهم.

پروب مولتی متر

دو عدد پروب داریم، که به دو پورت از سه پورت موجود بر روی مولتی متر متصل می‌شوند.

پورت COM که مخفف همان COMMON است، تقریبا همواره با پروب مشکی رنگ به قسمت زمین مدار( یا سمت منفی تغذیه ) متصل می‌شود. معمولا این پروب را برای جلوگیری از اشتباه، به رنگ مشکی می‌سازند. هرچند که به جز رنگ، تفاوت دیگری با پروب قرمز ندارد.

پورت 10A ، پورت مخصوصی است که تنها زمانی از آن استفاده می‌کنیم که بخواهیم جریان های بیشتر از 200mA را اندازه‌گیری کنیم.

پورت  mAVΩ نیز آخرین پورت است که معمولا پروب قرمز رنگ به آن متصل می‌شود. با این پورت، می‌توانیم جریان( تا 200mA) ، ولتاژ و مقاومت را اندازه‌گیری کنیم.

برای کانکتور پروب ها معمولا از نوع سوزنی استفاده می‌شود. بنابراین هر پروب دیگری نیز که سوزنی باشد و بتواند به پورت های مولتی متر متصل شود، قابلیت جایگزینی با این پروب‌ها را دارد. بنابراین دست ما در انتخاب نوع پروب باز است.

انواع پروب‌ها

پروب‌های مختلفی وجود دارند که می‌توان در مولتی‌متر از آن‌ها استفاده نمود. چند مدل از محبوب‌ترین های آن‌ها را در این‌جا لیست کرده‌ایم:

• پروب سوزنی با گیره سوسماری: این نوع پروب ها به‌ویژه مناسب کاربردهایی هستند که می‌خواهیم گیره را به سیم‌های بزرگ و یا پین های روی برد بورد متصل کنیم. هم‌چنین برای تست‌هایی که زمان زیادی می‌برند نیز بسیار مناسب هستند چرا که نیاز به نگه داشتن با دست ندارند.
• پروب سوزنی با گیره های مخصوص آیسی  ic hook: این گیره مناسب اتصال به ic های کوچک‌تر و پایه‌های آن‌ها هستند.
• پروب سوزنی با سر Tweezers: این پروب ها در زمان اتصال به قطعات SMD به کار می‌روند.
• پروب سوزنی با سر Test Probes : اگر زمانی سر پروبی شکست، می توانید از این نوع برای جایگزینی استفاده کنید!

نوشته مرتبط که میتونه برای شما مفید باشه : انواع سیم‌ها (سیم‌افشان و سیم‌تک‌رشته) و استاندارد ضخامت سیم‌ها

اندازه‌گیری ولتاژ

برای شروع، بیایید ولتاژ یک باتری AA را اندازه گیری کنیم. پروب مشکی را به پورت COM و پروب قرمز را به پورت  mAVΩ  متصل می‌کنیم. مولتی متر را بر روی 2V DC تنظیم می‌کنیم(محدوده جریان مستقیم). می‌توان گفت که تقریبا بیشتر قطعات الکترونیکی قابل حمل، از جریان مستقیم استفاده می‌کنند نه جریان متناوب.) حال سر دیگر پروب مشکی را به سر منفی باتری وصل می‌کنیم و سر دیگر پروب قرمز را به سر مثبت باتری. لازم است که سر پروب ها را با اندکی فشار به دو سر باتری بچسبانید و نگه دارید. اگر باتری سالم و نو باشد، باید صفحه نمایشگر مولتی متر، حدود 1.5 ولت نشان دهد.( باتری که ما استفاده کرده‌ایم، یک باتری کاملا نو و استفاده نشده بوده ، لذا مقداری بیشتر از 1.5 ولت ولتاژ دارد. )

نوشته های مرتبط :

• ولتاژ و جریان چیست؟

• انواع باتری ها و روش های شارژ آنها

اگر در حال اندازه‌گیری یک ولتاژ DC هستید( مانند همین باتری یا ولتاژ سنسوری که به برد آردوینو متصل است.) باید کلید انتخابگر مولتی متر را بر روی سمتی ببرید که علامت V با یک خط صاف بر روی آن وجود دارد. همان‌طور که می‌دانیم ولتاژ AC( مانند ولتاژ شهری) می‌تواند خطرآفرین باشد به همین دلیل به ندرت پیش می‌آید که بخواهیم با سمت محدوده ولتاژ AC مولتی متر( علامت V با یک خط مواج در کنار آن) کار کنیم.

چنانچه ناچار بودید با AC زیاد کار کنید، پیشنهاد می‌کنیم که به جای مولتی‌ متر دیجیتال از  non-contact tester استفاده کنید. دلایل مختلفی دارد که خارج از بحث این مقاله است. امیدوارم بتوانیم یک مقاله جامع در این مورد را در آینده منتشر کنیم.

محدوده ولتاژ مستقیم

محدود ولتاژ متناوب

ظاهر شدن علامت منفی

حال اگر جای دو پروب قرمز و مشکی را روی دو سر باتری جابه‌جا کنیم، چه اتفاقی می‌افتد؟ هیچ اتفاق بدی نخواهد افتاد!  اندازه ولتاژی که مولتی‌ متر می‌خواند، همان اندازه قبلی اما با علامت منفی خواهد بود.  چرا این اتفاق می‌افتد؟ چون مولتی متر ولتاژ هر نقطه را به نسبت نقطه‌ای که پروب مشکی قرار می‌گیرد می‌سنجد و اختلاف را محاسبه می‌کند. بنابراین زمانی که جای پروب ها را عوض می‌کنیم، سر مثبت باتری با ولتاژ حدود 1.5 ولت به عنوان مرجع فرض می‌شود و سر منفی باتری با ولتاژ صفر، به عنوان نقطه‌ای که قرار است سنجیده شود. پس اختلاف آن‌ها برابر 0-1.5=  1.5-   خواهد شد.

این بار بیایید یک مدار ساده ببندیم تا آزمایش کنیم که  در یک مدار واقعی چگونه می‌توانیم با مولتی متر ولتاژ نقطه دلخواهی را اندازه‌گیری کنیم.

مداری که ما در اینجا بسته‌ایم شامل یک مقاومت 1 کیلو اهمی، یک led آبی رنگ و  یک برد منبع تغذیه است. برای شروع، ابتدا می‌خواهیم چک کنیم که آیا مدار ما به درستی تغذیه رسانی می‌شود یا خیر؟ از آن‌جا که مدار ما با تغذیه 5 ولتی طراحی شده است، اگر چنان‌چه با مولتی‌تر ولتاژی کمتر از 4.5 یا بیشتر از 5.5  ببینیم، سریعا می‌توانیم نتیجه گیری کنیم که در مدار ایرادی وجود دارد و باید فورا اتصالات منبع یا سیم‌بندی های مدار بررسی شوند.

کلید مولتی‌ متر را بر روی 20 v در محدوده ولتاژ DC قرار می‌دهیم تا ولتاژ را به درستی قرائت کند. این نکته را یادآوری می‌کنیم که مولتی متر ها قابلیت تنظیم اتوماتیک ندارند و باید محدوده آن‌ها به طور دستی تنظیم شود. به عنوان مثال اگر بخواهیم ولتاژ های از صفر تا حداکثر 2 ولت را اندازه‌گیری کنیم، کلید را بر روی 2v   تنظیم می‌کنیم. اگر بخواهیم ولتاژ های بیشتر تا حداکثر 20v  را اندازه گیری کنیم، کلید را بر روی خط 20v   می‌گذاریم و … . در این مدار هم چون از قبل می‌دانیم که ولتاژ مدار در حدود 5 ولت باید باشد، پس با محدوده 20v   کار می‌کنیم. توجه داشته باشید که اگر مولتی متر بر روی 2v تنظیم شده باشد ، زمانی که ولتاژ در حدود 5 ولت را اندازه‌گیری می‌کنیم، بر روی صفحه نمایش مولتی‌ متر فقط “1” نشان داده می‌شود.

دو سر پروب‌ها را به دو قسمت برآمده‌ی vcc  و gnd چسبانده و محکم نگه‌ می‌داریم. به همین ترتیب می‌توانیم قسمت‌های مختلف مدار را تست کنیم. این کار به آنالیز نقطه‌ای معروف است و یکی از اصول اولیه آنالیز مدارهاست. با اندازه‌گیری ولتاژ در نقاط مختلف مدار می‌توانیم بفهمیم که هر قطعه چه‌مقدار ولتاژ نیاز دارد. از کل مدار شروع کنیم! یک پروب را به سر مقاومت، جایی که ولتاژ وارد مدار می‌شود، می‌زنیم و پروب دیگر را به سری از LED که زمین محسوب می‌شود. عددی که روی مولتی‌ متر می‌بینیم باید معادل کل ولتاژ دریافتی مدار یعنی همان حدود 5 V باشد.

هم‌چنین می‌توانیم ببینیم که LED چقدر ولتاژ مصرف می‌کند. به عبارت دیگر، می‌توانیم افت ولتاژ دو سر LED را ببینیم. افت ولتاژ دو سر تک تک سایر قطعاتی که در مداری وجود دارند را  به همین ترتیب می‌توانیم اندازه‌گیری کنیم و با این کار داده‌های خوبی برای تحلیل مدار در دست خواهیم داشت.

همان‌طور که در تصویر مشخص است، LED 2.66 ولت از 5  ولت کل مدار را مصرف می‌کند تا بتواند روشن شود.

انداره گیری ولتاژ خارج از محدوده یا Overload در مولتی متر

که گفتیم اگر ولتاژ مولتی‌ متر را در محدوده‌ایم بگذاریم که کمتر از ولتاژی است که می‌خواهیم اندازه‌گیری کنیم، اتفاق بدی رخ نخواهد داد. بلکه فقط در صفحه‌ی نمایشگر مولتی‌ متر “1” نشان داده می‌شود . با این علامت، مولتی‌ متر به شما می‌گوید که Overload رخ داده است و یا اینکه ولتاژ خارج از محدوده نمایش است؛ یعنی آن‌که تنظیماتی که برای مولتی‌ متر انتخاب کرده‌ایم قادر به خواندن ولتاژی که می‌خواهیم نیست. هر زمان این وضعیت رخ داد، تنها کاری که باید بکنیم این است که کلید انتخاب‌گر مولتی‌ متر را به اولین درجه بزرگ‌تر بعدی ببریم.

کلید انتخاب‌گر یا سلکتور

اما چرا کلید انتخاب‌گر، درجه 20v  دارد و نه  10v ؟ اگر مایل باشید ولتاژی کمتر از 20 v اندازه‌گیری کنید، باید کلید را در این درجه تنظیم کنید. در این صورت می‌توانید ولتاژ های بیشتر از 2 v تا 19.99 v که شامل 10 V هم می‌شود را بخوانید.

جالب است بدانید که رقم اول نمایشگر بسیاری از مولتی‌ مترها تنها قادر است عدد 1  را نمایش دهد، به همین دلیل انتهای بازه 19.99  است.

اندازه‌گیری مقاومت با مولتی متر

می‌دانیم که مقاومت‌ها ، دارای کد های رنگی هستند که به کمک آن‌ها می‌توان مقدار مقاومت آن‌ها را محاسبه کرد. اما در شرایطی که با این سیستم کد‌گذاری آشنایی نداشته باشیم و یا به هر دلیلی قادر به خواندن آن نباشیم چه؟ جای نگرانی نیست! یک راه حل خیلی ساده استفاده از اینترنت و محاسبه‌گر های آنلاینی است که با دریافت کد رنگ‌های یک مقاومت، مقدار آن را برای شما محاسبه می‌کنند. اما اگر به اینترنت دسترسی نداشته باشیم چطور؟ در این صورت می‌توانیم از یک مولتی‌ متر کمک بگیریم.

به طور تصادفی یک مقاومت انتخاب کنید و کلید انتخابگر مولتی متر را بر روی 20KΩ  قرار دهید. سپس دو پروب را به دو سه مقاومت بزنید و با فشار اندکی نگه دارید. ( این فشار باید مانند زمانی باشد که می‌خواهید یک کلید را روی کی‌برد فشار دهید!)

عددی که بر روی صفحه مولتی متر ظاهر می‌شود، از این سه حالت خارج نیست؛ یا 0.00 است، یا 1 و یا مقدار مقاومت.

• می‌بینیم که در تصویر بالا، مولتی‌ متر عدد 97 را نشان میدهد. بنابراین مقدار مقاومت انتخاب شده، برابر 970Ω  است. یا تقریبا 1kΩ  . ( توجه کنید که چون مولتی متر را در محدوده ی 20kΩ  تنظیم کردیم، لازم است عدد خوانده شده توسط مولتی متر را، در 1000 ضرب کنیم. )
• اگر مولتی متر 1 نمایش دهد و یا ol؛ متوجه می‌شویم که oVERLOAD پیش آمده است. پس نیاز است کلید انتخابگر را به درجات بزرگ‌تر ببریم. البته در صورتی که این حالت رخ داد، نگران نباشید، به مولتی متر یا مقاومت آسیبی نخواهد رسید، فقط یک علامت برای تغییر درجه است.
• و اگر چنانچه مولتی متر 00 قرائت کرد، به این معناست که باید درجه را کمتر کنید. مثلا اگر در 20KΩ  هستید، به 2KΩ   و یا 200Ω  بروید.

به خاطر داشته باشید که مقاومت‌ها به طور معمول حدود 5% تلرانس دارند که از علل آن می‌تواند عدم تطابق‌ها در زمان ساخت باشد . به همین علت ممکن است مقدار مقاومتی را از طریق کدهای رنگی روی آن، 10KΩ  بخوانیم، اما زمانی که با مولتی متر اندازه‌ می‌گیریم، 9.5 KΩ یا  10.5 KΩ  باشد. این مقدار تلرانس معمولا نگران کننده نیست و در مدارها ایجاد مشکل نخواهد کرد.

حالا بیابید کلید مولتی متر را یک درجه کمتر کنیم، یعنی آن را روی 2KΩ  بگذاریم. چه اتفاقی می‌افتد؟

می‌بینیم که خیلی تغییری نکرد. چرا؟ چون مقدار این مقاومت( حدودا 1KΩ) از 2 KΩ کمتر است و لذا در این محدوده نیز به همان صورت نمایش داده می‌شود. البته اگر دقت کنید می‌بینید که اینبار دقت اندازه‌گیری یک رقم اعشار بیشتر شده است.

و اگر باز هم کلید را  به یک درجه کمتر ببریم؟

از آن‌جا که 1KΩ   از 200 Ω بیشتر است ، پس از محدوه ی توان قابل اندازه‌گیری که برای مولتی‌ متر انتخاب کرده‌ایم، فراتر رفته‌ایم و OVERLOAD اتفاق می‌افتد.

به عنوان یک قائده کلی ، این طور فرض می‌شود که هیچ مقاومتی کمتر از 1Ω نخواهد بود.

ذکر این نکته نیز بی‌فایده نخواهد بود که در حالت کلی دقت اندازه‌گیری مقاومت معمولا پایین است. چرا که مقدار مقاومت بسیار تحت تاثیر عواملی هم‌چون دمای محیط و دمای بدنه خود مقاومت است. و یا به عنوان مثال، اندازه‌گیری مقاومت یک قطعه در حالی‌که در مدار قرار دارد، می‌تواند نتیجه‌ای  بسیار گمراه‌کننده به ما بدهد!( المان‌های اطراف یک قطعه، در یک مدار در حال کار، بر روی مقاومت آن تاثیر می‌گذارند. )

اندازه‌گیری جریان

خواندن جریان در مدارها، در عین حال که یکی از هیجان‌انگیز ترین اندازه‌گیری هاست، مهارت و دقت بالایی می‌طلبد و در غیر این‌صورت می‌تواند جواب‌های بسیار گمراه‌کننده‌ای به ما بدهد. به این علت که برای خواندن درست جریان هر نقطه، باید با آن نقطه از مدار سری شد – به یاد بیاورید که ولتاژ را به صورت موازی می‌خواندیم- به این معنا که باید به صورت فیزیکی ، مدار را در نقطه‌ای که در آن مسیر وجود دارد، قطع کرده و پروب‌ها را به مثابه یک قطعه، در آن مسیر قرار دهیم تا جریان عبوری از آن مسیر از پروب‌ها نیز عبور کند.

برای آن‌که دقیق‌تر متوجه این توضیحات شوید، مداری که در قسمت اندازه‌گیری ولتاژ بسته بودیم را دوباره مورد آزمایش قرار می‌دهیم.

اولین چیزی که در این بخش نیاز داریم، یک تکه سیم اضافی است. همان‌طور که گفتیم، می‌خواهیم مدار را در نقطه‌ای از آن به صورت فیزیکی قطع کنیم و جریان را اندازه‌گیری کنیم. به عبارت دیگر، سیمی که از VCC به سر مقاومت متصل است را باز می‌کنیم و به جای آن، دو سیم که سرشان آزاد باشد را یکی به VCC وصل می‌کنیم و دیگری را به سر مقاومت. حالا پروب‌ها را به آن دو سر آزاد سیم‌ها وصل می‌کنیم. به این ترتیب پروب ها را در مسیر عبور جریان مدار قرار داده‌ایم ( جریان از منبع تغذیه به مولتی متر و از مولتی متر به سمت مدار جاری می‌شود) و می‌توانیم مقدار آن را بخوانیم بدون آن‌که تاثییری بر آن بگذاریم.

همان‌طور که در تصویر زیر می‌بینید، برای اتصال راحت تر پروب‌ها به دو سیم آزاد، از پروب‌هایی استفاده می‌کنیم که گیره سوسماری داشته باشند. این به ما کمک می‌کند که زمانی که در حال  اندازه‌گیری جریان هستیم ،دست‌هایمان آزاد باشند و عملکرد مدار را نیز زیر نظر داشته ‌باشیم.

پس از اتصال درست مولتی‌ متر به مدار، حال می‌توانیم کلید مولتی‌ متر را تنظیم کنیم. اینجا نیز دقیقا مانند ولتاژ و مقاومت، لازم است درجه مناسبی متناسب با حدود اندازه جریانی که می‌خواهیم اندازه‌گیری کنیم، انتخاب کنیم.

در این مثال، مولتی‌ متر را بر روی 200  میلی آمپر تنظیم می‌کنیم. ( مقدار جریان مصرفی بسیاری از مدارهایی که بر روی بربورد بسته می‌شوند، زیر 200 میلی آمپر است.) هم‌چنین توجه می‌کنیم که پروب قرمز رنگ در پورت 200 میلی آمپر وصل باشد. ( همان پورتی که mAVΩ نام دارد.) با این حال اگر از قبل می‌توانید حدس بزنید که مدار شما جریانی در حدود 200  میلی آمپر و یا بیش از آن خواهد داشت، پس پروب قرمز رنگ را به پورت کناری (10 A) انتقال دهید تا خیال‌تان آسوده باشد. ( دقت شود که در حالت اندازه‌گیری جریان، Overload می‌تواند به به سوختن فیوز مولتی متر منجر شود و تنها محدود به نمایش 1 بر روی صفحه نمی‌شود. پس تا جایی که ممکن است دقت داشته باشید. )

همان‌طور که می‌بینیم، مدار مورد آزمایش ما حدود 1.8mA  جریان مصرف می‌کند که مقدار زیادی نیست.

حتما متوجه شده‌اید که در این حالت، مولتی ‎متر نقش یک سیم را در مدار بازی می‌کند و مدار می‌تواند دقیقا مانند قبل از اتصال مولتی‌ متر کار کند. اهمیت این نکته آنجاست که با گذشت زمان در یک مدار، المان هایی هم‌چون LED، میکروکنترلر، سنسور و … ، ممکن است دچار نوسان و تغییر توان ( ودر نتیجه تغییر جریان) شوند . مانند زمانی که یک LED خاموش و یا روشن می‌شود. به این ترتیب جریانی که مولتی متر اندازه‌گیری می‌کند باید جریان لحظه‌ای باشد. اغلب مولتی‌ متر ها این مقادیر لحظه‌ای را خوانده و میانگینی از آن‌ها را نمایش می‌دهند. بنابراین این میانگین درطول زمان هر چند لحظه یک‌بار تغییراتی خواهد کرد. البته، هرچه مولتی‌ متر ساده تر و ارزان قیمت‌تر باشد، این پروسه‌میانگین گیری دائمی و بروز شدن اعداد نمایش داده شده، کند تر و غیردقیق تر خواهد بود.

در اندازه‌گیری جریان نیز، مانند اندازه‌گیری ولتاژ و مقاومت، جابه‌جایی دو پروب با یکدیگر تغییر چندانی ایجاد نخواهد کرد. تنها علامت جریان معکوس خواهد شد.

می‌بینید که با جابه‌جایی پروب‌ها، اندازه جریان تغییری نکرده و فقط علامت آن منفی شده است.

یادآوری!

همواره پس از اتمام کار با مولتی‌ متر، کلید مولتی متر را به محدوده‌ی خوانش ولتاژ DC  و پروب قرمز رنگ را به پورت ولتاژ (mAVΩ) بازگردانید. معمولا افراد عادت دارند که پس از باز کردن جعبه مولتی‌ متر، فورا آن را به منظور خواندن ولتاژ نقطه‌ی به‌خصوصی به مدار وصل می‌کنند. اگر شما از سری قبل مولتی متر را در حالت خوانش جریان رها کرده باشید، در استفاده بعدی که برای خواندن ولتاژی عجله دارید، با نمایشگری که 0.000 را نشان می‌دهد مواجه خواهید شد! که به این معناست که بین Vcc و Gnd ولتاژی وجود ندارد! و این موضوع ممکن است اگر دقت نکنید شما را دچار اشتباهات بعدی کند. پس فراموش نکنید که همیشه پس از اتمام کار موارد بالا را رعایت کنید!

اگر دفعات اولی که جریان را اندازه‌گیری می‌کنید، دچار اشتباه شدید و حتی فیوز را سوزاندید! نگران نباشید ، همه ما در دفعات نخست این تجربه را داشته‌ایم! تعویض فیوز کار چندان سختی نیست و در ادامه آموزش آن را به شما یاد خواهیم داد.

تست اتصالات مدار

تست اتصال بین دو نقطه از مدار، در واقع تست سنجش میزان مقاومت بین آن دو نقطه است . اگر مقدار مقاومتی که بین آن دو نقطه وجود دارد، بسیار اندک باشد( کمتر از چند اهم)، آن دو نقطه از نظر الکتریکی به هم متصل هستند. در این حالت مولتی متر صدایی بوق مانند می‌دهد. اما اگر مقاومتی که وجود دارد، قابل توجه باشد ( بیشتر از چند اهم)، بین آن دو نقطه مدار باز است و اتصالی وجود ندارد. هیچی صدایی نیز از مولتی‌ متر نخواهیم شنید. این آزمایش به ما کمک می‌کند که بتوانیم اتصالات مدار را چک کرده و از درستی آن‌ها اطمینان حاصل کنیم و یا اینکه اگر دو نقطه از مدار نباید متصل باشند اما هستند، با این شیوه می‌توانیم آن را پیدا کرده و برطرف کنیم.

مولتی‌ متر در واقع یکی از بهترین روش‌ها و شاید بتوان گفت  تقریبا تنها روش برای بررسی و دنبال کردن اتصالات در مدارات و iC هایی است که بسیار پیچیده و تو در تو هستند.

خب، برای انجام این تست، مولتی‌ متر را بر روی مود ‘Continuity’ قرار دهید. جزئیات علامت آن می‌تواند در مولتی‌ متر های مختلف متفاوت باشد اما کلیت آن به صورت علامت یک دیود است که امواجی از آن منتشر شده اند( مانند امواجی که از یک بلند‌گو خارج می‌شوند.)

اگر سر دو پروب را به هم اتصال دهیم، باید صدای بوق اتصال را بشنویم. معنای این اتفاق آن است که مقدار بسیار اندکی از جریان مجاز است که در مسیر بدون مقاومت یا بسیار کم مقاومت بین پروب‌ها جاری شود.

نکته مهمی که در تست اتصالات حتما باید مورد توجه باشد، این است که قبل از شروع بررسی ، مدار را خاموش کنید.

برخی تست های دیگر که به وسیله این امکان مولتی متر معمولا در مدار ها انجام می‌شوند:

در بردبوردی که هنوز به تغذیه متصل نشده است،  پروب‌ها را به دو قسمت جداگانه از مدار که هر دو زمین هستند ، بزنید،  باید صدای بوق اتصال شنیده شود که به معنای متصل بودن آن دو زمین است.

دو پروب را یکی به سر منبع تغذیه، و دیگری را به پین تغذیه میکروکنترلر اتصال دهید، باید صدای بوق اتصال شنیده شود که علامت صحت مسیر اتصال این دو نقطه است.

اگر در هر کدام از موارد صدای بوق شنیده نشود، می‌توان با دنبال کردن نقطه به نقطه از یک از سر‌های مورد آزمایش، کم کم جلو رفت تا به سر دیگر رسید و متوجه شد که در این مسیر چه موردی موجب اختلال شده است.

هم‌چنین این تست روش بسیار خوبی جهت بررسی این است که آیا قطعات SMD – که معمولا پین‌های آن‌ها ریز است و ممکن است با چشم قابل بررسی نباشد- در اتصال بخصوصی درگیر هستند یا خیر.

بنابراین ابزار تست اتصالات مولتی‌ متر، راه بسیار مناسبی برای عیب‌یابی و دیباگ مدارهای الکترونیکی است. کافی‌ست به ترتیب زیر عمل کنیم:

• اگر سیستم روشن است، ابتدا با دقت Vcc و Gnd را چک می‌کنیم که اطمینان حاصل کنیم سطح ولتاژ درست است. به عنوان مثال اگر سیستمی که باید سطح ولتاژ 5 v داشته باشد، در سطح 2 v باشد، لازم است رگولاتور ولتاژ را بررسی کنیم. اگر رگولاتور خیلی داغ باشد، علامت این است که قسمتی از مدار جریان بالاتر از حد معمول می‌کشد.
• در قدم بعدی، سیستم را خاموش می‌کنیم و با کمک مولتی متر، اتصال بین Vcc و Gnd را بررسی می‌کنیم. اگر صدای بوق شنیده شد، پس  اتصال کوتاهی رخ داده است که باید برطرف شود.
• هم‌چنان که سیستم خاموش است، اتصالات پین های vcc و gnd میکروکنترلر یا سایر icهای موجود در مدار را با Vcc  و Gnd   اصلی مدار چک می‌کنیم. ممکن است در بعضی مواقع کلیت مدار به درستی تغذیه رسانی و روشن شود، اما یک یا چند ic موجود  از این لحاظ دارای اشکال باشند.
• اگر تمام موارد بالا بدرستی انجام شده و ایرادی نداشتند، مولتی متر را کنار گذاشته و برای چک کردن سیگنال های میکروکنترلر یا … از serial debugging یا  logic analyzer استفاده می‌کنیم.

اتصالات و خازن های بزرگ

در مراحل عیب یابی مدار، یکی از کارهایی که انجام می‌دهیم، بررسی نوارهای Vcc و Gnd روی بورد است. این یک تست خیلی خوب است که مطمئن شویم در مسیر تغذیه رسانی جایی اتصال کوتاه وجود ندارد. اما اگر در حین این تست یک بوق کوتاه و خفیف شنیدید تعجب نکنید! علت شنیدن این بوق این است که معمولا در سیستم تغذیه رسانی ، خازن قابل توجهی وجود دارد. از طرفی مولتی متر هم در صورتی دو نقطه را به هم دارای اتصال اعلام می‌کند که بین آن‌ها مقاومت اندکی ببیند. خازن ها نیز، برای شارژ شدن به زمان اندکی نیاز دارند و در این لحظات بسیار کوتاه که در حدود کسری از ثانیه هستند، معادل مدا باز محسوب می‌شوند. به همین علت است که در اولین تست، بوق خفیفی از این نقاط شنیده می‌شود و در تست های بعدی خیر.

تعویض فیوز

یکی از رایج‌ترین اشتباهاتی که در کار با مولتی متر اتفاق می‌افتد این است که بخواهیم جریان یک مدار برد بوردی را  از Vcc تا Gnd  اندازه گیری کنیم. این کار باعث می‌شود که به سرعت بین تغذیه و زمین از طریق مولتی متر یک مسیر اتصال کوتاه ایجاد شود و به این ترتیب سیستم تغذیه رسانی یا فیوز مولتی‌ متر معیوب شوند. زمانی که جریان به مولتی متر هجوم می‌آورد ( فرض کنید یک جریان 200 mA ) ، فیوز داخلی آن بشدت داغ شده و احتمالا می‌سوزد. این اتفاق در کسری از لحظه رخ می‌دهد و متاسفانه هیچ گونه علائم فیزیکی و صوتی  مبنی بر اینکه مشکلی در حال ایجاد شدن است نیز وجود ندارد.

پس راه حل فهمیدن اینکه فیوز سوخته است چیست؟ اگر با مولتی متری که فیوز آن سوخته است بخواهیم جریان را اندازه‌گیری کنیم، مولتی متر فقط عدد 0.00 را نشان خواهد داد.

خب ، حال فرض کنیم که این وضعیت برای ما پیش آمده است. با فیوز سوخته چه کنیم؟

نخستین کار این است که باز هم به خودتان یادآوری و یادآوری کنید که جریان را باید به صورت سری اندازه‌گیری کرد و نه موازی! و بعد از آن دست به کار شوید و فیوز را به روش زیر تعویض کنید. البته این کار چند هزار تومنی هم برای شما آب می‌خورد!

خب دست به کار شوید؛ یک پیچ گوشتی تخت بیاورید و پیچ های پشت مولتی متر را باز کنید. باتری و صفحه باتری را هم بیرون بیاورید.

سپس دو عدد پیچی که در پشت صفحه باتری وجود دارند را نیز باز کنید.

پس از باز کردن پیچ‌ها به آرامی صفحه‌ی جلویی مولتی متر را بکشید تا از صفحه پشتی جدا شود.

توجه کنید که در دو سمت پایینی  صفحه مولتی ‌متر، دو گیره وجود دارند که برای آزاد کردن‌شان باید دو قسمت را به آرامی رو به جلو یا عقب بکشید.

زمانی که دو قسمت رویی و پشتی از هم جدا شدند، می‌توانید برد داخلی مولتی‌ متر را ببینید!

به آرامی و به کمک پیچ‌گوشتی ، فیوز را از زیر آن رو به بالا فشار دهید تا از برد جدا شود.

حتما دقت داشته باشید که فیوزی که جایگزین می‌کنید دقیقا از همان نوع و همان جریان باشد.

هشدار! هرگز فیوز 200 mA را با فیوز 10 mA جایگزین نکنید! البته ممکن است ظاهر دو فیوز با ظرفیت یکسان، مشابه هم نباشد، بنابراین گول ظاهر را نخورید و همیشه روی بدنه فلزی فیوز را با دقت بخوانید و چک کنید.

اجزا و سیم کشی های pcb داخلی مولتی متر به نحوی طراحی شده‌اند که بتوانند جریان‌های مختلفی را تحمل کنند، اما اگر شما به طور ناگهانی از پورت 200 mA ، یک جریان 5 A وارد کنید، مسلما این کار باعث خراب شدن مولتی‌ متر خواهد شد.

اندازه گیری جریان‌های بالا با مولتی متر

با این وصف، اگر بخواهیم جریان‌های بالا مانند جریان یک موتور یا جریان یک قطعه‌ی داغ شده را اندازه‌گیری کنیم، چه؟

قبل از این اشاره کردیم که بر روی مولتی‌متر، دو پورت برای پروب قرمز رنگ وجود دارد، یکی  پورت 10 A  در سمت راست و دیگری پورت mAVΩ در سمت چپ. اگر بخواهیم جریان های بیشتر از 200mA  را در حالی‌که پروب قرمز رنگ در پورت mAVΩ  قرار دارد اندازه‌گیری کنیم، احتمال سوختن فیوز وجود خواهد داشت. اما با قرار دادن پروب قرمز رنگ در پورت 10 A ، این ریسک بسیار کاهش می‌یابد. اما چیزی که در این‌حالت از دست ‌می‌دهیم میزان حساسیت است. گفتیم که با استفاده از پورت 10  آمپری، حداقل جریانی که مولتی‌ متر می‌تواند بخواند 10 mA می‌باشد. پس اگر جریانی که می‎خواهیم بخوانیم زیر این مقدار باشد، باید به همان پورت mAVΩ   برگردیم و درجه کلید انتخاب‌گر را هم در توانی که می‌خواهیم قرار دهیم( 20 μA ، 200 μA و … )

اگر سیستم شما این قابلیت را دارد که جریانی بیش از 100 mA داشته باشد، در این صورت باید با پین 10 A و هم‌چنین درجه 10 A مولتی متر کار کنید.

نکته‌ای که ذکر آن خالی از لطف نیست این است که مولتی‌ متر های دیجیتال ارزان قیمت‌تر، اصلا قابلیت خوانش دقیق و علمی ولتاژ و جریان و … را ندارند و کاربرد آن‌ها بیشتر در عیب‌یابی مدارهاست. اگر به داده‌های علمی و معتبر نیاز دارید، بهتر است از مولتی‌ متر های Agilent یا سایر نشان‌های تجاری باکیفیت و مشهور استفاده کنید. این مدل‌ها محدوده دقت بسیار بالاتری دارند و برخی از آن‌ها مزیت‌های دیگری نیز دارند. به عنوان مثال مولتی‌ مترهای دیجیتالی  هستند که در تست‌های نهایی IC ها در کارخانه‌های مشهور استفاده می‌شوند و علاوه بر دقت بسیار بالای اندازه‌گیری، این قابلیت را نیز دارند که با توجه به میزان جریان مصرفی یک المان یا یک بورد معیوب، تعیین کنند که ایراد کار از کجاست. ( مثلا یک نوع مشخص از بورد ، پس از معیوب شدن، 210mA بیش از حد معمول جریان می‌کشد و یا مثلا معیوب  شدن RAM  به نتیجه ی معین دیگری منجر می‌شود و مولتی متر بر اساس این پیش‌فرض ها  ایراد موجود را تشخیص می‌دهد. ) به این ترتیب، فرآیند عیب‌یابی و تعمیر بسیار تسریع خواهد شد.

چه مولتی‌ متری از بقیه بهتر است؟

خب پاسخ به این سوال براساس این که هر فردی چه انتظاراتی از مولتی‌ مترش داشته باشد فرق می‌کند. اما شاید بتوان گفت یک مولتی متر خوب مولتی متری است که حتما قابلیت چک کردن اتصالات را داشته باشد.

مولتی‌ متر روز میزی یا آزمایشگاهی

برخی مولتی‌ مترهای خیلی فانتزی، قابلیت تنظیم خودکار دارند. به این معنا که کافی‌ست شما پروب ها را در نقطه‌ای که میخواهید قرار دهید، خود مولتی‌ متر تشخیص خواهد داد که ولتاژ را باید اندازه‌گیری کند یا جریان و یا مقاومت را. هم‌چنین درجه لازم را نیز خودش تنظیم خواهد کرد. این قابلیت می‌تواند بسیار قابلیت خوبی باشد؛ به شرط آن‌که بدانید که چگونه از آن استفاده کنید.

به طور کلی این مولتی‌ متر‌ها در مقایسه با انواع معمولی، مولتی‌ مترهای با کیفیت‌تری هستند و قابلیت‌های دیگری نیز دارند. بنابراین اگر زمانی به یکی از آن‌ها دسترسی داشتید اما طرز کار با حالت اتومات آن را بلد نبودید، کنارش نگذارید بلکه سعی کنید آن را در حالت تنظیم دستی قرار دهید. مود تنظیم دستی کارآمدی دیگری نیز دارد؛ مداراتی وجود دارند که ولتاژ یا جریان آن‌ها با سرعت بالایی تغییر می‌کند و آنقدر سرعت این تناوب‌ها بالاست که مود اتومات از پس اندازه‌گیری آن‌ها برنخواهد آمد. در این وضعیت مود تنظیم دستی مسلما انتخاب بهتری است.

یا به عنوان مثال داشتن صفحه نمایشگر با قابلیت دید در شب، ممکن است یک قابلیت فانتزی به نظر برسد چرا که ما معمولا به ندرت مدارها و سیستم‌های خود را در مکان‌هایی مانند اعماق یک جنگل تاریک

تست خواهیم کرد که به چنین مزیتی نیاز داشته باشیم! اما با این حال، ممکن است دوستانی باشند که به یک چنین مولتی‌ متری نیاز داشته باشند.

هم‌چنین در مورد کلید انتخاب‌گر مولتی‌متر ها. مهم است که این کلید خیلی تخت نباشد و بتوانیم راحت آن را بچرخانیم. مولتی‌متری که گیره‌ی زخمت یا بدی دارد، با احتمال بالا مولتی‌متر بی کیفیتی است.

داشتن پروب‌های خوب و مرتب نیز خود یک مزیت مهم در مولتی‌متر هاست. هیچ‌ بعید نیست که سری‎ های پروب‌ها با استفاده زیاد در طول زمان دچار شکستگی شوند. و یا اینکه سیم ها از پوشش بیرونی پروب بیرون بزنندو آویزان شوند . پس سعی کنید مولتی‌متری انتخاب کنید که از این نظر دارای عمر نسبتا طولانی تری باشد.

گزینه بعدی که می‌توانیم به آن به عنوان یک مزیت نگاه کنیم، قابلیت خاموش شدن خودکار است که در مولتی‌متر های ارزان قیمت معمولا وجود ندارد. این قابلیت از آن نظر مهم است که در صورت خاموش نکردن مولتی‌متر پس از اتمام کار به علت فراموشی، نگرانی از بابت خالی شدن باتری یا مصرف انرژی نخواهیم داشت.  اگر هم مولتی‌متری این قابلیت را نداشت، لااقل بررسی کنید که مصرف انرژی آن نسبت به سایر انواع کمتر باشد.

خب، تمام شد! حالا آماده هستید که با مولتی‌متر خودتان به سراغ دنیای مدارها بروید و شروع به اندازه‌گیری و تست کردن کنید! حتی می‌توانید پا را فراتر بگذارید و تست کنید که یک لیمو چقدر ولتاژ دارد! و یا این‌که یک لیوان آب رسانا هست یا خیر! و … ولتی‌متر دیجیتال می‌تواند پاسخ این سوالات و بسیار از سوالات دیگر در دنیای الکترونیک را به شما بدهد، پس شروع کنید!

دوستان عزیزی که علاقمند به یادگیری مفاهیم پایه ای الکترونیک هستند توصیه میکنیم لینک مفاهیم پایه الکترونیک را کامل مطالعه کنند.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.

مطالعه دیگر جلسات این آموزش

<< جلسه قبلی                    جلسه بعدی >>