Hướng Dẫn Sử Dụng Máy Hiện Sóng Để Khắc Phục Sự Cố Điện Tử

Máy Hiện Sóng Là Gì và Chi Phí Đầu Tư

Khi thiết bị điện của bạn gặp sự cố, dù là laptop bị hỏng, synthesizer mua từ chợ trời hay dự án breadboarding tự làm, việc xác định nguyên nhân không hề dễ dàng. Máy hiện sóng là một công cụ quan trọng giúp bạn phân tích tín hiệu điện và tìm ra vấn đề.

Máy hiện sóng có nhiều dạng và giá cả khác nhau. Những máy hiện sóng cao cấp có thể có giá hàng ngàn đô la, nhưng bạn cũng có thể tìm thấy những lựa chọn phù hợp với ngân sách hạn chế hơn, đặc biệt là nếu bạn mua hàng đã qua sử dụng. Một lựa chọn phổ biến cho người mới bắt đầu là DSO 138 từ JYE Tech, với giá cả phải chăng và tính di động cao.

Điện Áp Của Máy Hiện Sóng

DSO 138 có khả năng đo lường lên đến 50V. Mỗi máy hiện sóng đều có giới hạn của mình, và nếu bạn vượt qua giới hạn này, bạn có thể làm hỏng thiết bị. Để bảo vệ máy hiện sóng, bạn có thể sử dụng đầu dò giảm áp. Một đầu dò x10 sẽ giảm 90% điện áp đầu vào, cho phép bạn làm việc với tín hiệu điện áp cao hơn.

Khi làm việc với điện áp cao, bạn cần thận trọng tối đa. Vì vậy, chúng ta sẽ tập trung vào các tín hiệu điện áp thấp.

Bắt Đầu Sử Dụng Máy Hiện Sóng

DSO 138 đi kèm với một cặp kẹp cá sấu. Nếu bạn muốn đo lường chính xác, việc đầu tư vào một đầu dò chuyên dụng là cần thiết. Đầu dò này cần đủ nhọn để tiếp xúc với một điểm cụ thể trên mạch điện, giảm nguy cơ gây ra ngắn mạch.

Nếu bạn đang kiểm tra tín hiệu âm thanh, bạn có thể cần một bộ chuyển đổi từ cáp TS (hoặc TRS) sang đầu nối BNC (hoặc SMA) trên máy hiện sóng. Tuy nhiên, để đơn giản, chúng ta sẽ sử dụng kẹp cá sấu.

Hiệu Chỉnh Máy Hiện Sóng và Đặt Ngưỡng

Để có kết quả chính xác từ máy hiện sóng, bạn cần hiệu chỉnh nó. Quá trình này giúp bù đắp cho điện trở và điện dung tự nhiên của đầu dò, đặc biệt quan trọng khi có sự thay đổi nhiệt độ lớn.

Gắn đầu dò vào tín hiệu tham chiếu, thường nằm ở mặt trước của máy hiện sóng. Với DSO 138, tín hiệu tham chiếu nằm ở phía trên. Đầu dò có tụ điện điều chỉnh có thể được điều chỉnh để tạo ra sóng vuông hoàn hảo, thường bằng cách sử dụng tuốc nơ vít nhỏ. DSO 138 cung cấp các điều khiển điều chỉnh trên bo mạch.

Để nhìn thấy sóng, bạn cần thiết lập màn hình để làm mới mỗi khi có cạnh tăng qua ngưỡng nhất định. Đặt ngưỡng này ở giữa giá trị điện áp đỉnh cao và thấp. Chúng tôi đã thiết lập máy hiện sóng để làm mới mỗi khi phát hiện cạnh tăng, giúp loại bỏ sự mập mờ và thu được hình ảnh sóng rõ ràng, ổn định.

Kiểm Tra Tín Hiệu Với Máy Hiện Sóng

Hãy bắt đầu kiểm tra tín hiệu. Cách đơn giản và nhanh nhất là sử dụng điện thoại và cáp mini jack-to-jack. Gắn kẹp cá sấu vào đầu còn lại của jack cắm. Dải lớn xung quanh đáy là đất, hai dải còn lại là trái và phải. Bạn có thể gắn kẹp như sau:

Máy hiện sóng hiển thị sóng sin

Bây giờ, chúng ta cần một sóng. YouTube có nhiều đoạn clip thử nghiệm phù hợp. Chọn một đoạn, phát nó và quan sát màn hình. Ở đây, chúng ta đang xem sóng sin.

Bạn có thể cần điều chỉnh một chút để làm sóng xuất hiện ở trung tâm. Hãy làm quen với các điều khiển bằng cách thử nghiệm. Phóng to sóng, thay đổi mức kích hoạt và điều chỉnh thời gian. Không có gì thay thế được việc thực hành!

Khắc Phục Sự Cố Thực Tế Với Máy Hiện Sóng

Khi bạn đã quen với máy hiện sóng, đã đến lúc bắt đầu khắc phục sự cố.

Chúng tôi đã từng xem xét tạo tín hiệu PWM với Raspberry Pi, và đây là một điểm khởi đầu tốt. Hãy xem xét những gì Raspberry Pi đang xuất ra.

PWM

Kết nối kẹp đất với đất và đầu dò nơi bạn mong đợi tín hiệu xuất hiện, trong trường hợp này là chân PWM. Bây giờ, bạn có thể chạy mã. Tín hiệu PWM sẽ xuất hiện trên máy hiện sóng. Bạn có thể đo chu kỳ hoạt động và đảm bảo nó phù hợp với kỳ vọng. PWM phần mềm không ổn định, đặc biệt nếu thiết bị đang chạy nhiều tác vụ cùng lúc. Việc sử dụng PWM phần cứng ở đây mang lại kết quả rõ ràng và nhất quán:

Máy hiện sóng hiển thị tín hiệu PWM

Tất nhiên, điều này không có nghĩa là PWM phần cứng là bắt buộc. Thường thì bạn có thể cải thiện kết quả bằng cách giảm tải công việc trên thiết bị chạy chương trình. Nếu bạn không thấy sóng nào, điều này có thể cho thấy chu kỳ hoạt động được đặt ở mức 0% hoặc 100%. Hãy kiểm tra khả năng này trước khi đi xa hơn!

Truyền Dữ Liệu

Mạch điện hiện đại thường dựa vào các tín hiệu không lặp lại nhưng chỉ xảy ra một lần. Một thiết bị gửi lệnh đến thiết bị khác nhưng không lặp lại. Di chuyển chuột, và bạn sẽ gửi đến máy tính một loạt lệnh chỉ ra bạn đã di chuyển chuột bao nhiêu.

Để thu được những tín hiệu này, chúng ta cần sử dụng chức năng một lần của máy hiện sóng. Ở đây, sóng sẽ dừng lại khi vượt qua mức ngưỡng. Vì vậy, chúng ta sẽ có thể thấy chính xác hình dạng của các bit này và liệu chúng có thể được thiết bị nhận hiểu hay không.

Trong trường hợp này, chúng tôi đã lấy mẫu tín hiệu MIDI đến từ bộ điều khiển trống AKAI:

Máy hiện sóng hiển thị thông điệp MIDI

Trong ví dụ này, các thiết bị MIDI có thể hiểu được cả tín hiệu nhiễu. Nhưng vì cáp ở đây không cân bằng, bạn có thể gặp vấn đề nếu chúng kéo dài quá một độ dài nhất định. Vì vậy, ví dụ, nếu bạn kéo dài cáp qua cả tòa nhà, bạn sẽ gặp rắc rối. Hoặc, cáp có thể bị hỏng sau khi bị xe văn phòng chạy qua quá nhiều lần.

Đây là lúc khắc phục sự cố suy luận vào cuộc! Tập trung vào vấn đề bằng cách kiểm tra cáp khác và sau đó là thiết bị MIDI khác.

Hai Tín Hiệu?

Một hạn chế của DSO 138 là chỉ cho phép một đầu vào.

Các máy hiện sóng tiên tiến hơn có thể cho phép chúng ta kiểm tra hai tín hiệu đồng thời. Vì vậy, bạn có thể chồng chéo dữ liệu được gửi qua SPI (hoặc I2C) với tín hiệu đồng hồ tương ứng. Làm như vậy có thể tiết lộ rằng hai tín hiệu không đồng bộ hoặc bị biến dạng. Điều này sẽ tạo ra dữ liệu lộn xộn. Đỉnh sóng, nhiễu, cạnh tròn – tất cả đều có thể gây ra vấn đề.

Trong nhiều trường hợp, những vấn đề này có thể được khắc phục bằng cách thêm điện trở kéo lên (hoặc kéo xuống) ở đây và đó. Hoặc, chúng ta có thể cần thêm một hoặc hai tụ điện để làm mượt điện áp cung cấp. Bạn cũng có thể phải điều chỉnh mã của mình để bù đắp cho các vấn đề về thời gian.

Dù giải pháp là gì, bạn sẽ không thể bắt đầu cho đến khi bạn thực sự xem xét hai sóng cạnh nhau – hoàn hảo cho máy hiện sóng của bạn.

Máy Hiện Sóng Rất Tốt Để Chẩn Đoán Sự Cố Điện

Khi bạn bắt đầu xây dựng, sửa đổi hoặc sửa chữa các mạch phức tạp, bạn sẽ không tránh khỏi gặp phải các vấn đề mà chỉ máy hiện sóng mới có thể chẩn đoán được. Khi đã có được hình ảnh rõ ràng về các tín hiệu bạn đang muốn điều chỉnh, bạn sẽ có thể khắc phục sự cố hiệu quả hơn.