La presente Guida Pratica per Autoriparatori sull' utilizzo dell' Oscilloscopio Automotive in Officina ha lo scopo di fornire all'Autoriparatore e al Tecnico in Autronica le nozioni di base e gli esempi applicativi pratici per il corretto utilizzo di questo importantissimo strumento di diagnosi in Officina.
Per semplificare la comprensione e massimizzare l' apprendimento questa Guida è stata redatta con una didattica volutamente semplice per essere accessibile anche agli Autoriparatori meno esperti.
Per ogni eventuale approfondimento si rimanda a Topic specifici su singoli Argomenti inerenti l' Oscilloscopio: a tal proposito ricordiamo a tutti gli Utenti di consultare la specifica Sezione del nostro Forum dedicata all' Oscilloscopio dove troverete la più vasta e autorevole Banca Dati sul web di oscillogrammi e casistica di misura su impieghi reali dell' Oscilloscopio nella diagnosi e riparazione Automotive.
Consigliamo infine a tutti i nostri Lettori anche la partecipazione a specifici e qualificati Corsi di Formazione Professionale per meglio acquisire quelle nozioni teoriche e quelle competenze pratiche nell'utilizzo dell' uso dell' Oscilloscopio.
Questo Topic è il contenitore della Guida: essa sarà realizzata a più riprese.
Per questa ragione il Topic risulterà bloccato: ciò per consentire ai Moderatori e all'Amministratore l'inserimento graduale di testi, immagini, ecc.; un apposito annuncio informerà la Community del definitivo completamento della Guida sull'uso dell'Oscilloscopio in Officina.
La Guida all'uso dell'Oscilloscopio è articolata per CAPITOLI:
- Capitolo I° - Cos'è l' Oscilloscopio e a che cosa serve?
- Capitolo II° - Scegliere correttamente l' Oscilloscopio per l' Officina
- Capitolo III° - Le Sonde di misura dell' Oscilloscopio
- Capitolo IV° - Tipi di forma d' Onda
- Capitolo V° - Misura delle forme d' Onda
- Capitolo VI° - I Comadi e le Regolazioni di Base dell' Oscilloscopio
- Capitolo VII° - Esempi di Oscillogrami e impostazioni di misura
- Capitolo VIII° - VIDEO sull' uso dell' Oscilloscopio in Officina
CAPITOLO I° - Cos'è l' Oscilloscopio e a che cosa serve?
L'oscilloscopio è uno strumento di misura che permette di visualizzare, su un sistema di assi cartesiani bidimensionali, l'andamento di un segnale elettrico nel tempo.
L'asse orizzontale (Asse X - TEMPO) del grafico rappresenta il tempo, rendendo quindi l'oscilloscopio adatto ad analizzare e visualizzare grandezze elettriche variabili (o periodiche) nel tempo.
L'asse verticale (Asse Y - TENSIONE) rappresenta invece il valore della tensione.
Possiamo quindi concludere che:
l' Oscilloscopio è uno strumento di misura che ci permette di osservare graficamente l'andamento di un segnale elettrico nel tempo (cosa non possibile utilizzando un Multimetro). Il segnale visualizzato prende il nome di Oscillogramma. Del segnale elettrico si possono essenzialmente rilevare l'ampiezza, la durata e la frequenza. Dopo il Multimetro (tester), in campo elettronico, l' Oscilloscopio è probabilmente il più diffuso strumento per la visualizzazione, la misura e l'analisi di fenomeni elettrici e non solo, poichè usando appositi trasduttori quasi tutti i fenomeni fisici si possono riportare a grandezze elettriche e sono quindi misurabili con questo strumento.
Di seguito un' immagine semplificativa riferita a un segnale elettrico che varia il valore della tensione nel tempo ma non varia la sua polarità (rimane entro valori positivi):
Per visualizzare agevolmente il segnale elettrico l' Oscilloscopio dispone di una GRIGLIA (Reticolo) che permette di avere dei riferimenti di misura (marcature/divisioni) sia rispetto all' asse della tensione che all' asse del tempo.
L' Oscilloscopio può avere un proprio schermo (Oscilloscopi "stand alone" / indipendenti) oppure può utilizzare il monitor di un PC sia per la visualizzazione del segnale sia e per le impostazioni operative di misura (Modulo/Interfaccia Oscilloscopio per PC).
La griglia può essere elettronica (e può cambiare colore) oppure statica (serigrafata sullo schermo dell' Oscilloscopio).
La griglia graduata generalmente ha 8 divisioni verticali e 10 orizzontali.
Ogni "quadretto" ha 5 ulteriori suddivisioni per ogni asse, utili ad eseguire misurazioni migliori (più precise).
Che tipo di informazioni fornisce l' Oscilloscopio sul segnale elettrico oggetto della nostra misura?
- LA FORMA DEL SEGNALE
- LA TENSIONE MASSIMA E MINIMA OVVERO L'ESCURSIONE PICCO-PICCO
- IL PERIODO DELLA FORMA D'ONDA (E QUINDI LA FREQUENZA)
- LA PRESENZA DI DISTORSIONI
- LA PRESENZA DI DISTURBI E RUMORE
- LA COMPONENTE CONTINUA E ALTERNATA DEL SEGNALE
CAPITOLO II° - Scegliere correttamente l' Oscilloscopio per l' Officina
Per prima cosa: quale tipologia di oscilloscopio scegliere per l'utilizzo in Officina?
Queste strumenti di misura elettronici si possono dividere in due gruppi principali: Analogici e Digitali.
Entrambi i tipi presentano vantaggi e svantaggi. Gli oscilloscopi analogici sono preferibili quando si utilizzano in prevalenza segnali ripetitivi ed è prioritario visualizzare variazioni veloci del segnale d'ingresso in tempo reale.
Gli oscilloscopi digitali vengono impiegati quando è necessaria l'analisi di segnali non ripetitivi o aventi frequenza molto elevata, oppure ancora quando i segnali presentano variazioni molto lente o quando bisogna catturare singoli eventi. In campo Automotive sono da preferire i più recenti oscilloscopi digitali.
Abbiamo accennato al fatto che l' Oscilloscopio può essere uno strumento completo e indipendente (Stand-alone) oppure può essere un Modulo/Interfaccia hardware da collegare a un Personal Computer. Ovviamente prendiamo in esame Oscilloscopi per utilizzi in Officina, tralasciando gli Oscilloscopi per utilizzi in Laboratorio (poco adatti all'utilizzo Automotive).
Vediamo i tre esempi:
Seconda cosa: quali caratteristiche sono importanti per un Oscilloscopio Automotive?
La concorrenza tra i Produttori di Oscilloscopi Automotive per fortuna non manca, ma per non sbagliare la scelta tra gli innumerevoli Prodotti disponibili sul Mercato, ecco alcuni importanti aspetti da considerare con attenzione prima dell'acquisto:
1) BANDA PASSANTE
La banda passante è certamente la caratteristica di riferimento di ogni Oscilloscopio e dalla quale dipendono molte delle prestazioni dello strumento. Bisogna pertanto chiedersi innanzitutto se lo strumento che si intende acquistare ha una larghezza di banda sufficiente per il nostro ambiente Automotive. La Banda Passante deve essere di almeno 10 Mhz per i nostri scopi di utilizzo. I migliori Oscilloscopi sono quelli che offrono maggiore Banda Passante: maggiore infatti sarà la banda dell' Oscilloscopio e maggiore sarà la sua frequenza di campionamento; inoltre maggiori saranno le speranze di ottenere una misura fedele e precisa dei nostri segnali.
2) NUMERO DEI CANALI (TRACCE)
La scelta è apparentemente semplice, perché la maggior parte degli oscilloscopi oggi sul mercato è a 2 o 4 canali.
Entrambi vanno bene per il maggior numero di utilizzi in ambito automotive: sono comunque caldamente consigliati i 4 canali rispetto ai 2 canali.
3) FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO
La frequenza di campionamento è un'altra specifica fondamentale dell'oscilloscopio.
Attenzione però che spesso nelle specifiche tecniche viene indicata la frequenza di campionamento massima: bisogna che consideriate le condizioni di "contorno" a cui il Produttore fa riferimento nel dato relativo alla frequenza di campionamento, spesso molto diverse tra un Produttore e l'altro di Oscilloscopi.
Una caratteristica comune a molti strumenti è il ricorso al campionamento interlacciato (interleaving) per aumentare la frequenza di campionamento massima, a discapito però del numero di canali utilizzabili contemporaneamente.
Per esempio, un oscilloscopio a 4 canali potrebbe funzionare alla frequenza di campionamento massima solo con uno o due canali (sfruttando l'interleaving), mentre se si vogliono utilizzare tutti e 4 i canali di cui è dotato lo strumento, bisogna accontentarsi di frequenze di campionamento inferiori, spesso indicate in piccolo o solo nelle note delle specifiche tecniche dello strumento.
4) TRIGGER
Il trigger sui fronti (edge trigger) è forse la funzione più utilizzata negli oscilloscopi nelle applicazioni di tutti i giorni. Tuttavia, può essere molto utile disporre di strumenti capaci di definire il trigger in modo più sofisticato quando in certi casi serve "rincorrere" qualche evento specifico o strano. Ad ogni modo occorre scegliere un oscilloscopio che offra almeno la selezione del fronte tra positivo e negativo e offra l' impostazione del livello di tensione del trigger in modo continuo e non ha intervalli preimpostati.
5) SONDE
La valutazione delle Sonde fornite a corredo con l' Oscilloscopio è fondamentale per la valutazione dell' acquisto dello strumento. Non va dimenticato che la sonda diventa parte integrante del circuito in prova modificandone il comportamento, per cui impedenza e caratteristiche della sonda vanno sempre tenute in considerazione, in particolar modo quando si devono misurare segnali a frequenza elevata. Inoltre ricordiamoci che possiamo operare in situazioni in cui le sonde possono venire a contatto con parti caldi (testata, collettori di scarico) per cui è determinante valutare anche la robustezza delle stesse e il materiale esterno dei cavi (ottimi quelle rivestite in silicone). Quando si valuta una sonda, è bene anche considerare con attenzione anche gli accessori disponibili.
6) SOFTWARE APPLICATIVO E EVENTUALE BANCA DATI SEGNALI CAMPIONE E ANALISI DELLE MISURE EFFETTUATE
La disponibilità di funzioni di misura automatiche (o di veri e propri pacchetti per l'analisi matematica del segnale acquisito) può far risparmiare un sacco di tempo, soprattutto nelle valutazione degli oscillogrammi più complessi.
La disponibilità di una banca dati segnali campione e/o la possibilità dell'auto-setup dello strumento a secondo dei segnali che si intendono misurare è certamente uno degli aspetti più importanti nella scelta di un Oscilloscopio Automotive, soprattutto per chi non ha particolare esperienza d'uso (ma soprattutto non ha molta esperienza per l' interpretazione degli oscillogrammi) di questo indispensabile strumento diagnostico.
7) ASSISTENZA E FORMAZIONE POST VENDITA
Non è l'ultimo punto, anzi, spesso, è il primo punto da considerare quando si deve acquistare un' Attrezzatura!
Primo suggerimento: se possibile chiedete una demo dello strumento che volete acquistare (anche per valutare la competenza e la disponibilità di chi vuole vendervi lo strumento)! Toccare con mano è ancora oggi la soluzione più indicata per capire se l'oscilloscopio che si intende acquistare è "in sintonia" con il proprio modo di lavorare. Dopotutto, si tratta di uno strumento che sarà (ci auguriamo) molto usato nella quotidianità del proprio lavoro.
In generale, le Aziende che sono più sollecite nel far provare i Prodotti, sono anche quelli che garantiscono nel tempo un supporto e un' Assistenza di ottimo livello, altro aspetto che non andrebbe dimenticato nella valutazione di un acquisto.
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