Osiloskop, bir sinyalin geriliminin zamanla nasıl değiştiğini ekranda dalga şekli olarak gösteren ölçü aletidir. Multimetrenin gösteremediği PWM sinyallerini, gürültüyü, frekansı ve haberleşme sinyallerini görmeyi sağlar. Kullanım için prob sinyale, prob toprağı devrenin GND'sine bağlanır; dikey ölçek (V/div), yatay ölçek (s/div) ve tetikleme seviyesi ayarlanarak kararlı bir görüntü elde edilir. Prob toprağı hiçbir zaman şebekeye ya da GND dışındaki bir noktaya bağlanmamalıdır.
Multimetre bir gerilimin ortalama değerini gösterir; ama bir PWM sinyalinin görev oranını, bir güç kaynağının dalgalanmasını ya da bir sensörün gönderdiği veri darbelerini göremez. Bunları görmek için osiloskop gerekir. Bu rehberde osiloskobun temel ayarlarını ve güvenli kullanımını anlatıyoruz.
Osiloskop nedir?
Osiloskop, elektriksel bir sinyalin gerilimini dikey eksende, zamanı yatay eksende göstererek sinyalin dalga şeklini ekrana çizen ölçü aletidir. Günümüzdeki osiloskopların çoğu dijitaldir (DSO): sinyali örnekleyip belleğe alır, ekranda gösterir ve frekans, tepe-tepe gerilim gibi değerleri otomatik ölçer.
Osiloskop seçerken nelere bakılır?
| Özellik | Anlamı | Kural |
|---|---|---|
| Bant genişliği (MHz) | Ölçülebilen en yüksek frekans aralığı | Ölçülecek sinyalin frekansının en az 3-5 katı |
| Örnekleme hızı (MS/s, GS/s) | Saniyedeki örnek sayısı | Bant genişliğinin birkaç katı |
| Kanal sayısı | Aynı anda izlenen sinyal sayısı | İki sinyali karşılaştırmak için en az 2 |
| Bellek derinliği | Kaydedilen örnek sayısı | Uzun sinyalleri ayrıntılı incelemek için |
Öğrenme ve ses frekansı ölçümleri için DSO138 osiloskop kiti ya da el tipi DSO PRO 5 MHz yeterlidir. Mikrodenetleyici, PWM ve güç kaynağı çalışmaları için ADS2031H 30 MHz dijital osiloskop gibi daha geniş bantlı modeller tercih edilir.
Osiloskop probu: 1x ve 10x
10x probu sinyali 10'a bölerek osiloskoba iletir; devreyi daha az yükler ve daha yüksek frekansları doğru gösterir, bu yüzden çoğu ölçümde 10x konumu kullanılır. Prob 10x konumundaysa osiloskobun kanal ayarı da 10x yapılmalıdır; aksi hâlde değerler 10 kat küçük görünür. 1x konumu çok küçük ve düşük frekanslı sinyaller için kullanılır. Örnek prob: P6060 60 MHz osiloskop probu; yüksek gerilimler için P4100 100:1 2 kV prob.
Osiloskop adım adım nasıl kullanılır?
- Prob kompanzasyonu: Probu osiloskobun kalibrasyon çıkışına (genellikle 1 kHz kare dalga) bağlayın. Kare dalganın köşeleri yuvarlak ya da sivri görünüyorsa probun üzerindeki küçük trimpotu çevirerek düz köşeli bir kare dalga elde edin.
- Bağlantı: Prob ucunu ölçülecek noktaya, prob toprak klipsini devrenin GND'sine bağlayın.
- Dikey ölçek (V/div): Sinyal ekranın dikeyde yaklaşık yarısını ya da üçte ikisini kaplayacak şekilde ayarlayın.
- Yatay ölçek (s/div): Ekranda sinyalin birkaç periyodu görünecek şekilde zaman ölçeğini ayarlayın.
- Tetikleme: Tetik kaynağını ölçtüğünüz kanala, kenarı yükselen kenara, seviyeyi sinyalin ortasına ayarlayın; görüntü durağan hâle gelir.
- Ölçüm: Otomatik ölçüm menüsünden frekans, tepe-tepe gerilim (Vpp), görev oranı gibi değerleri okuyun.
Örnek: Arduino PWM sinyalini görmek
Arduino'nun 9. pinine analogWrite(9, 64) yazdığınızda osiloskopta yaklaşık %25 görev oranlı bir kare dalga görürsünüz. Değeri değiştirdikçe darbe genişliğinin değiştiğini, frekansın ise sabit kaldığını görebilirsiniz. PWM'in mantığını DC motor hız kontrolü yazımızda anlattık. Sinyal jeneratörü bağlantıları için BNC-krokodil kablo kullanılabilir.
Toprak (GND) güvenliği
Masaüstü osiloskopların prob toprak klipsi, şebeke topraklama hattına bağlıdır; prob toprağı devrede GND dışında bir noktaya ya da doğrudan şebekeye bağlanırsa kısa devre oluşur, prob, osiloskop ve devre zarar görebilir.
- Prob toprağını yalnızca devrenin GND'sine bağlayın.
- Şebekeye bağlı devrelerde (ör. SMPS'in primer tarafı) ölçüm için diferansiyel prob ya da izolasyon trafosu gibi uygun ekipman ve bilgi gerekir.
- Ölçülecek gerilim probun ve osiloskobun sınırlarının altında olmalıdır; yüksek gerilimler için yüksek gerilim probu kullanın.
- Pille çalışan el tipi osiloskoplar bu açıdan farklı davranır, ancak yüksek gerilimde onlar da tehlikelidir.
Sık sorulan sorular
Osiloskop ile multimetre farkı nedir?
Multimetre gerilim, akım ve direnç gibi değerleri tek bir sayı olarak gösterir. Osiloskop ise sinyalin zamanla nasıl değiştiğini dalga şekli olarak gösterir; darbeleri, gürültüyü ve frekansı görmeyi sağlar.
Kaç MHz osiloskop almalıyım?
Hobi ve Arduino projeleri için 20-50 MHz genellikle yeterlidir. Ses ve düşük frekanslı işler için daha düşük bant genişliği de iş görür; yüksek hızlı dijital haberleşme için daha geniş bant gerekir.
Osiloskopta görüntü neden kayıyor?
Tetikleme ayarı doğru değildir. Tetik kaynağını ölçülen kanala, tetik seviyesini sinyalin ortasına ayarlayın; gerekirse tetik modunu Normal'e alın.
Osiloskopla akım ölçülür mü?
Osiloskop gerilim ölçer. Akım, seri bir şönt direnç üzerindeki gerilim ölçülerek ya da akım probu kullanılarak dolaylı olarak görülebilir.
Prob kompanzasyonu neden gerekli?
Probun kapasitesi osiloskop girişiyle eşleşmezse yüksek frekanslı bileşenler bozulur ve kare dalga yanlış görünür. Kompanzasyon, ölçümlerin doğru olması için her probda yapılmalıdır.
Özet
- Osiloskop, gerilimin zamanla değişimini dalga şekli olarak gösterir.
- Bant genişliği ölçülecek frekansın en az 3-5 katı olmalıdır.
- Çoğu ölçümde 10x prob kullanılır ve kanal ayarı da 10x yapılır.
- V/div, s/div ve tetikleme ile kararlı görüntü elde edilir.
- Prob toprağı yalnızca devrenin GND'sine bağlanır.