Cách đo mạch điện tử

Máy đo VOM

Máy đo VOM (đo được Volt - Ohm - Milliampere) là một dụng cụ bất khả ly thân của người thợ điện tử, qua máy đo đa năng này,chúng ta biết được cường độ dòng điện chảy vào - chảy ra trên các chân của các linh kiện, biết được mức áp cao thấp trên các đường mạch. Tuy nhiên, để có thể khai thác hết công năng của loại máy đo này, chúng ta phải hiểu thật tường tận cấu tạo mạch điện bên trong của nó. Qua bài viết này, mong rằng Bạn sẽ nhận thấy được vai trò rất quan trọng của loại máy đo thông dụng này.

Chỉ với một máy đo VOM thôi cũng đủ cho Bạn thám hiểm vào chỗ sâu nhất của các mạch điện.

Bạn xem hình.

Trong bài này, chúng tôi tập trung nói về chức năng đo Ohm của máy đo VOM SUNWA (YX960TR hay YX-360).

Bạn xem sơ đồ mạch điện:

Khi Bạn dùng VOM ở chức năng Ohm kế, lúc đó Bạn sẽ sử dụng dòng điện tử của nguồn pin 3V gắn trong máy đo để bơm dòng điện cho qua các vật đo mà Bạn đang đặt trên hai dây đo.Sơ đồ mạch điện cho thấy dòng điện tử chảy ra trên dây đo màu đỏ, và chảy vào ở dây đo màu đenvà rồi sẽ chảy qua điện trở thang đo (RTD), ở đây người ta đặt một volt kế có mức đo áp tối đa 3V để đo mức áp xuất hiện trên điện trở RTD, và tùy theo góc lệch của kim trên bảng chia vạch Ohm, Bạn tính ra trị số điện trở của vật được đo. Mỗi khi Bạn thay đổi thang đo thì trong mạch điện sẽ cho thay đổi trị số của điện trở thang đo RTH. Chúng ta thấy (Bạn xem hình).

  - Ở thang đo Rx1:   Điện trở thang đo RTH=20 Ohm

- Ở thang đo Rx10:  Điện trở thang đo RTH= 200 Ohm.

- Ở thang đo Rx100 Điện trở thang đo RTH=2K Ohm.

- Ở thang đo Rx1K. Điện trở thang đo RTH=20K Ohm.

Khi đo Ohm Bạn có thể đọc kết quả trên 3 vạch chia có trên mặt máy đo:

- Vạch chiaLV: Trên vạch chia này, Bạn biết được mức áp giảm trên vật đo đặt trên 2 dây đo.

- Vạch chiaLI: Trên vạch chia này, Bạn biết được mức dòng chảy qua vật đo.

- Vạch chiaOhm: Trên vạch chia này, Bạn xác định được sức cản dòng của vật đo.

Bạn thấy, ở thang đo Rx1, nếu Bạn chạm hai dây đo lại, dòng điện chảy trong mạch sẽ lớn nhất và bằng 150mA (con số này có ghi trên thang đo Rx1).

Bạn thấy, ở thang đo Rx10, nếu Bạn chạm hai dây đo lại, dòng điện chảy trong mạch sẽ lớn nhất và bằng 15mA (con số này có ghi trên thang đo Rx10).

Bạn thấy, ở thang đo Rx100, nếu Bạn chạm hai dây đo lại, dòng điện chảy trong mạch sẽ lớn nhất và bằng 1.5mA (con số này có ghi trên thang đo Rx100).

Bạn thấy, ở thang đo Rx1K, nếu Bạn chạm hai dây đo lại, dòng điện chảy trong mạch sẽ lớn nhất và bằng 150µA (con số này có ghi trên thang đo Rx1K).

Qua phân tích trên, chúng ta rút ra được các điều cần nhớ khi dùng loại Ohm kế YX-960TR.

Đó là:

Điều cần nhớ 1: Sức ép của điện áp trên hai dây đo của máy đo Ohm này là 3V (do trong máy dùng 2 pin 1.5V).

Điều cần nhớ 2: Dòng điện tử luôn chảy ra trên dây đỏ và chảy trở vào qua dây đen.

Điều cần nhớ 3: Khi Bạn lấy thang đo Ohm nhỏsẽ có dòng chảy trên dây đo lớn và ngược lại.

Điều cần nhớ 4: Có thể xác định mức áp giảm trên vật đo và cường độ dòng điện tử chảy qua vật đo khi đọc kết quả trên vạch chiaLVvà LI.

Điều cần nhớ 5: Vạch chia theo vạch Ohm trên điện kế xác lập theo tỉ số V/I (theo luật Ohm).

Điều cần nhơ 6: Chỉ ở thang đo Rx10K, điện áp trên dây đo lúc này sẽ là 12V.

Dùng Ohm kế kiểm tra các linh kiện có trên máy điện thoại di động.

Chúng ta thấy các linh kiện trên board mạch in của các máy điện thoại di động đều rất nhỏ, nhỏ li-ti, nên trước hết Bạn phải cho thay đầu hai cây đo bằng hai cây kim may (lấy loại kim may bao đủ lớn), Bạn xem hình. Bạn gắn kim may vào đầu dây đo, loại kim may này rất cứng và có đầu kim rất nhỏ nhọn nên rất tiện dùng để đo các linh kiện nhỏ trên board mạch, nhất là đo trên các chân của các IC. Dùng đầu kim nhỏ Bạn dễ dàng cho đầu kim quét qua các hàng chân để tìm đến các chân cần đo.

Khi dùng Ohm kế đểkiểm tra các linh kiện trên board mạch in, Bạn luôn nhớ dòng điện tử từ cực âm của pin 3V gắn trong máy đosẽ bơm dòng ra trên dây màu đỏ, và sau khi chảy qua các bộ phận trong mạch, dòng điện tử sẽ bị hút vào ở dây đo màu đen và chảy về cực dưưng của pin. Dòng điện này khi chảy qua điện trở thang đo sẽ làm lệch kim trên bảng chia vạch của một Volt kế. Kết quả đo sẽ được đọc trên 3 vạch chia, đó là vạch chia

LV(để biết áp có trên hai dây đo),LI(để biết dòng chảy ra chảy vào các chân của vật đo) và vạch chiaOhm(để biết sức cản dòng của mạch và vật đo). Sau đây là các thí dụ:

1.Đo điện trở, nhiệt trở, tụ điện, cuộn cảm.

Bạn xem hình:

Dùng Ohm kế để đo trị số của các điện trở.

Trước hết, Bạn lấy thang đo Rx1K, chập hai dây đo, chỉnh kim về ngay vị trí 0 Ohm.

Khi đo, dòng điện của nguồn pin 3V trong máy đo sẽ bơm dòng ra ở dây đỏ, dòng qua điện trở Rx=10K trở vào ở dây đen, kim sẽ lên chỉ ngay vạch số 10, vì điện trở đang đo là 10K. Kết luận: điện trở tốt.

Dùng Ohm kế để đo các nhiệt trở.

Đặt nhiệt trở RTH vào hai dây đo, dòng điện chảy qua nhiệt trở, đọc kết quả trên vạch chia Ohm. Ở 25 độ C, kim sẽ chỉ 47K. Bạn thử làm nóng nhiệt trở RTH, Bạn thấy gì? Kim trên vạch chia Ohm sẽ giảm dần, điều này cho thấy nhiệt độ tăng đã làm cho nội trở của nhiệt trở giảm xuống (do Bạn đang đo là loại nhiệt trở âm). Dấu hiệu này cho biết nhiệt trở tốt.

Dùng Ohm kế để kiểm tra tính rĩ điện của các tụ điện.

Khi đo tụ điện hoá học, Bạn nhớ đặt cực dương của tụ hoá phải trên dây đen, khi đặt tụ lên hai dây đo, dòng điện tử của nguồn pin 3V sẽ cho nạp dòng vào tụ điện, ở thời điểm đầu, dòng nạp rất mạnh, kim bậc lên cao, kim sẽ giảm dần về vị trí vô cực khi tụ đã nạp đầy áp (3V).

Việc chọn thang đo: Nếu Bạn lấy thang đo lớn, điện trở thang đo lớn, dòng chảy trên dây đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ lâu hơn, kim trở về vị trí vô cực chậm. Nếu Bạn lấy thang đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ nhanh, kim về vô cực rất nhanh. Do vậy, khi kiểm tra các tụ điện có điện dung nhỏ, Bạn phải lấy thang đo lớn để kịp thấy được dòng nạp vào tụ.

Kim lên không về: Tụ chạm.

Kim lên về không hết: Tụ rỉ.

Kim không lên: Tụ đứt.

2.Đo Diode, Led, Led hồng ngoại.

Diode là một van điện. Khi phân cực thuận sẽ cho dòng chảy qua. Và khi phân cực nghịch, diode đóng, cắt dòng.

Khi đo diode, nên lấy thang đo Rx1 để có dòng chảy trên dây đo lớn. Khi đo các linh kiện thuốc nhóm bán dẫn Bạn đọc kết quả trên:

- Vạch chiaLVđể biết diode ghim áp mấy volt (thường là 1V ở dòng lớn, ở thang đo Rx1).

- Vạch chiaLIđể biết cường độ dòng điện chảy qua diode (thường vài chục mA).

Chú ý: Trong các máy điện thoại di động, do nguồn nuôi thấp, nên người ta thường dùng loại diode Schottky, đặc điểm của diode Schottky là ghim mức áp rất thấp (ở thang đo Rx1, dòng lớn, mức áp ngang diode Schottky chỉ gần 0.3V).

LED cũng là một diode. (1) Khi phân cực thuận sẽ có dòng chảy qua Led và Led phát sáng. (2) Khi phân cực nghịch, Led đóng, cắt dòng và không sáng.

Khi đo Led nên lấy thang đo Rx1 để có dòng trên dây đo lớn. Lúc này Bạn đọc kết quả trên vạch chiaLVđể biết Led giữ lại mấy Volt và đọc trên vạch chia LI để biết cường độ dòng điện đang chảy qua Led là bao nhiêu.

Bạn hãy thử cho đổi thang đo Ohm. Bạn thấy gì? Khi Bạn lấy thang đo Ohm càng lớn, điện trở thang đo trong mạch lớn , dòng chảy trên dây đo lúc này sẽ nhỏ và Led sẽ sáng mờ. Khi Bạn đo các linh kiện thuộc nhóm bán dẫn, Bạn đọc kết quả trên thang đo Ohm không có nhiều ý nghĩa, vì các linh kiện bán dẫn có tính phi tuyến tính, nên trị số Ohm thay đổi theo cường độ dòng điện, vậy ở mỗi thang đo, Bạn sẽ đọc được một trị số Ohm khác nhau.

Đo linh kiện bán dẫn Bạn chỉ cần biết mức volt giảm trên vật đo (đọc kết quả trênLV) và dòng chảy qua vật đo (đọc kết quả trên LI).

Kiểm tra Led hồng ngoại, cách đo cũng tương tự như cách đo các Led chiếu sáng. Lúc phân cực thuận, có dòng, kim lên. Khi phân cực nghịch, cắt dòng, kim không lên. Với Led hồng ngoại (IR Led), khi có dòng chảy qua Led, kim lên, Led phát ra ánh sáng hồng ngoại, mắt thường không thể thấy được loại ánh sáng này. Led hồng ngoại thường được dùng để trao đổi dữ liệu với các máy điện thoại khác. Khi đo Led hồng ngoại, Bạn đọc kết quả trên vạch chiaLV(để biết mức ghim áp trên Led), và trên vạch chia LI (để biết cường độ dòng điện đang chảy qua Led).

3.Đo motor rung.

Để kiểm tra hoạt động của một motor rung, Bạn lấy thang đo Rx1 để có dòng chảy trên dây đo lớn(dòng điện tối đa là 150mA).

đặt motor lên hai dây đo. Motor sẽ được cấp dòng và sẽ quay. Lúc này hãy đọc kết quả trên vạch chiaLVđể biết mức áp trên motor và đọc kết quả trên vạch chia LI để biết cường độ dòng điện chảy qua motor. Motor rung thường làm việc ở mức dòng 100mA và mức áp giảm ngang motor là 1V.

Nếu Bạn kiểm tra motor rung ở thang đo Rx10, kim đo có lên cho biết có dòng chảy qua motor (motor không hở mạch), nhưng motor không quay vì dòng lấy ra ở thang đo Rx10, tối đa chỉ có 15mA, không đủ lớn làm quay các motor rung. Ở thang đo Rx1, khi Bạn đảo hai dây đo, motor rung sẽ quay ngược chiều.

4.Đo Loa.

Trong các loa loại điện động luôn có một cuộn dây (gọi là coil), cuộn dây gắn trên một màn rung, Bạn dùng thang đo Rx1 (để lấy dòng lớn), cấp dòng cho cuộn dây, cuộn dây sẽ trở thành một nam châm điện, lúc này cuộn dây sẽ tương tác với một nam châm vĩnh cữu (gắn trên loa) và làm rung màn loa, phát ra tiếng kêu rột rẹt. Dấu hiệu này cho biết loa còn tốt. Nếu Bạn thử ở thang đo Rx10 dòng điện trên dâ đo nhỏ hơn, mà vẫn còn nghe loa kêu, đó là loại loa nhậy. Trở kháng của loa điện thoại thường là 20 Ohm.

Khi đo ở thang Rx1, thấy kim lên mà màn loa không rung, cuộn coil bị kẹt. Cuộn coil rớt ra không dính vào màn loa, loa sẽ kêu rất yếu. Loa bị quá công suất sẽ bị rè. Loa gắn không chặt vào vỏ máy cũng sẽ phát ra tiếng bị rè.

5.Đo Microphone.

Micro dùng ở các máy điện thoại di động thưừng là micro điện dung. Trong micro điện dung luôn có một transistor FET nhỏ.

Loại micro này cần cấp dòng phân cực mới tạo ra được tín hiệu. Chân S (Source) của FET sẽ cho lấy dòng vào từ đường masse, dòng chảy ra trên chân Drain và chảy về nguồn dương. Do đó khi dùng Ohm kế kiểm tra micro, Bạn đặt dây đỏ tên chân S, dây đen trên chân D (chúng ta biết, dây đen nối vào cực dương của pin). Lúc này sẽ có dòng chảy qua kênh dẫn của transistor FET, kim sẽ lên. Bạn hãy thổi mạnh vào micro, làm rung màng tĩnh điện, nếu kim đo có dao động nhẹ là micro tốt.

6.Đo Transistor, quang transistor, transistor MOSFET.

Đo transistor nhị cực:

Transistor nhị cực có hai mối nối PN, quen gọi là transistor bipolar. Nó có 2 loại, transistor NPN và transistor PNP. Bạn có thể dùng một Ohm kế để kiểm tra các loại transistor bipolar. Trình tự thường làm là:

(1) Hãy tìm chân B.

Bạn lấy thang đo Rx1, tìm đo trên hai chân của transistor, đo chiều này kim không lên, rồi cho đảo dây đo kim cũng không lên, Bạn kết luận hai chân đang đo là chân E (Emitter, chân phun dòng) và chân C (Collector, chân thu gom dòng), vậy chân còn lại chính là chân B (Base, chân nền) của transistor.

(2) Hãy kiểm tra hai diode của mối nối B-E và B-C.

Transistor tương đương như hai diode, nên việc kiểm tra một transistor tốt/xấu là kiểm tra hai diode (B-E và B-C). Với transistor NPN, nếu dây đen (có tính hút dòng) đặt trên chân B, dây đỏ (có tính bơm dòng) nằm trên chân C. Kim phải lên do mối nối phân cực thuận và dây đỏ đặt trên chân E, kim cũng lên (cũng do được phân cực thuận). Ngược lại, đặt dây đỏ trên chân B, dây đen đo trên chân C, rồi đo qua chân E, kim đều sẽ không lên, vì diode bị phân cực nghịch.

Chú ý: Với các transistor loại PNP thì kết quả đo sẽ ngược lại. Nghĩa là dây đỏtrên chân B, dây đen trên chân E, rồi trên chân C, kim sẽ lên do phân cực thuận và dây đen trên chân B, dây đỏ trên chân C, rồi chân E, kim phải không lên vì phân cực nghịch.

Hình vẽ trên cho thấy, dây đen trên chân B (cho hút dòng ra ở chân B), dây đỏ trên chân E (cho bơm dòng vào trên chân E), kim lên vì lúc này diode B-E đang phân cực thuận.

Nếu đặt dây đỏ trên chân B, lấy dây đen đặt lên chân E, diode phân cực nghịch, kim không lên và dây đen trên chân C, kim cũng phải không lên.

(3) Hãy xác định chân E và chân C.

Chúng ta biết, mối nối bán dẫn B-C chịu volt nghịch cao (thường trên 60V), trong khi đó mối nối B-E chịu volt nghịch thấp (thường khoảng 9V).

Do đó, Bạn hãy lấy thang đo ohm Rx10K, lúc này trên dây đo sẽ có 12V (từ nguồn pin 9V + với nguồn pin 3V), dùng mức áp này đo nghịch trên mối nối B-C (kim sẽ không lên) và đo nghịch trên mối nối B-E, kim sẽ lên, vì sao có khác biết này? vì mối nối B-E chịu áp 9V đã bị đánh thủng ở mức áp 12V của máy đo. Qua dấu hiệu này Bạn dễ dàng xác định được chân C và chân E.

(4) Hãy xác định độ lợi dòng điện của transistor.

Bạn lấy thang đo ohm Rx10, chập hai dây đo, chỉnh kim về vạch 0 Ohm.

Cắm transistor C1815 vào đúng chân C, B, E của 3 lỗ cắm NPN trên máy đo. Kim lên, Bạn đọc kết quả trên vạch chia HEF. Kim chỉ 200, có nghĩa là độ lợi dòng điện của transistor 2SC1815 là 200 lần (nó có nghĩa dòng điện ICchảy ra trên chân C lớn hơn dòng điện IBchảy ra trên chân B là 200 lần). Tham số HFE còn gọi là hệ số beta của transistor.

Với transistor PNP cũng làm tương tự, cắm transistor vào 3 chân C, B, E của bộ chân cắm PNP và đọc kết quả trên vạch chia HFE, Bạn sẽ biết được độ lợi dòng điện HFE của transistor.

Đo quang transistor:

Quang transistor là linh kiện bán dẫn 2 chân, chân E cho lấy dòng (dòng chảy vào ở chân E), dòng chảy ra trên chân C, khi Bạn cho ánh sáng kích thích vào vùng B của transistor, khi mức sáng yếu, transistor dẫn điện yếu và khi cường độ ánh sáng mạnh thì quang transistor sẽ dẫn điện mạnh hơn. Vậy để đo một quang transistor, Bạn đặt quang transistor trên hai dây đo (Bạn xem hình).

Khi có ánh sáng rọi vào quang transistor, nó sẽ dẫn điện, kim sẽ lên, cường độ sáng càng mạnh, kim lên càng cao (nghĩa là dòng chảy qua quang transistor càng lớn). Trong điện thoại di động, người ta dùng quang transistor để trao đổi tín hiệu bit ở dạng tia sáng hồng ngoại.

Đo transistor MOSFET:

Transistor MOSFET thường dùng làm khoá điện bán dẫn đóng mở nhanh, Bạn thường gặp loại transistor này ở các bộ adaptor DC dùng nạp lại điện cho pin. Cách đo loại transistor MOSFET như sau:

Trong transistor MOSFET dùng làm khoá điện đóng mở nhanh thường có thêm diode dập điện áp ngược. Dòng điện chảy vào trên chân Source và chảy ra trên chân Drain, để có dòng điện này, chân Gate cần có điện áp dương để phân cực. Do đó khi dùng Ohm kế đo kiểm tra loại transistor này. Trước hết, Bạn hãy lấy thang đo ohm Rx1, đo thuận nghịch trên hai chân để xác định diode D và qua đó sẽ biết được chân Source và chân Drain. Nếu dây đỏ nằm trên chân Source và dây đen trên chân Drain, Bạn sẽ thấy:kim không lên, nghĩa là trong kênh dẫn điện loại P ở giữa vùng giếng Source và giếng Drain chưa xuất hiện các hạt điện tự do (Bạn xem hình). Lúc này, Bạn hãy cho dây đen chạm nhẹ vào chân Gate, và đặt lại dây đen trên chân Drain, Bạn sẽ thấy kim lên. Vì sao? Vì Bạn đã cho nạp điện áp dương vào chân Gate và lúc này trong vùng ở giữa giếng Source và giếng Drain đã có hạt mang điện, nên kênh dẫn điện.

7.Đo các IC.

IC (Intergrated Circuit) là các mạch điện tích hợp, cấu tạo của IC cơ bản là các chất bán dẫn, muốn bơm được dòng điện chảy qua các mối nối bán dẫn (vốn có rào áp là 0.6V) trong các IC, Bạn phải dùng Ohm kế loại kim (vốn có điện áp trên hai dây đo là 3V). Vậy để kiểm tra một IC, trước hết Bạn hãy chọn một chân của IC, cho bơm dòng vào chân này (đặt dây màu đỏlên chân IC đã chọn), và cho hút dòng ra trên một chân khác với dây đo màu đen, nếu kim lên là có dòng, dòng điện này đã chảy qua cấu trúc bên trong của IC. Dùng phép đo đối chứng các mạch điện cùng loại, các IC cùng loại để biết IC đang kiểm tra tốt xấu.

8.Kiểm tra bàn phím.

Thí dụ 1:Hãy kiểm tra IC máy tính thông qua cách đo Ohm trên các điểm đồng của mạch điện bàn phím.

Trong các máy điện thoại di động, ngưới ta lấy nhiều chân của IC máy tính lập thành bảng ma trận, gồm các hàng (row) và các cột (column). Trên bảng ma trận bàn phím này gắn các nút nhấn, công dụng của nó là sẽ làm chạm một hàng với một cột và qua dấu hiệu này sẽ được IC máy tính giải mã tìm ra nội dung của phím nhấn rồi cho chấp hành. Người ta dùng bàn phím để nhập lệnh và nhập dữ liệu vào khối máy tính.

Bạn lấy Ohm kế chọn thang đo Rx100, dây đỏ chạm vào đường masse (Cho bơm dòng vào đường masse). Bây giờ cho dây đen lần lượt chạm vào các điểm đồng của ma trận bàn phím, kim lên là đã có dòng điện chảy ra trên một chân của IC. Dùng cách kiểm tra này, Bạn sẽ biết được có hở chân ở bên dưới IC không, có đứt mạch không. Hãy so sánh các kết quả đo được, nếu thấy các số ohm đo được đều giống nhau là mạch điện bàn phím tốt.

Ghi nhận: Sau khi đo lấy mẫu trên mạch điện bàn phím của máy Nokia 8210, chúng tôi thấy các điểm đo đều có kết quả là 30K.

9.Kiểm tra màn hình.

Thí dụ 2: Hãy kiểm tra IC máy tính thông qua cách đo Ohm trên các điểm đồng của mạch điện màn hình.

Trong các máy điện thoại di động, người ta dùng chất tinh thể lỏng tạo ra các ảnh điểm sắp trên một màn hình và dùng các ảnh điểm này để in ra các hình ảnh. Chúng ta biết, khi tinh thể lỏng bị kích thích, nó sẽ che sáng và cho ra một điểm đen hay một điểm màu (R, G, B), khi không bị kích thích thì chất tinh thể lỏng không che sáng, trong suốt. Người ta chế tạo chip mạch điện điều khiển màn hình và dán chip mạch điện này bên dưới màn hình (kỹ thuật COG). Để tạo kết nối giữa board mạch in và chip mạch điện màn hình, trên board mạch in dùng các dải tiếp điểm hay dùng bó nối nhiều dây.

Như vậy, mạch điện màn hình sẽ có nhiều chân kết nối với khối máy tính, do đó Bạn có thể dùng một Ohm kế loại kim có điện áp trên dây đo là 3V để kiểm tra các đường mạch và kiểm tra cấu trúc bên trong của chip IC. Cách đo như sau:

Bạn hãy lấy Ohm kế, lấy thang đo Rx100, dây đỏ đặt trên đường masse (cho bơm dòng vào board mạch in qua đường masse). Dây đen đặt trên các chân đồng của mạch điện màn hình để hút dòng điện ra. Nếu kim lên, cho biết có dòng điện chảy vàobên trong IC và chảy ra trên các chân của IC. Nếu kim không lên là có đứt mạch hay hở chân.

Bạn có thể dùng cách đo này để đo lấy mẫu trên các board mạch in của các máy tốt và sau này dùng các tham số này để so sánh với các máy hư (cách đo đối chứng), và qua đó tìm ra kết luận nhanh về tình trạng tốt hay xấu của máy.

Video liên quan