Esta é uma ferramenta para a resolução de falhas complexas que ocorrem tanto nos sistemas mecânicos como eletroeletrônicos do veículo.
1. Entendendo algumas especificações técnicas do osciloscópio.
Se você já tem ou pretende adquirir um osciloscópio é fundamental que você conheça e domine as especificações técnicas do aparelho, a fim de saber suas limitações ao realizar as capturas ou ainda utilizar-se de todo seu potencial a fim de obter uma forma de onda de maior qualidade e com mais informações disponíveis.
Desta forma, a figura 1 exibe algumas especificações técnicas que devem ser observadas pelos amigos reparadores ao adquirirem seu osciloscópio.
Analog Channel (número de canais analógicos)
Nos mostra a quantidade de canais analógicos de entrada do equipamento. Podem variar de 1(um) canal a 8(oito) canais ou mais. No uso automotivo, geralmente escolhemos equipamentos que possuem de 2(dois) a 4(quatro) canais.
Corresponde à outra especificação importante do osciloscópio, no que concerne a sua aplicação.
Este parâmetro informa a frequência máxima de um sinal a ser medido pelo osciloscópio sem que o sinal sofra atenuação relevante. Sinais de entrada com frequência superior à largura de banda sofrem atenuação considerável e, consequentemente, o osciloscópio apresentará medições incorretas prejudicando o diagnóstico, a figura 2 mostra um exemplo de largura de banda e taxa de amostragem exibido na tela do osciloscópio.
Tem como significado as características elétricas dos canais de entrada do osciloscópio. O equipamento não deve alterar as características do sinal medido. Pergunta: você já teve a experiência de tentar testar o sinal de rotação indutivo de um carro qualquer em marcha lenta com a caneta de polaridade?
Neste exemplo, temos o acoplamento AC e o acoplamento DC.
A forma de captura mais comum. O sinal de tensão contínua lido no aparelho pode ser uma linha fixa ou uma linha fixa com oscilações. A figura 3 apresenta um exemplo de captura da corrente da bomba de combustível com acoplamento DC selecionado.
Acoplamento AC
Com esta função, no mesmo sinal podemos “mover” componente DC e deixamos somente a oscilação. A figura 4 mostra a corrente da bomba de combustível com a opção acoplamento AC selecionada.
Observem que a análise da corrente da bomba de combustível com a função acoplamento AC selecionada é a mais adequada para visualização do contato entre os coletores da bomba de combustível e as escovas e, desta forma, realizar diagnósticos mais conclusivos.
Taxa de amostragem (Sample rate):
Como já é de nosso conhecimento, o osciloscópio executa uma série de leituras e as apresenta ponto a ponto em seu display, na forma de um gráfico. Uma das características principais que diferenciam os modelos de osciloscópios é a velocidade com que executam esta sequência de medições.
Esta taxa de amostragem, como é chamada, pode ser de milhares, milhões e até bilhões de leituras por segundo. Quanto maior for sua taxa de leitura, melhor a definição da linha criada na tela, entretanto maior será o custo do equipamento.
A unidade utilizada para expressar a taxa de amostragem do osciloscópio é o Sample ou amostras por segundo. Os prefixos mais comuns associados a taxa de amostragem são o Quilo, para milhares, o Mega, para milhões, e o Giga, para bilhões.
Veja os exemplos abaixo:
200MS/s (M amostras/s)
1MS/s (M amostras/s)
Osciloscópios com grande taxa de amostragem, 20GS/s ou mais, são utilizados para desenvolvimento ou diagnóstico de equipamentos eletrônicos de elevada frequência, como equipamentos de telecomunicações. Nos sistemas automotivos, as frequências dos sinais são relativamente baixas.
Equipamentos de 1GS/s já são suficientes para diagnóstico de sensores e atuadores. A figura 5, exibe um exemplo de amostragem por pontos.
Feito os devidos esclarecimentos acerca das especificações técnicas do osciloscópio, iremos a partir de agora mostrar os primeiros passos que devem ser executados pelos reparadores na utilização do osciloscópio.
2. Operando o equipamento
O osciloscópio é constituído por diversas partes, cada qual com sua função e particularidades, que devem ser conhecidas e estudadas pelo técnico que deseja utilizar o máximo de recursos deste equipamento.
Desta forma, iniciaremos nossa abordagem explorando o display ou mostrador.
Display ou Mostrador
Os osciloscópios possuem um display para exibir o gráfico, o sinal e outras informações. Esta tela deve ter dimensões e resoluções suficientes para mostrar os dados com nitidez.
O gráfico mostrado no display possui dois eixos. No horizontal, está representada a escala do tempo. No eixo vertical, é exibido o nível de tensão do sinal. A escala de cada um dos eixos é exibida no canto da tela.
Os eixos possuem divisões para que possamos medir, visualmente, o tempo decorrido ou a diferença de tensão entre pontos distintos do gráfico. A figura 6 exibe uma tela típica de um osciloscópio.
Botões de Ajuste Vertical e Horizontal
Existem alguns botões de uso comum que independem do tipo de osciloscópio. Eles são fundamentais para configurar o seu funcionamento e regular a exibição do sinal.
Os botões da escala horizontal e vertical são utilizados para mudar a escala dos eixos do gráfico. O eixo horizontal é exibido em bases de tempo que variam de nanossegundos de divisão para segundos de divisão.
O eixo vertical pode ser ajustado para apresentação em microvolts por divisão até algumas dezenas de volts por divisão.
A figura 7 apresenta exemplos de botões de ajuste dos principais osciloscópios utilizados no mercado nacional.
Nas próximas matérias iremos nos aprofundar sobre a utilização deste recurso.
Os botões de função, próximos ao display, podem apresentar funções diferentes, dependendo da configuração do fabricante.
Leia também
Em geral são utilizados para captura de tela, inversão de sinal, operação entre os sinais e outras operações possíveis.
Referência e Compensação das sondas
Alguns osciloscópios possuem um gerador próximo às entradas dos canais onde é gerado um sinal fixo, utilizado para o ajuste de compensação da ponta de prova.
Geralmente, o sinal de referência do gerador é uma forma de onda quadrada, com frequência de 1Khz e amplitude de 2 a 5 volts, como mostra a imagem.
Conectando a ponta de prova no terminal do sinal de referência, a forma de onda gerada será apresentada na tela.
Utilizando o parafuso de regulagem da ponta de prova e os botões de ajuste, horizontal e vertical, é possível enquadrar o sinal e deixá-lo no formato correto na tela e conferir se a medição realizada está correta. A figura 9 mostra o procedimento de calibração da sonda.
2.1 Enquadramento Horizontal e Enquadramento Vertical
Os botões de ajuste do eixo horizontal (tempo) e eixo vertical (tensão), permitem enquadrar o sinal na tela do osciloscópio para que seja possível analisar o sinal.
Enquadramento Vertical (Tensão, corrente, pressão)
Ao se observar a figura 10, conseguimos analisar o sinal como um todo. Desta forma, poderemos considerar o valor de tensão selecionado no canal 2 (200 mV) adequado para este tipo de análise.
A figura 11 exibe o mesmo sinal, mas com o valor de tensão incorreto, ocasionando a visualização parcial da onda.
A figura 12, por sua vez, mostra uma dica para o ajuste correto para se visualizar a forma de onda.
Enquadramento Horizontal (Tempo)
A figura 13 apresenta um exemplo de como fica uma forma de onda senoide com o ajuste do tempo de forma incorreta.
Já na figura 14 temos a mesma forma de onda com o ajuste do tempo executado de forma correta. Em destaque temos a dica de como realizar esse ajuste.
IMPORTANTE:
Ao analisarmos um sinal, devemos conhecer ao menos o nível de tensão que ele pode atingir. Uma tensão elevada pode danificar o equipamento. Por segurança, ao iniciar a análise de um sinal desconhecido, mantenha a escala no maior valor.
Assim o equipamento estará apto a receber tensões mais altas (sempre dentro do limite operacional do equipamento). Em seguida, reduza a escala até que o sinal esteja apropriadamente enquadrado na tela. Esta dica é importante para evitar saturações de sinal e preservar a integridade e a vida útil do equipamento.
A maioria dos dispositivos automotivos funcionam com tensões de 5 e 12 volts. Alguns dispositivos indutivos, porém, podem atingir valores elevados de tensão. Os sensores indutivos, como o sensor de rotação podem gerar tensões da ordem de 30 a 40 volts, em rotações elevadas. O sistema de ignição, pela sua própria função, atinge centenas de volts no circuito primário e dezenas de milhares de volts no circuito secundário. Isso exige um equipamento adequado, desenvolvido especificamente para esta aplicação. Nestes casos, o uso de um dispositivo atenuador é necessário.
Na próxima matéria daremos continuidade a este importante assunto.
Conteúdo
útil?
Faça login para avaliar
Foi útil?
