Documentatie

Cursus Digitaal Multi Meten (mag ook analoog ;-)

 

0. Om te beginnen: Veiligheid gaat voor alles!

1. Reden: mijn familieleden en andere kennissen weten niet wat je er mee kan, en met slechts alleen de technische handleiding leer je zo'n hulpmiddel niet (goed) gebruiken of optimaal in te zetten. De technische handleiding (specificatie) is er voor de kenners, niet om het gebruik op zich te leren.
Dat is enigszins vergelijkbaar met BBC-Basic keywoorden opsommen en zelf leren programmeren. Of HTML, enzovoorts.

2. primair doel: Beginners een multimeter laten leren kennen en goed gebruiken.

3. secondair doel: electro- en electronicaproblemen onderkennen, en oplossen.

zoals eenvoudig storing zoeken.
Zowel stroomnetten in voer- en vaartuigen,
lichtnetten in huis-installaties,
electronische apparaten zoals computers.
Noot: electra <> electronica.

4. tertiair doel: schema's leren lezen en begrijpen.

de werking van veel zaken beter doorgronden.
b.v. de computer inzetten om schema's te maken.
Het is een investering in tijd,
maar het bespaart op andere fronten.
Plus het voordeel van een optimalerer installatie naar jouw
wensen.

5. Noodzaak van theoretische voorkennis.
-Immers als je niet weet wat het verschil is tussen spanning in Volts en stroom in Amperes, dan kun je ook niet goed meten.
- De noodzakelijke veiligheidsaspecten weerhouden veel mensen er van om dit hulpmiddel in te zetten. Maar met goede voorlichting en hulpmiddelen kan men het wel veilig gebruiken.
* Voordelen:
+ Men kan sneller zelf een fout opsporen, en mogelijk zelfs ook zelf verhelpen. Zoals kortsluitingen en/of onderbrekingen (defecte zekering of schakelaar).
+ Minder vaak een dure reparatie laten uitvoeren.
+ Als je wel de fout gevonden hebt, maar het niet zelf kan oplossen,
+ heb je dankzij de multimeter wel een beter verhaal richting reparateur, zodat hij/zij minder hoeft te zoeken en dus minder tijd kwijt is, en jij minder geld ;-).
+ Je leert beter met electrische en electronische spullen omgaan.
Bijvoorbeeld dat accu's eerder leeg zijn dan je dacht.
Moet die batterij nu wel of niet vervangen worden j/n ?
Ik meet batterijen voor microfoons voor gebruik altijd even.
+ Goed gebruik van de multimeter geeft meer veiligheid.
Je weet dan voorafgaand aan een klus of het werken er aan veilig kan j/n.
+ Je leert niet in gebruik zijnde batterijen steeds te verwijderen.
Bij de NVVS gaan de batterijen voor microfoons nu ruim zeker 10 x zo lang mee als voorheen! Voorheen 2 x per jaar nieuwe, nu al 6 jaar dezelfde! Batterijen laten zitten is gemakzucht en kost veel geld. zowel voor nieuwe batterijen, als ook voor de kans op schade aan de print en de electronica van het apparaat door chemische lekkage.
+ Na afloop van deze cursus heb je de kennis en hopelijk ook de vaardigheden om zelf een zekering door te meten en/of te vervangen, en zelf verloopkabeltjes te maken, door te meten en te begrijpen.

6. Wat heb je aan materiéelen en materialen nodig?

Materieel = gereedschap (herbruikbaar, dus gaat langer mee ;-).
Materiaal = verbruiksonderdelen die je ver- en/of bewerkt.<

Materieel:
+ Een goede multimeter, die op z'n minst:
- gelijkstroom in Amperes dc=,
- gelijkspanning in Volts dc=,
- wisselspanning in Volts ac~,
- en weerstand in Ohms
kan meten, meer grootheden (zie punt 8, mag natuurlijk altijd).
Dat mag zowel een digitale meter met cijferleds of LCD's, als een analoge meter met een wijzer en een (spiegel-)schaal zijn. De uitlezing is iets verschillend, maar de werking is hetzelfde.
Demo: meten van een 9 Volts batterij met beide meters.
Ook de kwaliteit is van belang, zeker voor nauwkeuriger werk. B.v. de duurdere modellen kunnen ook wisselstromen in Amperes ac~ aan. Of zelfs de frequentie in Hz meten., temperaturen, capaciteiten.
+ enige meet- en voedingsnoeren.
+ schroevendraaiers, zowel rechte als kruiskop, eventueel zelfs Torx.
+ tangetjes, vooral combinatietang, rechte en kromme radiotang, zijkniptang, draadstriptang.
+ goed zakmes
+ kleine soldeerbout, electrisch en/of op aanstekergas.
+ calculator of vervanger daarvoor (computer) voor het berekenen van gemeten waarden naar andere benodigde gegevens (denk aan Wet van Ohm).
+ eventueel: modulaire RJ tang voor aanknijpconnectoren zoals RJ10 (telefoonhoorn), RJ11 (telefoontoestel, en RJ45 netwerk-connectoren
+ EtherNet kabeltester voor zowel 10b2/COAX/BNC en 10bT/UTP/RJ45. Die laatste zijn met een multimeter moeilijk door te meten.
+ documentatie, zoals de handleiding van de multimeter, en kabel-schema's zoals Kabels3a, staat op de Big Ben Club CD-Rom 5. of andere informatie van je onderhanden zijnde project.

Materiaal:
+ soldeertin (verhaal apart i.v.m. lood)
+ losse stukjes draad en snoer om te kunnen "prutsen" en testen.
+ een paar banaanstekkers, contrastekkers en krokodillenbekjes.
+ onderdelen benodigd voor het project waar je aan werkt, b.v. een nul-modem-kabel.

7. eenvoudige schakelingen,
zoals een stroomkring (altijd rond)
en het verschil tussen serie-schakeling en parallel-schakeling.

8. eenvoudige uitleg van veel voorkomende electronische onderdelen:
- weerstand
- variabele weerstand (= potentiometer, denk aan volumeregelaar)
- condensator
op de verschillen tussen types (tantaal e.d.) gaan we hier niet verder in.
wel hoe ze er uit zien, en wat hun schematische voorstelling is.
en hun globale werking, zoals:
houdt gelijkstroom tegen, maar laat wisselstroom wel door.
- Elco's, of wel de polariteitsgevoelige condensator (+/-)
- de variabele condensator (ook wel afstemcondensator) in radio's b.v.)
- transistoren (alleen schema en gedeeltelijke werking)
- spoel en smoorspoel al dan niet met kernmateriaal.
- transformator, schema en eenvoudige werking, zoals spanningen wijzigen,
impedanties wijzigen (uitgangstrafo bij buizenversterkers b.v.
of ingangstrafo's voor microfoons).
galvanische scheiding (veiligheidstrafo).

9. Theoretische kennis van belangrijke grootheden:


   *  Spanning                U in Volt(s)   (parallel)
   *  Stroom                  I in Ampère(s) (seri"eel)
   *  gelijkstroom Weerstand  R in Ohm(s)
   o  wisselstroom Impedantie Z in Ohm(s)
   o  Reactantie              X in Ohm(s)  (weet ik zelf nog zeer weinig van)
   *  Vermogen                P in Watt(s)
* Frequentie F in Hz (wisselspanning/wisselstroom) o Zelf inductie L in Henry (spoelen) * Capaciteit C in Farad (condensatoren) o Magnetische veldsterkte H in mA/m (mili Ampere per meter)
* = belangrijk om te weten.
o = optioneel en soms leuk om te weten.
We meten met een multimeter immers altijd een of meer grootheden.

10. Wet van Ohm (van tante afblijven ;-)
Dat zijn eenvoudige rekenkundige formules tussen de grootheden.
Heel belangrijk om uit te rekenen.

11. Verschil wisselstroom ac~ versus gelijkstroom dc=BR> vaste spanning versus wisselende spanningen met nuldoorgangen.
niet transformeerbaar, wel transformeerbaar (door inductie).

12. Verschil gelijkstroom weerstand en wisselstroom impedantie.
Je moet alleen weten dat die verschillend zijn,
en niet op een hoop mag gooien, zeker niet in berekeningen.
Luidspreker-aansluitingen op geluidsversterkers zijn een mooi voorbeeld
van wisselstroom impedantie. Die beroemde 4 Ohm en 8 Ohm.
Je mag dus geen 4 Ohm box aan een 8 Ohm versterker hangen,
dan loopt er door de lage weerstand een te grote stroom
en blaas je zijn eindtrap op ;-(.
Versterker aan zonder boxen aangesloten mag ook niet,
want dan kan hij z'n vermogen niet kwijt. Hetzelfde geldt voor zenders.
Dat noemt men ook wel een open of niet afgesloten uitgang.
Vandaar soms dummie-weerstanden als vervanging.
En met een analoge of digitale multimeter meet je alleen de
gelijkstroom weerstand, niet de wisselstroom impedantie!
Zou je die uitkomst voor waar aannemen, dan meet je dus met twee maten.
Vandaar dus opletten "wat je aan het meten bent", of alternatieven zoeken.

13. Onderscheid sterkstroom (=> 50 Vac~ of 42 Vdc=)
en zwakstroom (=< 50 Vac~ of 42 Vdc=)

* gelijkstroom / zwakstroom 2 Vdc=, 3,3 Vdc=, 5 Vdc=, 6Vdc=, 12 Vdc= en 24 Vdc=.
organisatie; min aan massa, kleurcoderingen,
gevaren, zoals steeksleutel op accupolen.
* Wisselstroom, 6 Vac~, 12 Vac~, 115 Vac~, 230 Vac~ en 380 Vac~ 50 Hz / 60 Hz.
is transformeerbaar middels inductie in (gescheiden) spoelen.

14. * 1 en 3 Fasen, driehoek- en ster-schakelingen

1 Fase 50 Hz = 1 spoelwikkeling die 3000 rpm draait
1 Fase 50 Hz = 2 spoelen die op 1500 rpm draaien
1 Fase 50 Hz = 3 spoelen die op 1000 rpm draaien
1 Fase 50 Hz = 4 spoelen die op 750 rpm draaien

1 Fase 60 Hz = 1 spoelwikkeling die 3600 rpm draait
1 Fase 60 Hz = 2 spoelen die op 1800 rpm draaien
1 Fase 60 Hz = 3 spoelen die op 1200 rpm draaien
1 Fase 60 Hz = 4 spoelen die op 900 rpm draaien

3 Fase 50 Hz = 3 spoelen die op 3000 rpm draaien
3 Fase 50 Hz = 6 spoelen die op 1500 rpm draaien
3 Fase 50 Hz = 9 spoelen die op 1000 rpm draaien
3 Fase 50 Hz = 12 spoelen die op 750 rpm draaien

3 Fase 60 Hz = 3 spoelen die op 3600 rpm draaien
3 Fase 60 Hz = 6 spoelen die op 1800 rpm draaien
3 Fase 60 Hz = 9 spoelen die op 1200 rpm draaien
3 Fase 60 Hz = 12 spoelen die op 900 rpm draaien

15. * dynamo's, alternators, elektromotoren

16. * Zekeringen en aardlekschakelaars.
open en gesloten smeltzekeringen, automaten, traagheidsfactor.
glaszekering, helder en/of met zand gevuld.
voordelen/nadelen/veiligheid (vonkvorming).

17. * schakelingen
- Acculaders
- Omvormers

18. Galvanische scheiding, zwevende- en geaarde netten.
Bij voorbeeld telefoonleiding, boordnetten

19. Veelvoorkomend kleurgebruik van geïsoleerde aders;

Fase 230 Vac~ is bruin
Nul 230 Vac~ is blauw
RandAarde is Groen/geel
+ 12 Vdc= is vaak rood geisoleerd (auto's / schepen)
+ 12 Vdc= in computers is geel
+ 5 Vdc= in computers is rood
+ 3,3 Vdc= in computers is bruin
- 0 Vdc= in computers is zwart

20. * schema's lezen, echt niet zo moeilijk.

- Boordnetten (12 Vdc= / 24 Vdc=)
- Start-accu's, tractie-accu's en 2 Vdc=-cellen, sets
- Ampere meet shunts, b.v. 500 Ampere is 50 mili Volt.
- BBM accu-meting (2 DMM's) en lader meting V + A.
- Lichtnetten 230 Vac~
- Fase, Nul, RandAarde (beschermingsaarde, grondpen, scheepsaarde)
- Nul aan aarde bij trafo, generator, en omvormer.
- 3 fasen voor electrisch koken, ankerlier en autokraan.
- frequentieregelaars, en fase-omvormers
- het probleem van de aanloopstromen, 7 x overbelasting !
15 kVA elektro-lier die 90 kVA generator stil legt daarom een inschakelvertraging middels een weerstand bij een grote trafo.

21. * eigen stroom opwekking
- zonnecellen
- windmolen
- watergenerator
- schroefasgenerator
- verschil in hoofdleverancier wisselstroom generator, gelijkstroomgenerator) met name rendement, kosten, eenvoud, verbruik en lawaai.

22. Nogmaals nadruk op veiligheid:
-* Maak altijd het gedeelte waaraan je wilt werken spanningsloos.
-* waarschuw anderen aan welke gedeelte je werkt en zorg er voor dat de stroom van dat gedeelte niet per ongeluk (weer) ingeschakeld kan worden, b.v. met een briefje in de meterkast, haal die stop er dus uit.
-* gebruik goed en ge-isoleerd gereedschap.
-* En bovenal, meten is weten !

* gevaren: Stukje's uit bestand: Data.Graphics.EL-Schema.Boot.Veilig

(C) Henri Derksen, 14 september 2006, Versie 0.01