ВАРІАНТИ ВИПРОБУВАЛЬНИХ СТЕНДІВ ДЛЯ ЕЛЕКТРОНІКИ

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою Мультиметрів, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Випробувальний стенд для електроніки: базовий, найкращий, найкращий

By Rudy Ramos, Mouser Electronics

Незалежно від того, чи розробляєте ви нові продукти для великої корпорації, пораєтеся з електронікою як хобі або працюєте десь посередині, наявність правильного випробувального обладнання для ваших потреб має важливе значення. Випробувальні стенди часто засіяні обладнанням, яке передавалося з покоління до покоління (що, безумовно, є свідченням цих виробників) або використовується спільно кількома відділами компанії. Тим не менш, правильне випробувальне обладнання не обов'язково - або навіть часто - найдорожче або повнофункціональне. Натомість правильне випробувальне обладнання залежить від вашого рівня досвіду в галузі електроніки та потреб у тестуванні.

У цій статті ми розглянемо такі основні частини обладнання випробувального стенду, викладемо міркування щодо купівлі обладнання, яке відповідає вашим потребам, та вивчимо, як обладнання випробувального стенду розвивається в міру того, як навички та вимоги стають більш просунутими:

Мультиметри:

Використовуються для перевірки цілісності, опору, напруги (В), вихідної напруги постійного струму та низького постійного струму (DC), а також для інших вимірювань

Джерела / Блоки живлення постійного струму:

Використовуються як надійне джерело постійного струму для розробки та тестування схем у різних умовах

Паяльні станції:

Використовуються для створення схем шляхом з'єднання електронних компонентів

Осцилографи:

Використовуються для вимірювання зміни електричного сигналу з часом, що дозволяє отримати різні дані, включаючи амплітуду, частоту, час наростання, спотворення та шум, а також інші параметри.

Аксесуари:

Використовуються для забезпечення вашої безпеки та полегшення тестування

Базовий випробувальний стенд

Малюнок 1: Найчастіше виконання більшості ремонтів друкованих плат виявляється досить базової конфігурації електронного стенда. (Джерело: vgajic/Getty Images)

Базовий випробувальний стенд ідеально підходить для старшокласників та студентів коледжів, любителів та майстрів, які займаються нескінченною кількістю можливих додатків електроніки, починаючи від аудіо та зв'язку до робототехніки та бездротового зв'язку... та безліччю додатків між ними. Для цих ентузіастів правильне обладнання має не тільки відповідати потребам тестування, а й бути простим у використанні та не створювати перешкод, які заважають прогресу.

Мультиметр

Мультиметр, також відомий як VOM (вольт-ом-міліамперметр), є базовим інструментом на вашому електронному стенді, тому вибір того, який відповідає вашим вимогам до тестування, є точним і простим у використанні, є ключовим. Для базового випробувального стенду портативні цифрові мультиметри (DMM) пропонують кілька переваг:

Вони забезпечують портативність та точність за доступною ціною.

• З них легше зчитувати показання, не потрібно розраховувати точне значення, і в них немає частин, що рухаються, які з часом зношуються.
• Вони точніше своїх аналогових побратимів, оскільки не схильні до паралаксних помилок (тобто сприйнятому зміщенню положення об'єкта при спостереженні з різних точок).

Інші аспекти, які слід враховувати під час вибору портативного цифрового мультиметра:

• Дозвіл і кількість цифр, що відображаються.
• Можливість вимірювання істинної середньоквадратичної (RMS) напруги, яка точно вимірює чисті та складні форми хвиль.
• Можливість виміру температури.
• Ці цифрові мультиметри від Extech та Fluke є прикладами портативних цифрових моделей, що ідеально підходять для базового випробувального стенду:

Extech EX300 Digital Multimeters

Fluke 107 Palm-Sized CAT III Digital Multimeter

Раздел МУЛЬТИМЕТРЫ на сайте Магазина Gtest®

Джерела / Блоки Живлення постійного струму

Припустимо, ви плануєте запитати будь-яку плату виробника або хочете забезпечити харчування для нової розробленої схеми. У цьому випадку вам потрібне надійне джерело постійного струму для розробки та тестування схем у різних умовах. Ми рекомендуємо імпульсне джерело постійного струму (SMPS) для базового випробувального стенду, який використовує імпульсний регулятор для керування перетворенням електроенергії зі змінного струму на постійний. Хоча SMPS зазвичай генерують високочастотний шум, який може вплинути на навколишню чутливу електроніку, SMPS пропонують ключові переваги для базових потреб випробувального стенду:

• Вони легші і компактніші за лінійні блоки живлення.
• Їх показники ефективності вищі, тому вони працюють прохолодніше, ніж їхні лінійні аналоги.

Модель із змінною напругою з верхнім діапазоном 10 А та 30 В гарантує вам достатнє струмове навантаження для задоволення різних потреб.

Ці блоки живлення постійного струму від B&K Precision та Global Specialties є хорошими прикладами:

B&K Precision 1747 Двойной диапазон постоянного тока 

Источник питания Global Specialties 1325 DC

Раздел Блоки Питания Постоянного Тока  на сайте Магазина Gtest®

Паяльні станції

Базова паяльна станція повинна, як мінімум, включати блок живлення, паяльник, підставку та губку. При виборі паяльної станції для базового верстата шукайте ту, яка має регульовану температуру до 450-550 градусів за Цельсієм, щоб задовольнити більшість потреб. Аналоговий контроль температури підходить для більшості видів паяння на верстаті, але цифрова паяльна станція забезпечує надзвичайно високоточний контроль температури. Ця цифрова паяльна станція WE потужністю 70 Вт від Apex Tool Group ідеально підходить для базового випробувального стенду.

Осцилографи

Студенти, любителі та новачки часто виявляють, що для тестування схем їм достатньо портативного цифрового мультиметра. Однак коли ці вимоги починають включати усунення несправностей, налагодження або діагностику схем або роботу з сигналами, що включають шини, імпульсні сигнали або швидкі схеми, може знадобитися осцилограф (або O-scope). Осцилограф вимірює зміни електричного сигналу з часом; ці вимірювання відображаються у вигляді різних типів сигналів, які видають різні дані, включаючи амплітуду, частоту, час наростання, спотворення та шум серед інших електричних параметрів.

Порівняно з іншим необхідним обладнанням для випробувальних стендів осцилографи, як правило, дорогі, тому ви, можливо, не захочете вкладати гроші в один, поки вам не знадобиться усувати проблеми — а не просто вимірювати — схеми.

Загалом ми рекомендуємо вибирати портативну модель, наприклад, B&K Precision 2190E або Seeed Studio DSCope U3P100. Обидва кишенькові осцилографи — прості у використанні та недорогі варіанти, що мають високу продуктивність, яка допоможе студентам інженерних спеціальностей, любителям або ентузіастам електроніки налагоджувати та аналізувати свої схеми.

Раздел ОСЦИЛЛОГРАФЫ  на сайте Магазина Gtest®

Аксесуари

Практичні аксесуари для базового випробувального стенду включають електростатичний килимок та браслет на зап'ястя, які заземлюють вас та запобігають пошкодженню компонентів через електростатичний розряд. Крім того, ручні інструменти, такі як кусачки та стрипер, обтискні кліщі, викрутки та пінцети, незамінні при тестуванні електроніки.

Випробувальні стенди середнього класу

Т.М. «Проміжні» користувачі можуть включати викладачів, студентів та аматорів, а також фахівців з технічного обслуговування та ремонту, які збирають, усувають неполадки та чинять електроніку. Загалом, їх потреби у випробувальному стенді вимагають більшої кількості входів/виходів, вищої потужності/ «ватності», додаткових функцій та продуктів, які легко налаштовувати, використовувати та контролювати, але які є достатньо надійними, щоб задовольняти найвибагливіші потреби у вимірах. Випробувальні стенди середнього рівня можуть також включати обладнання, яке призначене для певної сфери застосування або технології.

Мультиметри

Мультиметри середнього класу мають:

• Краща роздільна здатність і більше цифр, що відображаються
• Подвійні дисплеї
• Можливості вимірювання частоти, періоду, статистики, гістограм та багато іншого

Мультиметри середнього рівня, такі як цифровий мультиметр EDU34450A/120 від Keysight, поєднують у собі високу продуктивність, довговічність, надійність, простоту використання та точність VDC. Рекомендується калібрувати ці настільні мультиметри середнього рівня з регулярними інтервалами, бажано щороку.

Джерела / Блоки Живлення Постійного Струму

При виборі джерела живлення для випробувального стенду середнього рівня враховуйте типи випробувань, які ви будете проводити.

Наприклад:

• Вам потрібен постійний струм і напруга, змінний струм і напруга чи те, й інше?
• Вам потрібне програмоване джерело живлення для ручного налаштування вихідного сигналу?
• Вам потрібне лінійне джерело живлення для обробки сигналів, збору даних та тестування ланцюгів управління?
• Вам потрібне джерело безперебійного живлення (ДБЖ) для запобігання перебоям у подачі живлення?
• Вам потрібні два окремі джерела живлення для проведення низьковольтних, так і високовольтних, високовольтних випробувань?

Паяльні станції

Паяльна станція середнього класу має додаткові функції та можливості, які підвищують продуктивність та ефективність паяльної станції. До них можуть належати графічний РК-дисплей, блок відведення диму, розпізнавання паяльного інструменту, нагрівальні пластини, можливість оновлення прошивки станції та автоматичний режим очікування, і це лише деякі з них. Паяльні станції Apex Tool Group WT1 та WT1H є чудовими прикладами паяльної станції середнього класу.

Осцилографи

Найбільші відмінності між базовими та середніми осцилографами полягають у смузі пропускання та часу наростання (швидкості фронту). У той час, як базові осцилографи мають максимальну смугу пропускання менше 100 МГц, моделі середнього діапазону можуть мати максимальну смугу пропускання 500 МГц. Можливості збільшеного часу наростання (швидкості фронту) допомагають користувачам точніше вимірювати імпульси та кроки, подібні до тих, які зустрічаються в сигналах синхронізації, де точні вимірювання часу наростання мають вирішальне значення для вимог до їх проектування.

Аксесуари

Практичне приладдя для випробувального стенду середнього класу включає:

• Витяжка диму від припою, що сприяє охороні здоров'я та безпеки, витягуючи дим та пари від припою на основі свинцю за допомогою HEPA-фільтру або фільтрації з активованим вугіллям.
• Кільцева лупа, яка полегшує перегляд дрібних деталей та знижує стомлюваність.
• Прецизійні лещата, які звільняють руки від необхідності тримати деталі під час роботи з ними.

Випробувальні стенди вищого класу

Малюнок 2: Високоякісні осцилографи дозволяють інженерам-електрикам глибоко проникати в конструкцію своїх схем і проводити докладний аналіз важких електричних сигналів. (Джерело: ilbusca/Getty Images)

Випробувальні стенди вищого класу використовуються інженерами-конструкторами, сертифікованими фахівцями з електроніки та фахівцями з електроніки, які працюють зі стандартами. Випробувальні стенди для цієї групи фахівців включають обладнання, яке як калібрується, так і спеціалізоване для підтримки їх застосування. У той час як ми побачили, що випробувальне обладнання середнього класу набуває функцій, входів і виходів для великого обсягу та багаторазового використання, обладнання для цієї висококласної групи, як правило, має менше спеціалізованих функцій і натомість фокусується на максимально можливій точності та спеціалізованих додатках.

Висновки

Незалежно від того, чи є ви досвідченим інженером або любителем електроніки, що тестує свою першу просту схему, ваше випробувальне стендове обладнання має бути налаштоване відповідно до ваших потреб у тестуванні, щоб забезпечити оптимальні результати та досвід. Таке обладнання, як мультиметри, блоки живлення, паяльні станції та осцилографи, необхідне для тестування. Конкретні можливості та характеристики випробувального стендового обладнання варіюються від мінімальних можливостей на фундаментальному рівні до багатофункціональності та багатофункціональності в середній точці, а потім спускаються до меншої кількості, більш конкретних можливостей та функцій на верхньому рівні. Вибір випробувального стендового обладнання включає розгляд ваших поточних потреб і бюджету, а також того, як ваші потреби можуть змінитися в майбутньому.