2022'de Dijital Multimetrenizin Kesinlikle Desteklemesini İstediğiniz Beş Konu
(Andrea Vinci)
Dijital multimetreler (DMM'ler) günümüzde en yaygın kullanılan elektronik test ekipmanı parçaları arasındadır ve ev tipi elektrik testlerinden, laboratuvarlara, saha hizmetlerine, masaüstü cihazlara, Nesnelerin İnterneti'ne (IoT) ve sensör testlerine, fabrikaların otomatik kurulumuna ve çok daha fazlasına kadar her yerde kullanılır. DMM'ler çoğunlukla elektriksel değerleri ölçmek için kullanılır. Günümüzde temel çözünürlüğe sahip en ekonomik DMM'ler bile standart olarak otomatik aralık, arkadan aydınlatma veya renkli ekran gibi özelliklere sahiptir. Zorunlu gerilim ve akım (AC/DC) ölçümlerine ek olarak direnç, sıcaklık, frekans ve kapasitans ölçümlerini de destekleyebilirler.
Teknolojik gelişmeler, özellikle laboratuvar tezgahlarında kullanılan üniteler için DMM işlevselliğine olan talepleri artırdı. 2022 ve sonrası için dijital multimetrenizde kesinlikle olmasına ihtiyaç duyacağınız beş özellik şunlardır:
● (Cloud) Bulut bağlantısı: USB stickler kullanmadan, anlık verileri doğrudan bulut havuzlarına ve interaktif sanal çalışma ekranlarına aktarma yeteneği
● Ünite üzerinde büyük hassas ekranlar ve dokunmatik ekran arayüzleri.
● Programlanabilirlik; birimin yerel olarak elde edilen verilere dayalı kararlar almasına izin verme ve çoğunlukla diğer uydu birimlerinin kontrolü dahil olmak üzere karmaşık eylemlerin yürütülmesini hızlandırma için.
● Üniteyi dizüstü bilgisayardan kontrol etmek ve otomatik raporlar oluşturmak için kapsamlı bir yazılım paketi.
● Herhangi bir veriyi kaçırmadan geçici yakalama için hızlı bir dijitalleştirme özelliği
1. Bulut Arayüz Yeteneklerine Sahip Dijital Multimetreler
Genel olarak DMM'ler elektronik test bilgilerini yalnızca cihaz ekranında görüntüleyen el tipi cihazlardır. Bu bilgiyi başka kişilerle kolayca paylaşmanın veya internete aktarmanın bir yolu yoktu. Şekil 1'de gösterildiği gibi son teknoloji ürünü DMM'ler, doğrudan DMM cihazından veri akışlarını izleyebilen ve kaydedebilen başlangıç seviyesi IoT veri akışı hizmetine bağlanmak için dahili basit bir yazılım kullanır. Kullanıcılar, doğrudan kontrol panelinden bir eşiğe ulaşıldığında ölçüm eşikleri ayarlayabilir, e-posta ve metin uyarıları alabilir.
Şekil 1. Bulut veri paylaşımı, sinyal analizini cihazlardan mobil cihazlara taşınabilir hale getirir.
Başlangıç Seviyesi Yazılım ; Bir hizmet platformu entegrasyonu olarak DMM’e uzaktan izleme yeteneği, ayrıca –bir PC veya harici yazılıma ihtiyaç duymadan - veri görselleştirme, tetikleme ve veri paylaşma yeteneği için gerçek zamanlı etkileşimli ekranlar sağlar. Uzaktan erişim özelliği, kullanıcıların dünyanın herhangi bir yerindeki mobil cihazlar da dahil olmak üzere herhangi bir tarayıcıda DMM'den gelen elektronik verileri uzaktan izlemesine ve analiz etmesine olanak tanır. Bu yetenek, çoklu sinyal izleme için tarama kartlarını destekleyen DAQ6510 gibi "veri kaydediciler (DataLogger)" olarak adlandırılan çok kanallı DMM'ler için de mevcuttur.
Şekil 2. Başlangıç seviyesi İnternet ve Bulut Özelliklerine sahip Tektronix- Keithley DMM6500
2. Büyük ekranlar ve Dokunmatik Ekran arayüzleri
Modern DMM'ler, birden fazla hattı görüntülemeyi, sanal düğmeleri kullanmayı ve DMM ekranında elektronik sinyallerin operatörün, üniteye laboratuvardan daha uzak olduğu fabrika ortamlarında bile açıkça görülebilmesini sağlayan büyük dokunmatik ekranlara ve etkileşimli gösterge paneline sahiptir.
Şekil 3. Osiloskop “benzeri” sinyal analizine sahip Büyük Dokunmatik Ekran Arayüzü
Bir dokunmatik ekranın “dokun ve yakınlaştır" özelliği, bu son derece karmaşık cihazları günlük bir cep telefonu kadar basit ve yeni nesil mühendisler için son derece tanıdık hale getirir.
3. Modern DMM'lerde Programlanabilirlik
DMM'ler genel olarak, test ve ölçüm cihazlarının kontrolü için tek tip ve tutarlı bir dil olarak Programlanabilir Cihazlar için Standart Komutlar (Standard Commands for Programmable Instrument- SCPI) programlama arayüzünü kullanmıştır. Önceden bu, DMM'de kullanılabilen tek programlama yöntemiydi. Bununla birlikte, modern DMM'ler, zamandan tasarruf etmek ve çoğunlukla zorlu üretim gereksinimlerini karşılamak için ölçümleri otomatikleştirmek için programlama esnekliğine ihtiyaç duyar.
Şekil 4.İşlevler ve ölçüm ayarlarına, sezgisel kullanıcı arayüzlerinden, API'den ve ayrıca işlevlerden erişilebilir olmalıdır.
Modern DMM'ler genellikle kullanıcıların üniteyi kontrol etmek için Python gibi dillerde kendi kodlarını yazmalarına izin verir. Ek olarak, DMM'ler, kullanıcıların kullanıcı arayüzünü özelleştirmesine, ekranı değiştirmesine veya bilgilerin nasıl otomatikleştirildiğine dair fabrikada yüklenen uygulamaları içerebilirler. Şekil 2'de gösterilen DMM, gömülü bir mikroişlemci içerir ve kullanıcıların kontrol komutlarını girmesine ve cihazın kendi içinde indirilip, saklanabilecek test komut dosyaları yazmasına olanak tanıyan bir Test Komut Dosyası Programlama (TSP) komut dosyası dili içerir.
4. Kapsamlı Yazılım Paketi ve Diğer Birimlerle Etkileşim
Modern DMM'ler artık kapasitans, sıcaklık (RTD, termistör, termokupl) ve değişken akım kaynaklarıyla diyot testi dahil olmak üzere diğer elektronik ölçümler için genişletilmiş yetenekler içeriyor. Şekil 1'de gösterilen DMM, KickStart adlı bir yazılım uygulaması tarafından desteklenmektedir. Kickstart, kullanıcıların birden fazla cihazdan (DMM'ler, güç kaynakları, SMU cihazları, veri kaydediciler, elektrometreler gibi hassas birimler ve hatta birkaç Tektronix osiloskop modeli dahil) verileri yapılandırmasına, test etmesine ve toplamasına izin veren bir Cihaz PC Kontrol Yazılımıdır. Kullanıcılar aynı anda sekiz cihaza kadar kontrol edebilir ve her cihazdan milyonlarca veri okuyabilir. Yazılım, anormallikleri ve eğilimleri keşfetmeye yardımcı olan çizim ve karşılaştırma araçları içerir.
Şekil 5: Tüm cihazların kontrolüne ve ölçüm raporlamasına izin veren Tektronix Keithley yazılım paketi kontrol paneli
Kullanıcılar, ek analiz veya test güncellemelerini paylaşmak için test yapılandırmalarını kaydedebilir ve verileri dışa aktarabilir. Bu gelişmiş yazılım paketleriyle ilgili en önemli nokta, bunların düzenli olarak bakımının yapılması, geliştirilmesi ve lisans modellemesinde kalıcı lisans satın alımına daha uygun maliyetli bir alternatif olarak, değişken süreli lisans kullanımının yanı sıra yıllık lisans satın alımlarına da izin verilmesidir.
5. Hızlı Sayısallaştırıcı
Kendiniz için doğru DMM'yi seçerken, çözünürlük ve doğruluk dikkate alınması gereken ana parametrelerdir. Çözünürlük, DMM'de görüntülenen ve ölçülebilir ayrıntı düzeyidir, genel olarak 3 ½ ile 7 ½ basamak gibi bir buçuk tam sayıdan oluşan bir sayıdır. Bir DMM'nin çözünürlüğü, kullanılan tümleşik ADC'ye (analog-digital converter) ve tam dönüştürme sırasında maksimum sayım sayısına bağlıdır. Yüksek çözünürlüklü DMM'ler tipik olarak yüksek doğruluğa sahip olsa da, bu iki özellik aynı değildir. Doğruluk, sayısallaştırıcının doğruluğuna, ayrıca gürültü düzeyine, dahili referansların kararlılığına ve diğer niteliklerin yanı sıra DMM'yi tasarlamak için kullanılan tüm elektronik bileşenlerin toleransına da bağlıdır.
Ancak buna ek olarak, sayısallaştırıcının hızı da önemlidir. Hızlı sayısallaştırıcı, DMM seçerken göz önünde bulundurulması gereken önemli bir özelliktir. Bazı Keithley modern DMM'leri, ölçülen sinyalin osiloskop benzeri bir görünümünü sağlayan ve kullanıcıların genellikle IoT alanında ihtiyaç duyulan hızlı geçişleri yüksek doğruluk ve çözünürlükle birlikte yakalamasına olanak tanıyan bir (1-MS/s) 18 bit sayısallaştırıcıyı entegre eder.
Şekil 6. Modern DMM'lerdeki Hızlı Sayısallaştırıcılar, hızlı sinyal değişikliklerinin izlenmesine yardımcı olabilir
Hızlı bir sayısallaştırıcı, bir IoT ürününün düşük güçte uyku modundan tam güç iletim moduna ve yük akımı patlamasına kadar tüm durumlarında mevcut güç tüketimini yakalayabilir. Yük akımının bir profilini yakalamak, kullanıcının IoT cihazına güç sağlayan pilin kapasitesine dayalı olarak pil ömrünü değerlendirmenin anahtarı olan ortalama bir boşaltma akımı değerini hesaplamasına olanak tanır.
Çok kanallı karmaşık fabrika test ortamlarında DMM'leri kullanma örneği
DMM'ler, anahtar sistemleriyle birleştirildiğinde çok sayıda kanala hassas ölçüm yeteneği sunabilir. Bu yüksek kanallar veya yüksek kapasiteli DMM'ler genellikle DataLogger'lar olarak adlandırılır ve laboratuvarlara hizmet vermek yerine çoğunlukla monte edilmiş ürün imalat testleri için kullanılırlar. Yaygın olarak ölçülen fiziksel parametrelerden biri olan sıcaklık taramasının temel örneğini ele alalım. Cihazların sıcaklık ölçümü tipik olarak, termokupl ölçümleri için otomatik soğuk referans bağlantı kompanzasyonuna sahip geçmeli anahtar modüllerini kullanarak termokupllı bir çevre odasında ölçüm almayı içerir.
Şekil 7. Veri kaydediciler(DataLogger)’e, endüstriyel ortamda süreçleri ve sinyalleri izlemek için çoklu kanal çoklayıcı ve tarama kartları yerleştirilebilir.
DAQ6510, esas olarak, çeşitli takılabilir anahtar modüllerini ve Bulut veri akışı, KickStart Cihaz Kontrol Yazılımı desteği, çözünürlük, hızlı tarama ve dokunmatik ekran arayüzü dahil olmak üzere yukarıda bahsedilen tüm temel beş özelliği sunan, geniş işlevsellik yelpazesini destekleyen bir DMM'dir.
Özet
Dijital multimetre (DMM) test cihazları, elektriksel değerleri ölçmek için onlarca yıldır kullanılmaktadır. DMM'ler artık bulut akışı ve etkileşimli gösterge paneli, dokunmatik ekran arayüzleri, programlanabilirlik, uzaktan yazılım kontrolü ve hızlı sayısallaştırıcı özellikleri gibi özelliklerle dijital çağa geçti. Eski DMM'leri kullanmak, mühendisleri günümüzün giderek karmaşıklaşan cihazları için ihtiyaç duydukları hızlarda ve esneklikte test yapmaktan alıkoyabilir. Internet erişimli her tür yapıdan, gelişmiş otomotiv çözümlerine ve kablosuz iletişimlere kadar yeni DMM'ler, dijital ürün inovasyonunu yönlendirmeye yardımcı olabilir.
Yazar:
TAGLINE: Andrea Vinci, Tektronix'te EMEA Teknik Pazarlama Müdürü olarak görev yapmaktadır. Keithley ürünleri portföyünden sorumludur.
Padova Üniversitesi'nden Elektronik Mühendisliği alanında yüksek lisans derecesine sahiptir ve Elektronik ve T&M endüstrisinde 20 yılı aşkın deneyime sahiptir.