Alimentatore da banco
Dà una tensione regolabile e, soprattutto, un limite di corrente: se sbagli un collegamento, il circuito non brucia.
Ingegneria · Strumenti
Gli strumenti dell'ingegnere
Calibro, micrometro, multimetro e oscilloscopio: gli attrezzi con cui si misura il mondo. Qui li usi davvero, simulati, impari a leggerli e ti metti alla prova.
Misurare è il primo mestiere
Prima di progettare, costruire o riparare qualcosa bisogna sapere quanto: quanto è lungo, quanto è spesso, quanta tensione c'è. Ogni strumento risponde a una di queste domande, con una sua precisione. Saperlo leggere, e sapere quanto fidarsi del numero, è la differenza tra un pezzo che entra e uno da rifare.
Quattro parole che valgono per ogni strumento
RisoluzioneLa più piccola differenza che lo strumento riesce a mostrare. Un calibro ventesimale: 0,05 mm.
PrecisioneQuanto il numero letto è vicino al valore vero. Non è la risoluzione: uno strumento può mostrare tante cifre ed essere sbagliato.
RipetibilitàSe misuri dieci volte la stessa cosa, quanto sono vicine tra loro le dieci letture.
PortataIl valore massimo misurabile. Un calibro da 150 mm, un multimetro da 600 volt.
Regola pratica: lo strumento deve avere una risoluzione almeno dieci volte più fine della tolleranza che vuoi controllare. Per un foro da 8,00 ± 0,05 mm il calibro è al limite: serve il micrometro.
Gli altri attrezzi sul banco
Generatore di funzioni
Produce onde di prova (sinusoidi, quadre, triangolari) per vedere come reagisce un circuito. È il compagno dell'oscilloscopio.
Saldatore a stagno
Unisce i componenti. Quello a temperatura regolabile, intorno ai 330 gradi, fa saldature migliori e non rovina i pezzi.
Analizzatore logico
Come un oscilloscopio con tanti canali che vede solo 0 e 1: serve a leggere le comunicazioni tra chip.
Comparatore
Un orologio con una punta: non misura una lunghezza ma una differenza, al centesimo. Serve a controllare se una superficie è piana o un albero gira dritto.
Squadra e riga
La riga d'acciaio per le misure veloci, la squadra per controllare i 90 gradi.
Chiave dinamometrica
Stringe una vite con una forza precisa: scatta quando si raggiunge la coppia impostata.
Termocamera
Fa vedere la temperatura come un'immagine a colori: un componente che scalda troppo salta subito all'occhio.
Il calibro a corsoio
Fai scorrere il corsoio con il cursore: i becchi si aprono e le due scale si muovono come su un calibro vero. Poi impara a leggerlo.
Come si legge, in due passi
- I millimetri interi. Guarda lo zero del nonio (la scala piccola che scorre): l'ultima tacca della scala grande che ha superato sono i millimetri.
- I decimali. Cerca sul nonio l'unica tacca perfettamente allineata con una tacca qualsiasi della scala grande. Il suo numero sono i decimi; la mezza tacca vale 0,05.
- Somma. 12 millimetri più 0,65 fa 12,65 mm.
Perché funziona: il nonio
Il nonio è un trucco geometrico del Seicento. Le sue 20 divisioni occupano 39 millimetri: ognuna è lunga 1,95 mm, cioè 0,05 in meno di due millimetri. Se sposti il corsoio di 0,05 mm, si allinea la prima tacca; di 0,10, la seconda; e così via. L'occhio è bravissimo a vedere due righe che combaciano: così si legge il ventesimo di millimetro senza lenti.
risoluzione = 1 mm / numero di divisioni del nonioCon 10 divisioni: 0,1 mm (decimale). Con 20: 0,05 mm (ventesimale). Con 50: 0,02 mm (cinquantesimale).lettura = mm interi + (tacca allineata × risoluzione)La regola generale, valida per qualunque nonio.Le quattro misure che sa fare
Esterni
I becchi grandi stringono il pezzo: diametro di un tubo, spessore di una lamiera.
Interni
I becchi piccoli, in alto, si aprono dentro un foro o una cava.
Profondità
L'astina che esce dal fondo misura quanto è profondo un foro.
Gradini
Le due facce posteriori del calibro misurano il dislivello tra due piani.
Gli errori più comuni
- Stringere troppo. I becchi si flettono e la misura viene più piccola. Basta un contatto leggero.
- Tenerlo storto. Il pezzo deve stare a squadra tra i becchi, altrimenti si legge di più.
- Non controllare lo zero. A becchi chiusi deve segnare zero: se no, sporco o usura.
- Guardare di lato. La lettura va fatta con l'occhio perpendicolare alla scala (errore di parallasse).
- Usarlo per la stampa 3D senza pensarci. È lo strumento per verificare se la stampante «sbaglia»: misura un cubo di prova da 20 mm su tutti i lati.
Il micrometro
Una vite di precisione: ogni giro del tamburo avanza di mezzo millimetro. Girando di una tacca, ti sposti di un centesimo.
Come si legge, in tre passi
- I millimetri. Sulla bussola (la parte fissa), conta le tacche sopra la linea che il tamburo ha scoperto.
- Il mezzo millimetro. Guarda sotto la linea: se dopo l'ultimo millimetro è spuntata anche una tacca in basso, aggiungi 0,50.
- I centesimi. Leggi quale tacca del tamburo è allineata con la linea: vale da 0 a 49 centesimi.
passo della vite = 0,5 mm ; tamburo = 50 divisioniUn giro completo fa 0,5 mm. Ogni divisione vale 0,5 ÷ 50 = 0,01 mm.lettura = mm + (0,50 se spunta la tacca sotto) + centesimiEsempio: 7 mm, tacca sotto visibile, tamburo a 37 → 7 + 0,50 + 0,37 = 7,87 mm.Da sapere
- Usa sempre la frizione. La rotellina in fondo scatta quando la forza è quella giusta: così ogni misura è stretta uguale.
- Ha una portata corta. Di solito 0-25 mm; per pezzi più grandi servono altri micrometri (25-50, 50-75…).
- Sente il calore della mano. Tenuto a lungo, l'acciaio si dilata di qualche millesimo: nelle misure serie si impugna dalla parte isolata.
- Dove serve davvero. Diametro di alberi e cuscinetti, spessore di lamiere, diametro del filamento per la stampa 3D (1,75 mm ± 0,02).
Il multimetro
Scegli cosa vuoi misurare, gira il selettore, infila il puntale rosso nella boccola giusta e tocca. Se sbagli qui non succede niente: su uno vero, a volte sì.
0.00
V ⎓
Puntale nero: COM
Cosa tocchi con i puntali
Cosa c'è dentro i componenti che misuri
Il resistore
Frena la corrente e trasforma l'energia in calore. Il valore è scritto con fasce colorate. Si misura in ohm, a circuito spento.
V = R · I
Il condensatore
Due lamine separate da un isolante: accumula carica come un piccolo serbatoio, e la restituisce. Lascia passare le variazioni e blocca la corrente continua. Gli elettrolitici hanno un verso: il meno è segnato sul fianco.
Q = C · V · τ = R · C
Il diodo
Una valvola a senso unico: conduce in un verso solo, e per «aprirsi» gli servono circa 0,6 volt (un LED ne vuole da 1,8 a 3,3).
La fascia sul corpo indica il catodo, cioè l'uscita.
Il transistor
Un rubinetto comandato elettricamente. Nel BJT una piccola corrente in base ne comanda una grande tra collettore ed emettitore. Nel MOSFET basta una tensione sul gate, senza corrente.
Ic = hFE · Ib
Tutti i casi: come si prova ogni cosa
Tocca un caso per vedere dove mettere il selettore, dove i puntali e cosa devi leggere. Quasi tutti li puoi provare anche sul multimetro qui sopra.
Una pila è carica?
Selettore: V ⎓
Puntali: Rosso sul più, nero sul meno.
Cosa leggi: Una stilo nuova dà 1,5-1,6 V, una da 9 V supera i 9,4. Sotto 1,2 V (o 7,5 V) è da buttare. Attenzione: una pila scarica a vuoto può sembrare buona; la prova vera è sotto carico.
C'è tensione in un punto del circuito?
Selettore: V ⎓ oppure V ~
Puntali: Nero sulla massa (GND), rosso sul punto da controllare.
Cosa leggi: Leggi la tensione rispetto a massa. È il primo controllo di ogni riparazione: prima si guarda se l'alimentazione arriva.
Un cavo, un interruttore o una pista sono interrotti?
Selettore: 🔊 continuità
Puntali: Un puntale per capo, a circuito spento.
Cosa leggi: Se suona, la corrente passa. Per un interruttore: deve suonare in una posizione e tacere nell'altra.
Un fusibile è bruciato?
Selettore: 🔊 continuità
Puntali: Un puntale per capo, con il fusibile tolto.
Cosa leggi: Buono: suona e segna quasi zero. Bruciato: «OL». A volte il filo interrotto non si vede a occhio.
Quanto vale una resistenza?
Selettore: Ω
Puntali: Un puntale per capo, con almeno un piedino staccato dal circuito.
Cosa leggi: Deve stare entro la tolleranza (di solito 5%). Non toccare i due puntali con le dita: il corpo fa da resistenza in parallelo e falsa le misure alte.
Un potenziometro funziona?
Selettore: Ω
Puntali: Prima tra i due piedini esterni, poi tra il centrale e uno esterno.
Cosa leggi: Tra gli esterni leggi il valore totale, fisso. Tra il centro e un estremo il valore deve cambiare in modo regolare girando l'albero: se salta, la pista è consumata.
Un diodo è buono?
Selettore: ▶| prova diodi
Puntali: Rosso sull'anodo, nero sul catodo (la fascia). Poi invertili.
Cosa leggi: In un verso leggi da 0,5 a 0,8 V (0,2-0,3 per uno Schottky), nell'altro «OL». Lo stesso valore basso in tutti e due i versi (zero, o intorno a 0,4 V): è in corto. «OL» in tutti e due: è interrotto. Montato sulla scheda può dare letture strane per colpa dei componenti vicini: nel dubbio, stacca un piedino.
Un LED funziona, e qual è il suo verso?
Selettore: ▶| prova diodi
Puntali: Rosso sul piedino lungo, nero su quello corto.
Cosa leggi: Leggi da 1,8 V (rosso) a 3 V e oltre (blu, bianco), e spesso il LED si accende debolmente: così trovi anche il verso giusto. Alcuni multimetri non arrivano alla tensione dei LED blu.
Un condensatore è buono?
Selettore: ⊣⊢ capacità
Puntali: Prima scaricalo: una resistenza da 100 ohm a 1 kiloohm tra i piedini per qualche secondo, mai un cacciavite. Quelli grossi degli alimentatori possono restare carichi a tensioni pericolose anche a spina staccata. Poi un puntale per piedino, rispettando il verso negli elettrolitici.
Cosa leggi: Il valore deve stare entro la tolleranza stampata, di solito il 10 o il 20%. Molto più basso: è esaurito. Senza la funzione capacità, in ohm: la lettura sale da bassa a «OL» mentre si carica; se resta a zero è in corto.
Un transistor BJT è buono, ed è NPN o PNP?
Selettore: ▶| prova diodi
Puntali: Tieni un puntale sulla base e tocca con l'altro prima l'emettitore, poi il collettore.
Cosa leggi: NPN: con il rosso sulla base leggi circa 0,6-0,7 V verso gli altri due piedini, con il nero «OL». PNP: il contrario. Tra collettore ed emettitore sempre «OL». La lettura base-emettitore è un pelo più alta di quella base-collettore: così li distingui.
Un MOSFET è buono?
Selettore: ▶| prova diodi
Puntali: N-MOS: nero sul drain, rosso sul source.
Cosa leggi: Leggi da 0,4 a 0,9 V: è il diodo interno. Al contrario «OL». Poi tocca per un attimo gate (rosso) e source (nero) per «caricare» il gate: ora tra drain e source deve condurre. Metti in corto gate e source con un dito o un filo: torna a non condurre. Se conduce sempre, è in corto.
Un relè funziona?
Selettore: Ω e 🔊 continuità
Puntali: Prima i due piedini della bobina, poi i contatti.
Cosa leggi: La bobina deve dare da qualche decina a qualche centinaio di ohm (un comune relè da 12 V ne ha circa 360, uno da 5 V una sessantina): «OL» vuol dire filo interrotto. I contatti: tra comune e NC deve suonare, tra comune e NO no. Poi alimenta la bobina con la sua tensione (5, 12 o 24 V): si sente il «clic» e le due letture si scambiano.
Quanta corrente consuma un circuito?
Selettore: A ⎓, rosso nella boccola A
Puntali: Apri il circuito e metti il multimetro in mezzo, in serie.
Cosa leggi: Parti dalla portata più alta (10 A). Finita la misura, rimetti subito il puntale rosso in VΩ.
Un alimentatore dà la tensione giusta?
Selettore: V ⎓
Puntali: Rosso sul positivo, nero sul negativo dell'uscita.
Cosa leggi: A vuoto molti alimentatori danno un po' più del valore scritto: è normale. Se invece è molto più basso, o cala appena colleghi qualcosa, è guasto.
Che temperatura c'è?
Selettore: °C, con la sonda
Puntali: La sonda (termocoppia) nelle boccole indicate.
Cosa leggi: Solo sui multimetri che hanno questa funzione. La termocoppia produce una tensione piccolissima che cresce con la temperatura.
Che frequenza ha un segnale?
Selettore: Hz
Puntali: Come per la tensione.
Cosa leggi: Solo su alcuni modelli. Per PWM e segnali veloci è comodo, ma per vedere la forma serve l'oscilloscopio.
Le sigle sul multimetro
- COM
- La boccola del puntale nero: è il riferimento di ogni misura.
- VΩ (o V Ω mA)
- La boccola del rosso per quasi tutto: tensione, resistenza, continuità, diodi, capacità.
- 10 A
- La boccola del rosso per le correnti grandi. Ha un fusibile suo.
- OL
- «Over limit»: fuori scala. In ohm vuol dire circuito aperto.
- True RMS
- Il multimetro calcola il valore efficace vero anche quando l'alternata non è una sinusoide pulita (per esempio dopo un variatore di luce).
- AUTO
- Sceglie da solo la portata. Comodo, ma impiega un attimo in più.
- HOLD
- Congela il numero sul display, per leggerlo dopo aver staccato i puntali.
- CAT II, III, IV
- La categoria di sicurezza: dice in quali impianti lo strumento si può usare. Per un quadro elettrico serve almeno CAT III.
- hFE
- Lo zoccolo per misurare il guadagno di un transistor BJT, presente su alcuni modelli.
- 10 MΩ
- La resistenza interna in volt: così alta che lo strumento non disturba il circuito che misura.
Fonti di questi valori: le guide di Fluke su prova dei diodi ↗, capacità ↗, continuità ↗ e resistenza ↗; le schede tecniche di un diodo 1N4001 ↗, di un MOSFET IRLZ44N ↗ e di un relè Omron G5LE ↗. I valori cambiano un po' da un multimetro all'altro: conta il confronto tra un verso e l'altro, più del numero esatto.
Le tre misure, e come si collegano
Tensione (volt)
I puntali si appoggiano ai due capi del componente, senza staccare niente. Il multimetro «guarda» senza disturbare: ha una resistenza interna altissima, circa 10 milioni di ohm.
Corrente (ampere)
Il multimetro va messo in serie: si apre il circuito e la corrente passa attraverso lo strumento. Il puntale rosso va spostato nella boccola A. Se in questa posizione lo appoggi ai capi di una pila, fai un corto circuito.
Resistenza (ohm)
È lo strumento a mandare una piccola corrente nel componente. Per questo il circuito deve essere spento e, meglio, il componente staccato.
V = R · ILa legge di Ohm: tensione uguale resistenza per corrente. Con due delle tre grandezze trovi la terza.P = V · ILa potenza, in watt: quanta energia al secondo consuma o dissipa un componente.Sicurezza
- Prima la funzione, poi i puntali. Si gira il selettore prima di toccare il circuito, mai mentre si misura.
- Dopo aver misurato una corrente, rimetti il rosso in VΩ. È la dimenticanza che fa saltare più fusibili.
- La presa di casa non è un banco di prova. I 230 volt si misurano solo con strumenti e puntali adatti (categoria CAT III o superiore) e sapendo cosa si fa.
- Parti dalla portata più alta se non sai cosa aspettarti. I multimetri automatici la scelgono da soli.
Punti 0Record 0