ابزارآلات قدرت مدرن (مانند دریل‌های شارژی، فرزها و اره‌ها) به‌جای موتورهای ساده یا قدیمی، اغلب از موتورهای بدون جاروبک و سیستم‌های کنترل الکترونیکی پیچیده (مانند کنترل‌کننده‌های pwm - Pulse Width Modulation) استفاده می‌کنند. در حالی که یک مولتی‌متر ساده برای اندازه‌گیری ولتاژ و مقاومت کافی است، برای عیب‌یابی دقیق این مدارات الکترونیکی نیاز به ابزاری است که بتواند سیگنال‌ها را در حوزه زمان مشاهده کند: اسیلوسکوپ (Oscilloscope). اسیلوسکوپ‌های دستی با قابلیت حمل بالا، ابزاری ایده‌آل برای تشخیص مشکلات در محل تعمیرات هستند.
۱. اصول فنی و برتری اسیلوسکوپ
وظیفه اصلی اسیلوسکوپ نمایش ولتاژ بر حسب زمان است، که تصویری گرافیکی از نحوه عملکرد یک مدار فراهم می‌کند.
الف) محدودیت‌های مولتی‌متر
مولتی‌مترها فقط می‌توانند مقادیر میانگین rms ولتاژ یا جریان را اندازه‌گیری کنند. در یک مدار ، که ولتاژ به سرعت روشن و خاموش می‌شود، مولتی‌متر نمی‌تواند پهنای پالس یا فرکانس سیگنال را که برای عملکرد صحیح موتور حیاتی است، نشان دهد.
ب) توانایی‌های اسیلوسکوپ
اسیلوسکوپ اطلاعات حیاتی زیر را فراهم می‌کند:
پهنای پالس : مدت زمانی که سیگنال در حالت "روشن" است (تعیین‌کننده سرعت و گشتاور موتور).
فرکانس : تعداد پالس‌ها در ثانیه (نرخ سوئیچینگ کنترلر).
دامنه : حداکثر ولتاژ سیگنال.
شکل موج : نمایش دقیق نوسانات، نویز و وجود هارمونیک‌ها.
۲. عیب‌یابی اجزای کلیدی ابزار قدرت
سیستم‌های عمدتاً شامل سه جزء الکترونیکی هستند که با اسیلوسکوپ عیب‌یابی می‌شوند: باتری/منبع تغذیه، واحد کنترل (کنترلر/esc)، و سیم‌پیچ‌های موتور.
الف) عیب‌یابی سیگنال‌های کنترل PWM
واحد کنترل سرعت موتورهای از پالس‌های PWM برای تنظیم سرعت استفاده می‌کند.
تکنیک: پراب اسیلوسکوپ را به خروجی کنترلر (خطوط فاز موتور) متصل کنید.
تشخیص عیب:
عدم تنظیم سرعت: با افزایش سرعت موتور، پهنای پالس باید افزایش یابد (سیگنال مدت زمان بیشتری در حالت ON بماند). اگر پهنای پالس تغییر نکند، کنترلر سرعت (گاز) معیوب است.
آسیب ترانزیستور MOSFET: در صورت شکست داخلی یکی از ترانزیستورهای قدرت، ممکن است سیگنال PWM در یک یا دو فاز کاملاً از بین برود یا دارای شکل موج نامنظم (Nonsymmetrical) باشد. این نقص، باعث لرزش یا عدم چرخش موتور می‌شود.
ب) عیب‌یابی حسگرهای اثر هال HALL
موتورهای BRUSHLESS برای تعیین موقعیت روتور و زمان سوئیچینگ فازها HALL Sensor، از استفاده می‌کنند که یک سیگنال دیجیتال (موج مربعی) تولید می‌کنند.
تکنیک: اتصال دو کانال اسیلوسکوپ به خروجی دو حسگر هال.
تشخیص عیب: در حین چرخش آرام موتور، باید دو موج مربعی با اختلاف فاز مشخص ( 120 درجه) مشاهده شود. اگر موج مربعی یکی از حسگرها وجود نداشته باشد یا نویز داشته باشد، آن حسگر یا سیم‌پیچی آن آسیب دیده است.
ج) پایش نویز و ریپل (Ripple) باتری
باتری‌های شارژی تحت بارهای لحظه‌ای بزرگ، ریپل ولتاژ تولید می‌کنند که می‌تواند به مدارات حساس کنترل آسیب برساند.
تکنیک: اتصال پراب به ترمینال‌های خروجی باتری در حین کارکردن ابزار با حداکثر توان. تنظیم اسیلوسکوپ در حالت AC Coupling برای مشاهده فقط مولفه ریپل.
تشخیص عیب: ریپل ولتاژ بیش از حد (معمولاً بالای 100 میلی ولت ) در باتری، نشان‌دهنده نقص در باتری یا اتصال نامناسب است.
۳. ملاحظات عملیاتی برای اسیلوسکوپ دستی
استفاده ایمن و مؤثر از اسیلوسکوپ‌های دستی در محیط‌های کارگاهی نیازمند رعایت نکات خاصی است:
پراب‌های ایزوله‌شده و ایمنی: به دلیل کار با مدارهای قدرت و ولتاژهای بالا، استفاده از پراب‌های اندازه‌گیری استاندارد 10X (که دامنه ولتاژ را تقسیم می‌کنند) ضروری است. در صورت عیب‌یابی مدارات متصل به برق شهر، باید از پراب‌های ایزوله‌شده (Differential Probes) استفاده کرد تا از اتصال کوتاه و خطر شوک الکتریکی جلوگیری شود.
تنظیم زمان مبنا (Time Base): برای مشاهده سیگنال‌های PWM (که فرکانس بالایی دارند)، تنظیمات Time/DIV باید در محدوده میکروثانیه قرار گیرد. برای دیدن یک سیکل کامل موتور، تنظیمات در محدوده میلی‌ثانیه مناسب است.
تغییر فاکتور میرایی (Attenuation Factor): هنگام استفاده از پراب‌های 10X، باید اطمینان حاصل شود که اسیلوسکوپ تنظیمات را بر روی 10X قرار داده تا ولتاژ نمایش داده شده صحیح باشد.
۴. نتیجه‌گیری
اسیلوسکوپ‌های دستی ابزاری ضروری برای هر تکنسینی هستند که با ابزارآلات قدرت مدرن کار می‌کند. در حالی که مولتی‌متر می‌تواند یک قطعه سوخته را نشان دهد، تنها اسیلوسکوپ است که می‌تواند نقایص ظریف در زمان‌بندی، فرکانس و شکل پالس‌های PWM را آشکار سازد. تسلط بر تکنیک‌های اتصال پراب و تفسیر شکل موج‌ها، زمان عیب‌یابی مدارات کنترل موتورهای را به شدت کاهش داده و دقت تعمیرات را تضمین می‌کند.
