Мультиметр: напряжение, ток и прозвонка

Ночник на фоторезисторе молчал с самого утра, и я решительно взялся за первый в жизни мультиметр. Крутил его по всей макетке в том режиме, в котором он был включён с завода: прибор честно показывал 0,00 на батарейке, на светодиоде, на проводах. Я сделал вывод — батарейка села, отнёс её в ящик «мёртвых», полдня ходил без питания, пока сосед по столу не ткнул пальцем: «У тебя щупы в гнезде десять ампер, а режим — вольты». Батарейка была живая, схему я потом починил за пять минут, а полдня и одна честная батарейка стали платой за неграмотность с прибором.

Тупик был не в приборе, а во мне: мультиметр — это три разных прибора в одном корпусе, и у каждого свои правила подключения. Перепутал правила — получил нули там, где пять вольт, или короткое замыкание там, где хотел померить ток. Со вторым я тоже познакомился, и предохранитель в миллиамперном гнезде сгорел тихо, без дыма.

Разбираем все три режима с правилами подключения, гнёзда щупов и типовые ошибки, а потом — методику, которая находит обрыв в макетке за минуту. Минус схемы и его ошибки разобраны в уроке про общий провод, откуда брать «куда тыкать чёрным щупом» — оттуда.

Напряжение, режим V⎓ (DCV) — параллельно участку. Цепь не разрываем: чёрный щуп на общий минус, красный — в интересующий узел. Прибор сам подсаживает на себя микроскопический ток и показывает разность потенциалов. Ток, режим A⎓ (DCA) — в разрыв цепи: ток обязан пройти через прибор, поэтому цепь физически размыкается и замыкается щупами. Прозвонка и сопротивление, значок диода или Ω — только на обесточенной схеме: прибор меряет, пропуская собственный слабый ток, и любое внешнее питание ломает показания.

Гнёзда щупов — отдельная глава, в которой я заплатил батарейкой и предохранителем. Красный щуп постоянно живёт в гнезде VΩmA; переезжает в гнездо 10A или мА только на время замера тока — и сразу обратно, это моё железное правило. Причина проста: гнездо 10A соединено с минусовым щупом через кусок провода и шунт в доли ома. Прибор, воткнутый в 10A и приложенный к батарейке параллельно, — это закороченная батарейка. Предел ставлю с запасом: про светодиодную цепь знаешь, что там 13 мА, — ставь предел 200 мА, а не 2 мА.

Про пределы на диске — коротко, потому что именно тут новички теряются. На ручном приборе числа вокруг диска — это верхняя граница диапазона: «20» в вольтах — до двадцати вольт, «200m» — до двухсот миллиампер. Превысил — увидишь «1» на диске: не поломка, а просьба поднять предел. Автоматические приборы сами выбирают диапазон и про это молчат — просто жди полсекунды, пока число устоится. И режим переменного/постоянного не путать: батарейка и плата — это ⎓, V с прямой чертой; «V~» с волной покажет ерунду на постоянке.

Мой рабочий метод — ходить по цепи вольтметром. Чёрный щуп ложится в синюю рейку — это общий минус, вся логика общих земель в уроке про GND. Красный — по узлам цепи из сборки светодиода на макетке: на входе резистора ждём 5,0, на его выходе при рабочем токе около 13 мА — примерно 2,9 В (это падение на резисторе 220 Ом), дальше за светодиодом — 0. Если на входе резистора 5,0 и на выходе тоже 5,0 — ток не идёт, разрыв дальше по цепи. Если после резистора 0 — смотри между резистором и светодиодом.

Смысл метода: там, где вольты «ступенькой» падают от 5 к 0, стоит потребитель, который их ест. А точка, где 5 В внезапно превращаются в 0 без потребителя между, — это и есть обрыв: напряжение до него есть, после — уже нет. Ток через известный резистор я часто даже не мерю в разрыв: считаю по закону Ома из замеренного напряжения, и скетч ниже делает ровно то же самое на АЦП, как в уроке про аналоговый вход.

Ток всё-таки мерю в разрыв, когда счёт на веру не принимают. В макетке разрыв делать удобно: вытащи перемычку и вставь в освободившиеся столбцы щупы — прибор в мА-режиме замыкает цепь за них. Светодиодная цепь на 220 Ом показывает 13–14 мА, и это сверка с расчётом из урока про резисторы. Ограничения: выше 200 мА — переставляй щуп в гнездо 10A и не держи долго; пики сервы в разрыв я вообще не ловлю, там щупы на секунду отцепляются и схема живёт своей жизнью — для этого есть косвенные методы.

Эталон здоровой светодиодной цепи запиши на стикер и держи в коробке с прибором: 5,02 на входе резистора, 2,98 после него, 0,01 на катоде. Три числа — и диагноз ставится без вскрытия: любое отклонение от этой тройки указывает, где искать. На входе мало — умирает питание; ступенька слишком большая — резистор выше номинала; после светодиода не ноль — плохой контакт в минусовом пути. Так я за три замера нахожу то, на что у новичка уходит вечер перекидывания проводов.

Прозвонка — самый глухой и самый честный режим: пищит, когда между щупами меньше десятков ом. Новую перемычку из коробки прозвонить стоит один раз — они почти всегда целы, — а перед сборкой сложной схемы прозвонка перемычек и контактов занимает десять секунд и экономит вечер. Рейки макетки с их разрывами посередине — первая проверка: где разорвано, а где цельное, лучше знать до сборки, о чём в уроке про шины есть вся карта.

Второе применение — проверка перед подачей питания: щупы между красной и синей рейкой должны молчать. Если запищало — плюс касается минуса, и я нашёл бы своё короткое замыкание до того, как его нашёл бы предохранитель платы. Это моя страховка с тех пор, как одна неверно воткнутая перемычка съела USB-порт хаба; проверка питания и прозвонка КЗ — одна и та же привычка в двух местах.

И статистика, ради которой стоит звонить коробки: в моей сороковке перемычек прозвонка нашла две с обрывом — перелом тонкой жилы у самой пластиковой головки, снаружи не виден никак. Обе лежали в коробке новыми. Десять секунд на партию против вечера поиска молчащего провода в собранной схеме — счёт, который даже считать не нужно.