Come usare un Multimetro Digitale

In questa guida vedremo come usare un multimetro digitale (DMM), uno strumento indispensabile per diagnosticare circuiti elettrici e valutare diverse grandezze elettroniche.

Se un circuito non funziona o una parte da problemi, il multimetro digitale è la prima cosa che ci viene in soccorso.

Analizzeremo nel seguito le misurazioni più frequenti che è possibile effettuare con un multimetro digitale: tensione, corrente, resistenza e continuità.

Le parti di un tester multimetro

Prima di usare un multimetro digitale dobbiamo conoscere le parti principali dello strumento:

• Display
• Manopola di selezione
• connettori

Il display di solito presenta quattro cifre e l’eventuale segno negativo. Alcuni multimetri sono dotati di display illuminati per una migliore visualizzazione in situazioni di scarsa illuminazione.

La manopola di selezione permette invece di impostare il tester per leggere valori diversi, come milliampere (mA), tensione (V) o resistenza (Ω).

Vi sono poi due sonde che vanno inserite sulla parte anteriore dell’unità

• COM sta per comune ed è quasi sempre collegato a terra o “-” di un circuito. La sonda COM è convenzionalmente nera, ma non vi è alcuna reale differenza tra la sonda rossa e la sonda nera.
• 10A è la porta speciale utilizzata per effettuare la misurazione di grandi correnti (superiori a 200mA).
• mAVΩ è la porta a cui è convenzionalmente collegata la sonda rossa. Questa porta permette di misurare la corrente (fino a 200mA), tensione (V) e resistenza (Ω).

Misurazione della tensione

Nel seguente paragrafo spiegheremo come usare il multimetro digitale per la lettura della tensione.

Per iniziare, misuriamo la tensione su di una batteria AA. Inseriamo la sonda nera in COM e la sonda rossa in mAVΩ. Impostiamo il multimetro su “2V” nel campo DC (corrente continua).

Quasi tutta l’elettronica portatile fa uso di corrente continua, non corrente alternata.

Colleghiamo ora la sonda nera alla massa della batteria o ‘-‘ e la sonda rossa all’alimentazione o ‘+’. Spingiamo le sonde contro i terminali positivo e negativo della batteria AA, applicando una piccola pressione. Se stai misurando la tensione DC, bisognerà impostare la manopola sul simbolo della V con una linea retta.

La tensione alternata (come quella che fuoriesce dalle prese a parete, per esempio) può essere molto pericolosa, per cui raramente sarà necessario utilizzare l’impostazione della tensione alternata (la V con una linea ondulata accanto).

Possiamo usare questa modalità per misurare il secondario di un trasformatore ad esempio. Ricordiamo che il valore letto è il valore efficace della tensione.

Che succede se si scambiano le sonde rosse e nere?

La lettura sul multimetro risulterà semplicemente negativa. Non succederà nulla di male dunque, poiché il multimetro misura la tensione in relazione alla sonda comune. I multimetri non sono generalmente ad auto intervallamento (auto ranging), sarà quindi necessario impostare manualmente il multimetro su di un intervallo misurabile.

Come impostare il fondo scala

Ad esempio, l’impostazione 2V misura tensioni fino a 2 volt, e 20V misura tensioni fino a 20 volt. Quindi, se per esempio volessimo misurare una batteria a 12V, dovremmo avvalerci dell’impostazione a 20V. Se l’impostazione non dovesse essere corretta, la schermata dello strumento si aggiornerà e verrà mostrato il valore ‘1’.

Sovraccarico

Cosa succede se si seleziona un’impostazione di tensione troppo bassa per la tensione che si sta cercando di misurare? Nulla di grave.

Lo strumento visualizzerà semplicemente un 1. In questo caso, è lo strumento che cerca semplicemente di dirti che è sovraccarico o “fuori intervallo”, ovvero che qualsiasi cosa si stia cercando di leggere, è troppo alta per la particolare impostazione che abbiamo scelto.

In questo caso, dovremo quindi provare a portare la manopola del multimetro al valore subito successivo.

Misurazione della resistenza

Nel seguente paragrafo spiegheremo come usare il multimetro digitale per la lettura della resistenza.

Le resistenze normali presentano dei codici colore. Nel caso non sapessi cosa significano, nessun problema!

Scegliamo ora una resistenza a caso e impostiamo il multimetro sull’impostazione 20kΩ.

Lo strumento leggerà uno dei seguenti valori, 0.00, 1, o il valore effettivo della resistenza.

• Nel caso lo strumento leggesse 0,97, significherebbe che questa resistenza ha un valore di 970Ω, o di circa 1kΩ (ricorda che sei in modalità 20kΩ, quindi è necessario spostare i tre punti decimali a destra).
• Se il multimetro legge 1 o visualizza OL, vuol dire che è sovraccarico. Sarà quindi necessario provare una modalità superiore, come la modalità 200kΩ o 2MΩ(megaohm).
• Se il multimetro indica 0,00 o quasi zero, è necessario abbassare la modalità a 2kΩo 200Ω.

Misurazione della corrente

Nel seguente paragrafo spiegheremo come usare il multimetro digitale per la lettura della corrente. La misura della corrente è una delle misurazioni più complesse da effettuare nel mondo dell’elettronica, questo perché la misura di corrente avviene collegando in serie lo strumento.

Dove la tensione viene misurata puntando su VCC e GND (in parallelo), per misurare la corrente è necessario interrompere fisicamente il flusso di corrente e posizionare il misuratore in linea.

Come detto, dovremo interrompere fisicamente il circuito per misurare la corrente. Bisognerà quindi inserire il multimetro in linea, in modo che possa misurare la corrente che “fluisce” dal multimetro alla breadboard. Quando si misura la corrente, spesso è bene osservare come evolve il sistema nel tempo, almeno per alcuni secondi o minuti.

Siccome si dovrebbe stare lì a tenere le sonde agganciate sistema, a volte è più facile usare degli utilissimi morsetti a coccodrillo, così da liberarsi le mani. Con il multimetro collegato, possiamo ora impostare il quadrante sull’impostazione corretta e misurare.

La misurazione della corrente funziona allo stesso modo della tensione e della resistenza, ovvero è necessario selezionare l’intervallo corretto. Impostiamo il multimetro a 200mA, e partiamo da lì. L’assorbimento di corrente in molti progetti con breadboard è solitamente inferiore a 200mA. Assicuriamoci dunque che la sonda rossa sia inserita nella porta con fusibile da 200mA.

Sul nostro multimetro, il foro da 200 mA ha la stessa porta / foro della lettura di tensione e resistenza (la porta è etichettata come mAVΩ). Ciò significa che è possibile mantenere la sonda rossa nella stessa porta per misurare corrente, tensione o resistenza. Tuttavia, se si sospetta che il proprio circuito userà più di 200mA, si può spostare la sonda sul lato 10A, giusto per essere sicuri. Un sovraccarico della corrente infatti, potrebbe bruciare un fusibile, piuttosto che far apparire un semplice indicatore di sovraccarico.

Sul display del multimetro dovresti poter vedere la lettura della corrente istantanea. Tutti i multimetri rilevano le letture nel tempo, restituendo poi una media.

Simile alle altre misurazioni, quando si misura la corrente, il colore delle sonde non ha alcuna importanza. Semplicemente la lettura di corrente risulta essere negativa.

Notare bene! Al termine dell’uso dello strumento, riportare sempre lo strumento alla lettura di tensione (riportare le sonde alla porta di tensione, impostare lo strumento per leggere l’intervallo di tensione CC, se necessario). È piuttosto comune infatti afferrare un multimetro e iniziare a misurare rapidamente la tensione tra due pin. Se però si ha lasciato lo strumento in modalità “corrente”, non sarà la tensione quella letta sul display. Verrà mostrato invece ‘0.000’, valore che indica che non c’è corrente tra VCC e GND. Entro quella frazione di secondo, si avrà di fatto collegato il VCC al GND mediante lo strumento, quindi il fusibile da 200mA si brucerà = non proprio una buona cosa. Quindi, prima di riporre via lo strumento, bisogna assicurarsi di lasciarlo nello stato corretto.

Multimetro digitale: continuità

Nel seguente paragrafo spiegheremo come usare il multimetro digitale per la verifica della continuità.

Il test di continuità è l’atto di testare la resistenza tra due punti. Se la resistenza è molto bassa (meno di alcuni Ω), i due punti sono collegati elettricamente, quindi viene emesso un suono.

Se c’è più di qualche decine di Ω di resistenza, il circuito è aperto e non viene emesso alcun suono. Questo test aiuta ad assicurare che i collegamenti siano effettuati correttamente tra due punti o ci aiuta a rilevare se due punti che non dovrebbero essere connessi sono collegati.

La continuità è probabilmente la funzione più importante per i guru dell’hardware embedded. Questa caratteristica ci permette di verificare la conducibilità dei materiali e di tracciare dove sono stati eseguiti o meno i collegamenti elettrici.

Impostiamo quindi il multimetro in modalità “Continuità”.

La modalità con cui si fa ciò può variare da un DMM all’altro, basta cercare un simbolo di un diodo con delle onde di propagazione intorno ad esso (come se raffigurassero il suono proveniente da un altoparlante). Ora tocchiamo entrambe le sonde contemporaneamente. Il multimetro dovrebbe emettere un suono (Nota: non tutti i multimetri possiedono un’impostazione di continuità, ma la maggior parte dovrebbe).

Ciò dimostra che una piccolissima quantità di corrente può fluire (o almeno una resistenza molto piccola) tra le sonde senza resistenza. La continuità è un ottimo modo per verificare se due pin SMD si stanno toccando. Quando gli occhi non sono sufficienti, il multimetro è un’ottima risorsa di test.

Sostituzione del fusibile

Uno degli errori più comuni che si effettuano con un nuovo multimetro è quello di misurare la corrente su di una breadboard sondando da VCC a GND (sbagliatissimo!). Quando la corrente scorre velocemente attraverso il multimetro, il fusibile interno si riscalda, per poi bruciarsi se la corrente supera i 200mA. In caso di sostituzione, assicurarsi di sostituire il fusibile con uno equivalente.

Attenzione! MAI inserire un fusibile da 10A dove dovrebbe stare un fusibile da 200mA. Il posizionamento dei fusibili potrebbe non corrispondere al posizionamento delle porte della sonda. Leggi sul cappuccio metallico posto su una delle due estremità del fusibile per controllare con sicurezza quale sia il tipo di fusibile adatto.

I componenti e le tracce PCB all’interno del multimetro sono progettati per assorbire diverse quantità di corrente. Si rischia quindi di danneggiare il proprio multimetro se si spingono accidentalmente 5A attraverso la porta 200mA.

Cosa rende buono un multimetro?

Ognuno ha le sue preferenze, ma in generale ti consiglio un multimetro con continuità. Ogni altra caratteristica è solo una ciliegina sulla torta.

Vi sono poi multimetri autoranging, che sono in grado di cambiare automaticamente il loro intervallo interno per cercare di trovare la tensione, resistenza o corrente corretta dentro ogni cosa che si sta puntando.

In generale, i multimetri autoranging sono di qualità superiore e generalmente offrono più caratteristiche. Sonde decenti offrono sicuramente un grosso vantaggio.

L’auto-spegnimento è una grande caratteristica che raramente si vede sui multimetri più economici.

A seconda del modello, i multimetri permettono di visualizzare sul display un conteggio fino a 2000 oppure 6000. Ma cosa significa esattamente il termine “conteggio”? Indica il numero più grande visualizzabile sul display (conteggio 6000 = numero visualizzabile da 0 a 5999). Maggiore è il numero di conteggio, migliore è la risoluzione del valore visualizzato. Allo stesso modo, con un conteggio maggiore si evita di dover passare più frequentemente ad una portata inferiore o superiore.

Di seguito una lista di multimetri: