Trigger
Ein Motor in Ruhe nimmt eine höhere Leistung auf als einer in Betrieb. Manuell ist es nicht möglich, innerhalb weniger Netzfrequenzperioden die Messung im richtigen Moment zu stoppen. Speicheroszilloskope erlauben es, neue Daten in Abhängigkeit von ihrer Größe aufzunehmen.
Abbildung 6 erläutert die Einstellungen, um den Anlaufstrom zu messen. Der mit (1) markierte Schieber legt die Nulllinie fest. Der Schieber (2) steht links, zeigt also die gerade aufgezeichneten Daten des Speichers. Der rechte Bereich, also Werte jenseits von 230 ms (vgl. Abbildung 4), passt nicht mehr auf den Bildschirm. Der Schieber (3) zeigt den eingestellten Trigger-Wert. Die Markierung (4) weist auf die Vorlaufzeit hin, die sich über das Menü einstellen lässt.
Abbildung 6: Ein Screenshot des Oszilloskop zur Messung in Abbildung 4 (siehe Text).
Beim Einschalten des Staubsaugers überschreitet die Spannung den Trigger-Wert. Aber das Oszilloskop zeichnet nicht erst dann Werte auf. Tatsächlich misst es ohne Unterlass und speichert erst, wenn die eingestellten Parameter erfüllt sind. Das Oszillogramm hält deshalb auch die Zeit vor dem Einschaltpunkt bei 40 ms fest. Da nach Unterschreiten der Trigger-Schranke nach 400 ms kein weiteres hohes Signal auftritt, wird das Startbild aus Abbildung 6 nicht überschrieben.
Weitere Beispiele
Frage: Wie schnell dreht sich ein Brummkreisel? Antwort: 14 Mal pro Sekunde, kurz darauf wird er instabil. Zur Messung heften wir an den Brummkreisel einen kleinen Magneten (Abbildung 7), der den Kreisel in Rotation versetzt. Das rotierende Magnetfeld zeichnet dann ein Hall-Sensor auf (Abbildung 8).
Abbildung 7: Bei der Messung der Drehgeschwindigkeit eines Brummkreisels hilft ein seitlich aufgebrachter Magnet.
Abbildung 8: Die magnetische Induktion des Brummkreisels, gemessen mit einem Hall-Sensor.
Ein Induktionsherd arbeitet mit einer Wechselfrequenz von 40 kHz. Um sie zu erfassen, schließen wir eine Spule an die Messkontakte des DSO112A an. Das Oszilloskop platzieren wir möglichst weit entfernt von den Kochplatten: Alle magnetischen Teile koppeln an das Wechselfeld an und könnten das Gerät zerstören. Das gilt auch für die Spule, weshalb Sie sie nur mit Vorsicht in die Nähe der Kochfelder halten sollten.
Abbildung 9 zeigt das Ergebnis eines solchen Versuchs. Im Plot der Messdaten zeichnet sich prägnant das Rechtecksignal des Herds ab. Spule und Eingangskapazität des Geräts bilden einen Schwingkreis, dessen Frequenz von 400 kHz das 40-kHz-Signal des Herds überlagert.
Abbildung 9: Schaltfrequenz eines Induktionsherds.
Setzt man Frequenz und die Induktivität der Messspule (3,3 mH), in die Schwingungsformel ein (siehe Kasten “LC-Schwingkreis”), ergibt sich für die Eingangskapazität des Oszilloskops ein Wert von 50 pF.
LC-Schwingkreis
Ein Kondensator und eine Spule bilden einen elektrischen Schwingkreis. Dessen Frequenz beträgt f0 = 1/(2*pi*sqrt(L*C)). Dabei steht L für die Induktivität der Spule und C für die Kapazität des Kondensators. Kennt man Induktivität und Frequenz, kann man die Eingangskapazität des Oszilloskops abschätzen.
Raspberry Pi
Viele Parameter eines Raspberry Pi werden über Programme festgelegt. Genauso einfach lassen sie sich auslesen. Manchmal möchte man die Werte unabhängig von der Software überprüfen, um Hardwarefehler auszuschließen. Die Taktzeiten der Schnittstellen liegen in Frequenzbereichen, die ein Taschenoszilloskop erfassen kann. Im Folgenden zeigen wir anhand von Beispielen für Pulsweitenmodulation sowie die Schnittstellen I2C sowie RS-232, wie das aussehen kann.
