Come utilizzare un multimetro digitale
Il multimetro digitale è probabilmente lo strumento più utile in un laboratorio di elettronica. Permette di misurare tensione, corrente e resistenza, verificare la continuità di un collegamento, controllare una batteria e trovare rapidamente molti dei guasti che fanno sembrare “morto” un circuito.
Cos’è un multimetro digitale?
Il multimetro digitale, o DMM – Digital Multimeter, riunisce in un solo strumento diverse funzioni di misura. Le più importanti per chi lavora con Arduino e circuiti elettronici sono voltmetro, amperometro e ohmmetro. A queste si aggiungono normalmente continuità e test diodi; i modelli più completi possono misurare anche capacità, frequenza, temperatura e altre grandezze.
Le parti principali di un multimetro
La disposizione cambia tra modelli, ma quasi tutti i multimetri possiedono tre elementi fondamentali.
Display
Visualizza valore, unità, polarità e altre indicazioni della misura.
Selettore
Permette di scegliere tensione, corrente, resistenza, continuità e altre funzioni.
Ingressi
Ricevono le sonde COM, V/Ω e gli eventuali ingressi dedicati alla corrente.
Dove collegare la sonda nera e la sonda rossa?
La sonda nera viene normalmente inserita nella porta COM. La sonda rossa va invece spostata in funzione della misura.
| Misura | Sonda nera | Sonda rossa |
|---|---|---|
| Tensione | COM | V / Ω / Hz o porta equivalente |
| Resistenza | COM | V / Ω |
| Continuità | COM | V / Ω |
| Corrente bassa | COM | mA / µA, se presente |
| Corrente elevata | COM | Ingresso A o 10A, secondo il multimetro |
Quattro regole prima di iniziare
- Controlla sempre dove è inserita la sonda rossa prima di effettuare la misura.
- Non misurare resistenza o continuità su un circuito alimentato.
- Per la corrente, il multimetro deve essere inserito in serie, non in parallelo.
- Non utilizzare un multimetro economico sulla rete elettrica se non conosci categoria di misura, limiti e procedure di sicurezza.
Come si misura una tensione?
Una tensione è una differenza di potenziale tra due punti. Il voltmetro viene quindi collegato in parallelo ai punti tra i quali vogliamo conoscere la differenza di tensione.
Per una batteria in corrente continua, collega normalmente la sonda nera al terminale negativo e quella rossa al positivo. Se inverti le sonde, un multimetro digitale mostra semplicemente un valore negativo.
Tensione DC e tensione AC
Per batterie, Arduino, ESP32 e alimentatori DC si utilizza la funzione di tensione continua, normalmente indicata da una V con linea continua e tratteggiata. Per la tensione alternata si usa il simbolo V~.
Gamma manuale e multimetro autorange
Nei multimetri manual range bisogna scegliere una portata superiore al valore che prevediamo di misurare. Per esempio, una gamma 20 V è adatta a misure di 5 V o 12 V.
Molti multimetri moderni sono invece autorange: selezionata la grandezza, lo strumento sceglie automaticamente la portata. Alcuni permettono comunque di bloccare manualmente una gamma.
Cosa significa OL o “1”?
Su molti strumenti manuali, OL, 1 o un’indicazione simile significa che il valore è fuori dalla gamma selezionata. Se stai misurando una tensione o una resistenza, passa alla portata superiore.
Usare il multimetro per analizzare un circuito
Una delle tecniche più utili consiste nel misurare la tensione in vari nodi del circuito e confrontarla con quella prevista. Se un circuito alimentato a 5 V riceve soltanto 4,2 V, il problema può essere già nell’alimentatore, nei cavi o in un assorbimento anomalo.
Possiamo poi misurare la tensione ai capi dell’intero circuito o di un singolo componente. Questo permette, per esempio, di osservare la caduta di tensione su un LED.
Come misurare una resistenza
Per misurare una resistenza, il multimetro applica internamente una piccola tensione/corrente di prova e ricava il valore del componente. Per questo il circuito deve essere disalimentato.
Quando possibile, misura il resistore isolato dal resto del circuito o solleva almeno un terminale. Misurandolo direttamente all’interno di un circuito, altri percorsi in parallelo possono abbassare il valore letto.
Come si misura la corrente?
Questa è la misura che richiede più attenzione. L’amperometro deve essere attraversato dalla stessa corrente che attraversa il carico, quindi il circuito va aperto e il multimetro inserito in serie.
Procedura prudente
- Disalimenta il circuito.
- Sposta la sonda rossa nell’ingresso di corrente appropriato.
- Se il consumo è sconosciuto, inizia dalla portata di corrente più alta consentita dal multimetro.
- Interrompi il circuito nel punto in cui vuoi misurare.
- Inserisci il multimetro in serie.
- Riaccendi il circuito e leggi il valore.
- A fine prova, riporta subito la sonda rossa nella porta V/Ω.
Test di continuità: il “beep” che trova i guasti
La modalità continuità verifica se tra due punti esiste un percorso a resistenza sufficientemente bassa. Quando la resistenza è sotto la soglia prevista dal modello, il multimetro emette un segnale acustico.
È utilissima per verificare fili, piste, interruttori, fusibili, breadboard e saldature. Prima della misura il circuito deve essere spento e i condensatori devono essere scaricati in sicurezza.
Una procedura pratica quando un circuito non funziona
- Misura VCC e GND: verifica che l’alimentazione sia realmente presente e del valore corretto.
- Controlla la caduta sotto carico: la tensione potrebbe essere corretta a vuoto ma crollare quando il circuito assorbe corrente.
- Spegni il circuito: controlla la continuità dei collegamenti sospetti.
- Controlla VCC-GND: cerca un eventuale cortocircuito prima di riaccendere.
- Misura i nodi: segui la tensione lungo il circuito finché trovi il punto in cui il valore non è più quello atteso.
- Solo se serve, misura la corrente: inserendo correttamente il tester in serie.
Perché il multimetro ha un fusibile interno?
Gli ingressi amperometrici sono normalmente protetti da uno o più fusibili. Una connessione errata o una corrente superiore al limite può farli intervenire. Quando succede, il tester può continuare a misurare tensione e resistenza ma non corrente.
Gli errori più comuni da evitare
- misurare corrente collegando il multimetro in parallelo alla sorgente;
- dimenticare la sonda rossa nell’ingresso A o mA dopo una misura di corrente;
- misurare resistenza o continuità con il circuito alimentato;
- scegliere una gamma troppo bassa su un multimetro manuale;
- confondere V DC con V AC;
- misurare una resistenza montata nel circuito senza considerare percorsi paralleli;
- pensare che il beep di continuità indichi sempre zero ohm esatti;
- superare il limite di tempo dell’ingresso ad alta corrente;
- toccare parti pericolose durante una misura;
- usare il multimetro su tensioni di rete senza verificare categoria CAT, specifiche e competenza necessaria.