テスターてなに？
Arduinoの導入も完了して外部の回路にLEDやスイッチを付けて電子工作を楽しんでますか？
まだこれから準備するという方もいらっしゃると思います。今回の内容はこれからという方でも役に立つ内容をお届けいたします。
つくった回路の動作がうまくいかないときに、“プログラムの問題？”、“回路の問題？”となやむことがあると思います。
そんな時に便利なのが“テスター”ですね。
テスターができることは
- 電圧値測定
- 電流値測定
- 抵抗値測定
といった基本的な機能に加え種類によっては
- 周波数計測
- 導通チェック
- ダイオード特性計測
- トランジスタ特性計測
- キャパシタンスの測定
- インダクタンスの測定
など、の機能があります。
そのため、電子工作をやっている方なら大体は持っている便利道具ですね。
入手しやすいテスターではアナログテスターとデジタルテスターの2種類あります。
それぞれ特徴を比較してみましょう！
アナログテスター
外観
針で値を示す
機能が少ない
価格がやすい
電池がなくても動く(一部)
デジタルテスター
外観
数字で表示される
機能が多い
価格がたかい
電池がないと動かない
テスターといってもピンキリで性能が高いものやコストパフォーマンスが高いも様々です。
今回紹介するのは初めての導入として、お財布に優しいアナログテスターを紹介します。
アナログテスターの特徴としては何といっても指針で値を読み取るところですね。
今回は、電圧、電流、抵抗を測定する方法を紹介します。
電圧、電流を測定するといって思い出してほしいのは電圧計と電流計の回路に挿入する方法です。テスターも同様にして使用するので思い出してくださいね。
電圧計の外観
電流計の外観
こんな形でしたよね。
電圧計と電流計
思い出しましたか？電圧計は並列、電流計は直列に接続するというものです。
小学生の時に習ったと思いますが、その時はこうする物だという程度で詰め込まれた方も多いのではないでしょうか？
でも、ちょっとイメージ変えるとわかりやすいと思います。
電流はよく水の流れを例に使われますよね。
では水路のイメージをしてみましょう！
左から右へ流れている水は、左が‘＋’で右が‘ー’と見立てると電流が流れていると仮定できますね。この場合水路が導線です。
ここのにせき止めるものがあるイメージを描きます。これが抵抗器です。
ここで、水の場合、せき止めている物の前と後で水位が変化すると思います。
せき止められて流れが悪くなっているので上流の方に水だまりができるイメージがつくと思います。これって水の勢いが強ければよりせき止めているところの上流側の水位が高くなることが想像できます。
そのため、上流と下流の水位の差から水流れる勢いが測定できますよね。
これを考えるとせき止めているところの上流側と下流側の2か所の測定が必要ですね。
これって、電圧も同じように考えることができます。
つまり、電圧は抵抗器（測定対象）に対して並列に接続します。
電圧の別の言い方で電位差という言葉もありますね。
次に水の流れる量についてですが、上流ではせき止められてダムの様に水が溜まっていて、全体が流れているわけではありません。一方、下流の方ではせき止めていた箇所の隙間から流れ出した分が流れを決定しています。
このことから、上流と下流全体を見て流れはせき止めている箇所の隙間の大きさで流れる水のが量が決まるというイメージつくと思います。
このことを考えると水路の中に水流計を設置し、上流や下流でもあまり水流に差が出ないことも言えると思います。
つまり、電流は抵抗器（測定対象）に対して直列に接続します。
以上のことを踏まえると、こんな感じで接続します。
電圧計はバッテリー電圧を監視し、電流計はバッテリーと基板の間に挿入する感じで挿入します。
イメージ図で見ると、何となく電源周りに電流計、電圧計が集中していますね。
つまり、電源装置に電流計、電圧計を搭載しているものもあります。
【可変定電圧・定電流直流電源装置】GPシリーズ～概要｜電源製造50年以上・高砂製作所 (takasago-ss.co.jp)より抜粋
こんな感じとなりました。・・・でテスターの場合は？といわれそうですね。
テスターで基板上の部品を測定する
あくまでこれは電流計、電圧計の場合ですよね。テスターを使用する時に基板全体にかかる電圧や電流を測定するよりも、部品ごとやモジュールごとになることが考えられます。
測定方法は同じですが、基板に実装されている部品を測定するときに電圧と電流を測定することは結構違いがあります。
部品の端子に電極をつける
パターンをカットしてカットした箇所に電極をつける
図では電圧、電流の測定方法について記載してみました。
電圧の測定は部品の端子に電極をつけるだけで良いのですが、電流の測定では基板上の配線を切断してその間を電極をつけて測定することになります。こんな感じになってしまうと基板は傷だらけになってしまいますし、動作も不安定ですよね。なので、テスターでの電流測定は電源との接続部分で行われることが多いです。
実装されている部品に流れる電流を求めたい場合は抵抗器の抵抗値、測定した電圧値から電流値を測定する方法がよくつかわれます。
話が長くなりましたので、実際にアナログテスターで測定する方法については別のページに掲載いたします。
次でテスターをマスターしましょう！！
