Porquê utilizar um osciloscópio? •
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Os multímetros digitais são perfeitamente adequados para verificar circuitos numa situação estática e, por exemplo, sempre que a alteração na leitura gradual! mas para verificaç"es din#micas $com o motor a tra%al&ar' e para diagnosticar avarias intermitentes, o osciloscópio uma ferramenta de oficina muito poderosa( )o contrário dos osciloscópios osciloscópios analógicos mais mais antigos, destinados a testes de ignição de de alta tensão, o osciloscópio digital moderno tem uma escala de tensão variável que torna possível visualizar tens"es %aixas $tipicamente * + - ou ou * +./ -' e ainda uma escala temporal a0ustável, que permite o%ter uma visualização ideal de qualquer forma de onda( ) maioria dos dos osciloscópios destinados destinados ao uso automóvel são portáteis portáteis e, por conseguinte, ideais para serem usados na oficina( 1am%m 1am%m podem ser usados no interior do veículo, enquanto este conduzido, para se recol&erem dados din#micos( 2ormalmente possível armazenar formas de onda e dados associados a ssociados numa memória interna e depois imprimi+los ou descarregá+los para um P3, para se poderem estudar pormenorizadamente pormenorizadamente os padr"es do osciloscópio( osciloscópio( O osciloscópio mostra a amplitude, frequência, largura do impulso e a forma e padrão do sinal rece%ido desen&ando um gráfico de tensão $verticalmente' e de tempo $&orizontalmente'( 4 fácil de ligar $normalmente apenas dois ca%os' e a velocidade v elocidade de amostragem pode ser muito superior 5 do mel&or dos multímetros digitais( 6ste curto tempo de resposta permite diagnosticar anomalias intermitentes e tam%m o%servar o efeito que provoca a interferência com peças do sistema( 7empre que necessário, o tempo de resposta pode ser suficientemente lento para mostrar sinais como, por exemplo, o sinal do sensor da posição da %or%oleta do acelerador( 8uando a causa de um pro%lema tiver sido diagnosticada e rectificada, pode verificar+se se a reparação resultou voltando a testar+se com o osciloscópio( O osciloscópio tam%m pode ser usado para verificar o estado geral de um sistema de gestão do motor equipado com catalisador c atalisador,, monitorizando+se para isso a actividade do sensor de oxignio( Os complexos sistemas de gestão do motor dos veículos equipados com catalisador são conce%idos para manter o nível da mistura dentro de toler#ncias %astante apertadas, de forma que o sensor de oxignio possa reagir a pequenas alteraç"es do nível de oxignio nos gases de escape e enviar esta informação ao módulo de controlo do motor so% a forma de sinal de tensão( ) o%servação do sinal do sensor de oxignio com um osciloscópio permite detectar a mais pequena irregularidade no desempen&o glo%al do sistema( ) visualização de
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uma forma de onda satisfatória constitui uma indicação fiável de que todo o sistema está a funcionar correctamente( Os osciloscópios actualmente disponíveis são fáceis de ligar e de usar! não necessário possuir con&ecimentos especializados ou experiência para se conseguir o%ter uma lin&a de registo no ecrã( ) interpretação desta lin&a torna+se %astante mais fácil se se consultarem as formas de onda típicas mostradas neste capítulo(
9ormas de onda 3ada forma de onda de osciloscópio contm um ou mais dos seguintes par#metros: •
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)mplitude + tensão $-' ) tensão do sinal num dado momento 9requência + ciclos por segundo $;z' O tempo entre pontos do sinal
imagem> glo%al do sinal Par#metros da forma de onda + .
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Padrão + formas repetidas( O padrão de repetição da forma glo%al do sinal( O osciloscópio mostra todos estes par#metros num só ecrã e a comparação das lin&as do osciloscópio referentes ao veículo a ser testado com aquelas aqui ilustradas permite avaliar o estado de cada circuito e dos seus componentes( ) lin&a de um circuito ou componente anómalo normalmente muito diferente da lin&a de um em condiç"es satisfatórias, o que facilita a identificação de avarias( Os cinco par#metros enunciados acima podem ser categorizados da seguinte forma:
7inais de tensão de corrente contínua $33' + apenas amplitude 1ens"es de sinais analógicos relativas a componentes como se0am:
Sensor da temperatura do líquido de arrefecimento - 2
Sensor da temperatura do ar de admissão - 3
Sensor da posição da borboleta do acelerador - 4
Sensor aquecido de oxigénio - 5
Sensor do volume do fluxo de ar -
Sensor de medição do fluxo de ar - !
7inais de tensão de corrente alternada $3)' + amplitude, frequência e forma Os sinais de tensão de corrente alternada são gerados por componentes como se0am: Sensor de detonação - "
Sensor da velocidade do motor - do tipo indutivo - #
7inais de frequência modulada + amplitude, frequência, forma e largura do impulso Os sinais de frequência modulada são gerados por componentes como se0am: Sensor de posição da cambota - do tipo indutivo -
%$ Sensor de posição do veio de exc&ntricos - do tipo indutivo -$$
Sensor de velocidade do veículo - do tipo indutivo - $2
Sensores de efeito de 'all de velocidade e posição - $3
Sensores (pticos de velocidade e posição - $4
Sensores de medição do fluxo de ar e da pressão absoluta no colector - do tipo digital - $5
7inais de largura do impulso modulada + amplitude, frequência, forma, largura do impulso 7inais da largura do impulso modulada de componentes como se0am:
)n*ectores - $
+ispositivos de controlo do ar de ralenti - $!
,ircuitos primrios da bobina de ignição - $"
.lvula de purga do dep(sito do sistema de controlo das emiss/es de vapor de combustível - $#
.lvulas de recirculação dos gases de escape - 2%
7inais de dados em srie + amplitude, frequência, forma, largura do impulso e padrão •
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Os sinais de dados em srie serão gerados pelo módulo de controlo do motor $63' se este tiver capacidade de auto+diagnóstico $/.'( O%servando+se a largura, o padrão e a frequência do impulso, os impulsos curtos podem ser contados em grupos e interpretados como código de avaria $neste caso .//@'( ) amplitude e forma mantêm+se constantes e o padrão repete+se at o código de avaria ser apagado(
9orma de onda de código de avaria + /.
Anterpretar formas de onda 9ormas de onda típicas + // e /@ •
Os padr"es das formas de onda dos osciloscópios podem variar imensamente e dependem de muitos factores( )ssim, sempre que a forma de onda l&e parecer incorrecta quando comparada com a forma de onda >típica> que surge na ta%ela de dados so%re os pinos a ser utilizada, considere os pontos que se seguem antes de fazer um diagnóstico ou su%stituir componentes(
1ensão •
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)s formas de onda típicas indicam a posição aproximada da forma de onda relativamente 5 >grel&a zero>, mas esta pode variar $// B.C' consoante o sistema que está a ser testado e pode ser posicionada em qualquer lugar dentro da >gama zero> aproximada $// B/C e /@ B.C'( ) amplitude ou altura glo%al do padrão $a tensão' // [email protected] e /@ B/C depende da tensão de funcionamento do circuito( 2o caso dos circuitos de corrente contínua $33', isto depende da tensão que comutada! por exemplo, a tensão do dispositivo de controlo da velocidade de ralenti constante e não se altera com a velocidade do motor( 2o caso dos circuitos de corrente alternada $3)', isto dependerá da velocidade do gerador do sinal! por exemplo, a tensão de saída de um sensor de posição da cam%ota $3DP' indutivo aumenta com a velocidade do motor( Por conseguinte, se o padrão do osciloscópio for demasiado alto $ou a parte superior faltar' aumente a escala da tensão para o%ter a visualização dese0ada( 7e o padrão for demasiado %aixo, reduza a escala da tensão( )lguns circuitos com solenóides como, por exemplo, dispositivos de controlo da velocidade de ralenti, poderão exi%ir picos $// BEC' quando o circuito desligado( 6sta tensão gerada pelo componente e normalmente pode ser ignorada( )lguns circuitos que têm uma onda típica de tipo quadrado poderão apresentar uma queda de tensão no final do período de comutação $// BC'( Asto típico de alguns sistemas e normalmente pode ser ignorado, dado que por si só não indicador de avaria(
9requência • •
) largura total do padrão $a frequência' depende da velocidade de funcionamento do circuito( )s formas de onda típicas ilustradas o%têm+se com a escala temporal do osciloscópio regulada de forma a permitir uma o%servação pormenorizada(
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6m circuitos de corrente contínua $33', a escala temporal dependerá da velocidade a que o circuito comutado $// BFC'! por exemplo, a frequência de um dispositivo de controlo da velocidade do ralenti varia consoante a carga do motor( 2o caso dos circuitos de corrente alternada $3)', a escala temporal depende da velocidade do gerador do sinal $/@ [email protected]'! por exemplo, a frequência de um sensor de posição da cam%ota indutivo aumenta com a velocidade do motor( 7e o padrão do osciloscópio estiver demasiado comprimido, diminua a escala temporal para o%ter a visualização dese0ada( 7e o padrão estiver demasiado expandido, aumente a escala temporal( Gm padrão invertido $/@ BEC' indica que o sistema a ser testado tem o seu componente ligado com a polaridade oposta 5 forma de onda típica mostrada e pode normalmente ser ignorado, dado que por si só não indicador de avaria(
0orma de onda digital - 22
0orma de onda anal(gica - 23
1estar componentes •
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Podem ser apresentadas formas de onda para uma variedade de componentes( )%aixo descrevem+se alguns dos exemplos mais típicos( ) maior parte dos osciloscópios modernos tem apenas dois ca%os, que são usados com uma srie de sondas de teste intercam%iáveis( O ca%o vermel&o o positivo e normalmente
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ligado ao pino do módulo de controlo do motor( O ca%o preto o negativo e normalmente ligado a um %om ponto de massa( 7e os ca%os forem ligados por engano com a polaridade errada, normalmente a Hnica consequência consiste em que a forma de onda apresentada invertida(
An0ectores •
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1odos os sistemas de in0ecção intermitente controlados electronicamente funcionam alterando+se o tempo de a%ertura dos in0ectores, a fim de fazer corresponder a quantidade de com%ustível fornecido 5s condiç"es de funcionamento do motor( ) duração dos impulsos elctricos provenientes do módulo de controlo medida em milsimas de segundo $ms' e normalmente vai de . a .E( O osciloscópio da maior parte dos aparel&os de teste do motor pode ser usado para mostrar o impulso do in0ector, permitindo assim medir a duração( 2a figura /E vê+se uma lin&a de osciloscópio típica( 8uando o in0ector fec&a poderá ver+se uma srie de impulsos pequenos, que mantêm o in0ector a%erto após o impulso negativo inicial e um acentuado pico de tensão positiva( )ssim, possível verificar se o módulo de controlo está a funcionar correctamente o%servando as alteraç"es dos tempos de a%ertura dos in0ectores durante as diferentes condiç"es de funcionamento do motor( ) duração dos impulsos durante a rodagem do motor e ao ralenti será maior do que a velocidades do motor %aixas e aumentará com o aumento da velocidade do motor, atingindo o seu máximo quando a %or%oleta do acelerador se encontra completamente a%erta( 6ste efeito será particularmente evidente se se der uma >sapatada> no acelerador(
0orma de onda do in*ector - 24
Ampulso do in0ector •
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Gtilizando uma sonda estreita, ligue a sonda de teste do osciloscópio ao terminal do in0ector do módulo de controlo do motor e a segunda sonda de teste 5 massa( Iode o motor e verifique a forma de onda(
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at o motor atingir a sua temperatura normal de funcionamento( Os sistemas sem in0ector de arranque a frio produzem normalmente impulsos de in0ecção adicionais durante o arranque a frio, o que pode ser o%servado no osciloscópio na forma de impulsos longos e curtos(
Períodos de duração da in0ecção típicos
Situação
+uraçã o
Ialenti /***+@*** r(p(m( )celeração máxima
.,+ ms .,.+@, ms K,/+K,E ms
7ensores indutivos + / O procedimento geral decorre da seguinte forma: •
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7eleccione o pino do sensor da lista de dados so%re os pinos com forma de onda de referência(
-álvula de controlo do ar de ralenti •
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6xistem válvulas de controlo do ar de ralenti de muitos tipos, todas com uma forma de onda diferente( 6m todas elas, o ciclo de operação da válvula $tempo que está
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na saída do sinal do módulo de controlo do motor( )%aixo descreve+se o motor passo+a+passo de E pinos vulgarmente utilizado( )s válvulas de controlo do ar de ralenti de dois e de três pinos podem ser testadas de forma semel&ante mas, claro, geram formas de onda muito diferentes( O motor passo+a+passo responde a um sinal oscilante do módulo de controlo do motor, permitindo que se0am feitos pequenos a0ustes 5 velocidade de ralenti em resposta a variaç"es da temperatura de funcionamento e da carga( 6ste sinal de tensão pode ser verificado ligando+se a sonda de teste do osciloscópio a um dos quatro pinos do módulo de controlo do motor do motor passo+a+passo de cada vez( 3ertifique+se de que o motor está 5 temperatura normal de funcionamento(
7ensor de oxignio
2O1): Os valores de tensão que se seguem referem+se ao sensor aquecido de oxignio do tipo de zircónio, usado praticamente em todo o mundo, sem uma tensão de referência constante de *, -( )lguns modelos recentes são equipados com um sensor de tit#nio, o qual tem uma gama de funcionamento de * + -olt e que apresenta um sinal de tensão elevado quando a mistura po%re e um sinal de tensão %aixo quando a mistura rica( •
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em ciclo> entre cerca de * + . -olt( O aumento de tensão corresponde 5 velocidade do motor a aumentar e o decrscimo de tensão corresponde 5 velocidade do motor a %aixar(
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9orma de onda do sensor de oxignio + /M
7ensor de detonação •
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)mplificador da ignição •
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O sinal deverá mostrar um impulso de tensão de corrente contínua digital( 3ompare a lin&a do osciloscópio com a forma de onda de referência $/N'( 7e o sinal for satisfatório a amplitude, a frequência e a forma de cada impulso deverão ser muito aproximadas( 6leve a velocidade do motor e certifique+se de que a frequência do sinal aumenta proporcionalmente 5s r(p(m( do motor( 9orma de onda do amplificador da ignição + /N
o%ina da ignição $primária' •
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9orma de onda da %o%ina de ignição + @*
