Osciloscópio: o que é, para quê serve e como usar

osciloscopio para mecanica

Atualizado em 28 de abril de 2021

O osciloscópio automotivo é um instrumento que permite observar, analisar e armazenar sinais de tensão. É usado na área da manutenção automotiva para ler sinais sonoros, principalmente a vibração do motor. Pode ser encontrado na versão analógica e digital.

Para que serve um osciloscópio

As reparadoras automotivas e eletrônicas sempre trabalharam com o bom e velho multímetro para testes eletrônicos em suas oficinas. Mesmo sendo uma ferramenta de extrema utilidade, ele já não é completo suficiente para absorver todas as exigências atuais do mercado.

Com o avanço da tecnologia, o uso do osciloscópio de qualidade passou a representar ganho de tempo e, consequentemente, de dinheiro. Sabendo da importância do osciloscópio em uma oficina, vamos conferir um pouco mais sobre os fundamentos básicos deste aparelho, como usá-lo e qual comprar.

Imagem ilustrativa de um osciloscópio digital

Segundo o portal Oficina Brasil, essa ferramenta foi inicialmente aplicada ao sistema de ignição, e após o advento da eletrônica embarcada, passou a ser utilizado como instrumento de diagnóstico na totalidade dos sistemas eletrônicos. Aplicado ao sistema de ignição, o osciloscópio permite diagnosticar falhas de combustão e determinar se a origem reside num defeito mecânico, no teor da mistura ou no próprio sistema.

Desse modo, essa ferramenta abre novas perspectivas para quem a utiliza, dando mais possibilidades de chegar a um diagnóstico preciso do problema do veículo. Permite, até mesmo, antecipar possíveis falhas que possam ocorrer, através de um diagnóstico preditivo.

Nos últimos tempos foram desenvolvidos dispositivos transdutores, que transformam outras variáveis físicas, como temperatura, pressão, vácuo e corrente, em variações de tensão. Desse modo, são capazes de serem apresentadas na tela do osciloscópio por meio da oscilograma.

Assim podemos dizer que o osciloscópio virou uma ferramenta indispensável nas oficinas. Os sensores e atuadores dos novos veículos estão chegando de fábrica com sinal PWM. Trata-se de um sinal com frequência muito baixa, onde não se pode mais utilizar a famosa caneta de polaridade, pois nos dá apenas um pequeno retorno. A falta desse cuidado pode causar danos ao componente ou até mesmo a ECU (central do veículo) exigindo custos altos na reparação.

Para que o trabalho seja completo, é preciso ter parâmetros de referência para fazer análise dos resultados obtidos pelo aparelho. Essas informações você encontra no Simplo, descritas nos manuais que contêm informações diretas dos fabricantes, e que também são testadas antes de comporem os manuais.

O que é osciloscópio automotivo?

O osciloscópio não é uma invenção recente. Em 1897, o físico alemão Ferdinand Braun começou os primeiros experimentos em relação ao aparelho, propondo a utilização de raios catódicos para a visualização de fenômenos elétricos. Criado inicialmente com esse intuito, o osciloscópio também pode observar sinais de sons, luz modulada, movimentos, entre outros.

Com as tecnologias, os osciloscópios passaram a ganhar versões mais completas e acessíveis ao público. Os osciloscópios analógicos, por exemplo, permitem visualizar sinais cujas frequências vão desde uma fração de hertz, como os batimentos cardíacos de uma pessoa, até sinais de algumas centenas de megahertz (MHz), que correspondem aos sinais gerados por radiotransmissores, sistemas de comunicação sem fio e afins.

Já, os osciloscópios digitais conseguem ir além da captura em forma de sinais. Armazenam em nuvem os dados registrados, emulam instrumentos (voltímetro) e enviam mensagens para um computador.

Imagem mostra sinais de osciloscópio automotivo

Como funciona o Osciloscópio?

O osciloscópio é um instrumento que permite observar fenômenos transitórios em formas de onda, por meio de uma tela/display, também conhecidos como oscilograma. No caso dos digitais, também pode ser utilizada a tela de um computador. Com isso, podemos verificar as formas de onda dos sinais emitidos pelos circuitos eletrônicos a serem testados.

O osciloscópio do tipo analógico usa um tubo de raios catódicos (TRC). Esse é um equipamento de uso independente e alimentado pela rede elétrica. Já os osciloscópios digitais, que transmitem os dados de forma virtual graças à conexão com um computador.

Alguns modelos digitais dispensam até o uso de conexões físicas, sendo apenas necessária uma conexão wireless. Com a digitalização, alguns recursos importantes podem ser agregados aos sinais: eles podem ser armazenados ou gravados para uma avaliação posterior; podem receber informações adicionais como tensão de pico, frequência etc. Ou, as ondas dos sinais podem ser importadas para a nuvem via internet, para que outros usuários usem como base para teste.

Como usar Osciloscópio?

Você adquiriu o equipamento e chegou a hora de usá-lo na sua reparadora pela primeira vez. E agora, como utilizar o osciloscópio?

A quantidade de recursos existentes pode variar de acordo com cada osciloscópio. Dependendo do equipamento e marca, os controles podem ser feitos por chaves seletoras rotativas, potenciômetros e chaves teclas. Para entender alguns ajustes, usaremos como base alguns dos principais controles do osciloscópio comum.

Imagem mostra o osciloscópio e os botões
1Liga/Desliga
2Varredura ou frequência horizontal: no osciloscópio da imagem temos um ajuste de varredura contínuo, diferentemente do osciloscópio comum onde a varredura é feita com uma chave seletora.
3Seleção horizontal: botão que permite selecionar o modo de varredura eventualmente optando pela função X e Y.
4Controle de operação: ajuste de modo automático os controles vertical e horizontal.
5Ajuste Default: serve para visualizar um sinal em sua condição média, assim o operador faz os ajustes necessários para vê-lo da maneira que achar melhor.
6Seleção e Ajustes de Funções: quando selecionamos qualquer função através de um botão ou na própria tela do menu, este botão é habilitado.
7Disparo (Trigger): controla o modo de disparo. Pode ser feita a seleção e o nível de sinal.
8Ativação dos canais: sejam de dois ou quatro canais, esse modo nos permite observar os sinais de osciloscópio automotivo separadamente. Esse controle é feito pressionando as chaves que acenderão quando acionadas.
9Ganho vertical: o controle de ganho é associado a cada canal. Ele aumenta a amplitude do sinal observado, com a indicação na tela de quanto corresponde cada divisão no sentido vertical, de modo a facilitar as medições.
10Gerador de Sinais: compensa as pontas de provas passivas gerando um sinal de referência de 1 Vpp e 1kHz para ajuste dos controles.
11Softkeys: nos osciloscópios digitais as chaves de acesso controlam tanto hardware quanto software. As softkeys tem a possibilidade de mesclar duas funções.
12Botões de Navegação: usados para movimentar a imagem no sentido horizontal quando as aquisições são paradas.
13Entradas: são formadas por 2 ou 4 conectores tipo BNC onde são conectadas as pontas de prova.
14Voltar (Back): faz o osciloscópio voltar a apresentar a tela de menu anterior.
15Help (Ajuda): apresenta diversas opções para ajudar o operador a tirar suas dúvidas.
16Retardo: gera um retardo no sinal de modo que ele mude sua posição em relação à referência de tempo na tela.
17Posicionamento vertical: deslocar as formas de onda quando estiver analisando dois ou mais sinais.
18Save/Recall (Salvar): alguns osciloscópios possuem conexões de cabos que permitem transferir imagens observadas para um computador ou gravar em um Pen Drive através de uma entrada USB.
Lembrete! Antes do uso de qualquer osciloscópio, você deve realizar a leitura do manual de instruções. Cada marca e cada equipamento tem suas peculiaridades, e as instruções fornecidas pela fabricante devem ser seguidas.

Confira o painel de controle do osciloscópio e seus ajustes:

Imagem mostra o osciloscópio e os controles de uso

Foco do osciloscópio

O feixe de elétrons deve incidir na tela do osciloscópio em um ponto com as menores dimensões possíveis (figura abaixo). Para que esse ajuste seja possível é desligada a varredura horizontal sem nenhuma leitura de sinal, e o ajuste é feito por um potenciômetro encontrado no painel.

Imagem mostra a diferença de um osciloscópio com e sem o foco ajustado

Brilho

Para selecionar o brilho temos um controle muito parecido com os controles da televisão, onde é regulada a luminosidade do display. O botão para regularizar o brilho costuma estar próximo ao ajuste de foco.

Controles

Os controles de posicionamento permitem centralizar a imagem que será exibida no display. Dessa forma, quando controlamos a posição da linha vertical, a linha horizontal traçada desce ou sobe na tela. Da mesma forma podemos movimentar o traço gerado pelo osciloscópio na tela para cima e para baixo, usando o controle vertical.

Ondas

Atuando sobre os ajustes, na vertical e na horizontal, podemos colocar o traço ou o ponto inicial da imagem no centro da tela. Isso é importante, pois quando  utilizamos osciloscópios de dois canais ou mais as ondas observadas não ficam sobrepostas.

Osciloscópios digitais

O uso do osciloscópio digital é um pouco diferente. Mesmo com tecnologias mais avançadas sua base é a mesma: a conversão de grandeza analógica, que é o sinal a ser observado, em uma informação digital processada e apresentada no display ou computador.

As divisões na tela servem como uma régua, servindo para indicar frequências, períodos, intensidades, fases e outras características de um sinal. Permitindo assim, que seja medido com precisão o funcionamento de um componente.

Dentro de uma oficina, os osciloscópios servem tanto para a visualização de formas de onda presentes em um circuito, quanto para a detecção de fenômenos transitórios. Ou seja, é possível ver o trabalho de um sensor ou atuador, sua amplitude, frequência e fase.

Para os profissionais da linha automotiva, a sugestão é optar pelo aparelho digital.  Pode ser de 20 MHz a 100 MHz ou o específico para linha automotiva, que conta com um banco de dados em tempo real na nuvem.

Simplo + Osciloscópio

Ao acessar o nosso manual você encontra instruções para saber como observar os sinais elétricos do osciloscópio através de gráficos e ondas. Além disso, consta no manual como usar osciloscópio para a manutenção de diversos modelos e marcas automotivas: confira o nosso Manual Osci.

O manual Osciloscópio faz parte dos nossos produtos e tem ganhado cada vez mais volume de informações, com constantes atualizações. Na página do manual em nosso site, por exemplo, você confere em tempo real o número atualizado de modelos e montadoras presentes no acervo.

Usando o Osciloscópio

Após todos os ajustes feitos, vamos ao teste na prática. Para isso usaremos a base de dados encontrada no novo manual de testes de osciloscópio que será lançado em breve pela empresa Simplo. O veículo escolhido é da montadora Chevrolet, veículo Astra 2.0 SFI 16v de 1999 a 2005, injeção Motronic M1.5.5p.

Neste teste analisaremos as ondas de sinal dos sensores de rotação e fase simultaneamente. Com o veículo em funcionamento, coloque a ponta de prova positiva no fio de sinal cinza e preto (Pino 1 do sensor), e a ponteira negativa no fio negativo (Pino 3 do sensor), como mostrado na figura abaixo.

Teste de sensores

Agora iremos observar o sinal de trabalho ideal do sensor em forma de onda, conforme próxima figura.

OBS.: A letra “A” é referente ao primeiro dente da roda fônica. A letra “B” é referente ao intervalo entre o quarto e o quinto dente (4° e 5°) da roda fônica.

Sinal dos sensores

Os sinais em forma de onda vistos na figura representam o formato ideal de onda, ou seja, o funcionamento correto dos sensores no osciloscópio automotivo. Para ter todas as informações sobre o manual de Osciloscópio entre em contato conosco