Методы поиска неисправностей в электронных схемах
Чаще всего люди интересуются электроникой чтобы уметь починить какой-либо прибор. Самостоятельной разработкой занимается лишь малая часть любителей. Теоретические знания хоть и дают общее понимания принципа работы компонентов, но для ремонта гораздо важнее знать методы их проверки. Мы расскажем, как найти неисправность в электронной схеме своими руками, глазами и простым инструментом.
Основные способы поиска неполадки
Прежде чем провести ремонт важно определить в чем проблема – этот процесс называется диагностикой. Итак, можно выделить два этапа проверки электронных приборов:
1. Проверка работоспособности прибора. Не всегда случается так что устройство совсем «мёртвое», нужно проверить не включается прибор совсем, или включается и сразу выключается, или же не работают какие-то конкретные кнопки или функции.
Например, при ремонте LCD-мониторов встречается такая проблема как выход из строя подсветки. При этом монитор может либо не включатся совсем тогда его индикатор моргает, либо же индикатор указывает на включенное состояние, но изображения нет. В таком случае если посветить фонарём в экран можно увидеть, что изображение все-таки есть и монитор как бы работает, но он тёмный – и это только один из примеров, когда предварительная проверка упрощает диагностику.
2. Визуальный осмотр. Внешне можно определить большинство проблем с электрическим прибором. Это могут быть как просто сгоревшие компоненты – диоды, резисторы, транзисторы и конденсаторы, так и дефекты пайки или механические повреждение элементов и самой печатной платы.
3. Измерения. Если плата и детали выглядят нормально, то следует переходить к измерениям. Их проводят в основном с помощью мультиметра и осциллографа. В отдельных случаях используют специализированные приборы, типа частотомеров, логических анализаторов и прочего.
Итак, обобщенным алгоритмом поиска неисправности является:
Определение чрезмерного нагрева электронных компонентов платы;
Измерения и прозвонка мультиметром;
Использование осциллографа и других приборов;
Замена вышедшей из строя детали или блока.
Визуальный осмотр
Визуальный осмотр следует проводить от общего к частному. Или простыми словами – осмотреть общий вид электронного устройства, сразу проверяем целостность кабелей и проводов питания. Их покров должен быть ровным и целым, без изломов и резких перегибов, шишек и других неравномерностей на оболочке быть не должно.
После того как вы убедились в целостности устройства, нужно его разобрать и добраться к печатной плате. Осмотр внутренностей следует начинать с проверки целостности шлейфов, проводов других межблочных соединений. Важно не порвать их еще при разборке, так как часто шлейфы идут от плат к блокам клавиш и дисплеям, закрепленным на корпусе.
Далее проверяют целостность предохранителя в цепи питания, часто если он перегорел можно определить невооруженным взглядом. Он стоит около того места где подключается к плате шнур питания.
После этого осматривают наличие следов нагрева или сажи на плате и поврежденные компоненты. Рассмотрим, как выглядят неисправные электронные компоненты. Например, корпуса неисправных транзисторов и сгоревших диодов разрывает или они трескаются.
На интегральных микросхемах появляется трещина или мелкая точка. В некоторых случаях и те, и другие сгорают, оставляя в результате следы гари на плате. Обращайте внимание нет ли характерного запаха горелой изоляции. Так можно локализировать от какого элемента или участка платы исходит этот запах. Как определить сгоревшие транзисторы и микросхемы вы видите ниже.
Резисторы обычно сгорают или темнеют, реже происходит обрыв резистивного слоя и деталь выглядит исправной.
Как определить сгоревшие конденсаторы? Они в основном пробивают «накоротко» между обкладками и, если стоят в силовой цепи – тогда повреждаются дорожки платы или корпус конденсатора. Если цепь была слаботочной – пробитый конденсатор просто закоротит её без видимых следов протекания больших токов. Реже трескаются корпуса конденсаторов.
В то время как электролитические конденсаторы можно вычислить по деформированной крышке корпуса или следам протекшего вниз электролита. На крышке конденсатора есть две диагональных борозды, она нужна чтобы корпус не разорвало в аварийной ситуации. Крышка в таком случае вздувается либо трескается. Реже выдавливает дно.
С SMD-компонентами дело обстоит несколько сложнее. Часто их крайне сложно рассмотреть на предмет целостности. Есть один метод поиска короткого замыкания в плате с SMD – это термобумага, такая бумага используется в кассовой аппарате, поэтому можно использовать любой чек. Печать на ней происходит за счет нагрева. Значит, когда вы подадите питание на плату пробитая накоротко деталь, перегреется и отпечатается на бумаге. Методику поиска неисправности с помощью термобумагивы видите на видео:
Но нужно помнить об электробезопасности и не прибегать к такому способу диагностики, если вы не уверены есть ли там опасное напряжение. Безопасно и точно это можно сделать с помощью тепловизора.
Для определения короткого замыкания по нагреву в большинстве случаев вам понадобится лабораторный блок питания или другой источник питания с ограничением тока. Если вы проводите диагностику цепей 220В – можете воспользоваться контрольной лампой, если есть КЗ, то лампа загорится в полный накал. Фактически она выступит в роли токоограничивающего резистора.
При визуальном осмотре важно определить состояние контактов всех разъёмных соединений. Они должны быть чистыми, без окислов с характерным медным или серебряным блеском. Если контакты не слишком сильно окислены – их можно почистить канцелярским ластиком или деревянной стороной спички.
В более запущенных случаях их нужно залудить, таким образом оловом вы восстановите контактную поверхность. Самый худший вариант, когда ни чистить, ни лудить нечего, тогда нужно либо менять плату целиком, либо припаивать к дорожкам платы проводники и соединять через них.
Также внимательно осматриваете дорожки печатной платы, они могут перегорать, трескаться при изгибе платы, отслаиваться и окисливаться. Их восстанавливают либо каплей олова, либо кусочком провода, когда дорожки расположены слишком плотно – их замещают куском провода – подойдет тонкий обмоточный провод либо жила витой пары, припаивая их к началу и концу печатной дорожки.
Подведем итоги, узнайте 5 советов по внешней диагностике электроники:
1. Большинство неисправностей можно найти при внешнем осмотре;
2. Внимательно проверяйте качество пайки и наличие микротрещин;
3. Уделяйте особое внимание силовым цепям;
4. Вздутые электролитические конденсаторы в большинстве случаев являются как причиной полной неработоспособности, так и неработоспособности каких-то отдельных функций;
5. Не всегда внешне исправная деталь является таковой.
Измерения и прорзвонка цепей
Если внешний осмотр не принес результатов, то следует проводить ряд измерений. Если устройство не подаёт признаков жизни и:
У него сгорел предохранитель – то с помощью мультиметра прозваниваем цепь и находим на каком участке у нас короткое замыкание. Режим прозвони в большинстве мультиметров совмещен с режимом проверки диодов (на рисунке ниже);
Если предохранитель исправен – проверяем вольтметром приходит ли питающее напряжение на плату.
Если напряжение не приходит, то проблема скорее всего в кабеле, определить это можно прозвонив кабель от вилки до места подключения к печатной плате.
Не включайте блок питания напрямую в сеть, если вы не уверены, что устранили все неполадки. Подключите последовательно лампочку накаливания, о которой мы упоминали в середине статьи.
Следующий шаг – проверка цепи питания, для этого включаем устройство и проверяем наличие выходных напряжений блока питания. Учтите, что бывают случаи, когда без нагрузки блок питания не включается. Тогда проверяем исправность блока питания, её начинают с проверки диодного моста, мы рассматривали этот процесс подробно в статье – Как проверить диодный мост
После того как вы убедились в исправности диодного моста следует проверить приходит ли напряжение на ШИМ контроллер. Если нет, то искать, обрыв на плате, если приходит, то методика его проверки изображена на видео ниже:
Также следует по блокам проверить источник питания. Об этом вы можете почитать в статье о ремонте блоков питания для светодиодных лент.
Дальнейшая диагностика платы электронного устройства заключается в пошаговом измерении параметров каждого из компонентов и сравнение их с номинальными величинами. Задаче сильно упрощается если у вас есть схема ремонтируемого устройства.
Если у вас есть осциллограф диагностика сильно упростится, так как проверка сигналов ШИМ, на выходе контроллера и на базах или затворах транзисторов нормально возможна лишь таким образом. Как пользоваться осциллографом описано в статье Что можно сделать с помощью осциллографа и ряде других статей нашего сайта из тематического раздела Практическая электроника.
Заключение
Ремонт электроники – это не только знания принципа работы элементов, но и интуиция, опыт и удача. Главное помнить при ремонте о технике безопасности – не следует трогать плату источников питания, если на неё подано напряжение. Разряжайте фильтрующие конденсаторы блоков питания, поскольку на их выводах может быть напряжение до 300 вольт. А также при диагностике цепей с интегральными микросхемами – лучше сразу ищите техническую документацию к ним, её можно найти по запросу «datasheet название микросхемы».
Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!
Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:
Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;
Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;
Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.
Starter box для первых экспериментов в подарок!
После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.
Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.
Источник
РЕМОНТ БЫТОВОЙ ТЕХНИКИ СВОИМИ РУКАМИ
Поиск и устранение неисправностей в электронных схемах. В этой статье мы рассмотрим, как самостоятельно найти и устранить несложные поломки в электронных схемах бытовой техники. Допустим, у нас есть переносная кассетная магнитола, которая перестала подавать признаки жизни, не включается, на нажатия кнопок не реагирует, светодиодная индикация не горит. В таком случае поиск причины неисправности следует начать с блока питания.
Фото адаптера — блока питания
Хорошо, если блок питания у нас внешний, в таком случае включаем блок питания в сеть и измеряем на штекере (выходе с блока питания) напряжение мультиметром. Для бытовой аудиоаппаратуры малой мощности обычно бывает достаточно выбрать на мультиметре предел 20 вольт DCV, или говоря другими словами измерение напряжения на постоянном токе.
Кассетный магнитофон фото
Если же нужно произвести ремонт аудиоаппаратуры большой мощности, то на выходе с блока питания может быть напряжение, значительно превышающее 20 Вольт. В таком случае нужно выбрать предел измерения напряжения 200 вольт, также DCV. Если напряжения на выходе нет, придется разбирать корпус блока питания, или если блок питания внутренний, всего устройства. В таком случае нужно проверить, прежде всего, предохранитель в цепи первичной обмотки трансформатора.
Иногда, как и на схеме ниже, предохранители устанавливаются дополнительно и в цепи вторичной обмотки. Их нужно прозвонить, установив мультиметр в режим звуковой прозвонки, нужно коснуться одновременно металлических трубочек — контактов на концах предохранителя. Предохранитель при этом необязательно извлекать из металлических стоек на плате, достаточно прикоснуться к ним щупами мультиметра, если раздастся звуковой сигнал — это означает что предохранитель цел. В противном случае, предохранитель сгорел и его необходимо заменить на новый, рассчитанный на такой же ток.
Предохранители на схеме
Хотя если в устройстве используется трансформаторное питание, проверить предварительно целостность предохранителя, а заодно и шнура, можно установив мультиметр в режим измерения сопротивления на предел 2 килоОма и прикоснувшись щупами мультиметра к штырькам вилки шнура питания. При этом у нас получаются, как видно на рисунке ниже, включены последовательно, провода шнура питания, предохранитель и первичная обмотка трансформатора.
Схема прозвонки первичной обмотки
При этом на мультиметре должны высветиться показания порядка 300 Ом. Это означает, что питающие провода, предохранитель и первичная обмотка трансформатора в исправном состоянии. Если в устройстве есть кнопка включения питания, перед такой проверкой её следует нажать. Также можно “пощелкать” кнопкой включения при такой проверке, при включении на экране мультиметра будут показания около 300 Ом, при отключении единица или бесконечное сопротивление.
Если же при такой прозвонке, через шнур не будет прозваниваться, придется разбирать корпус и прозванивать шнур и трансформатор по отдельности. С прозвонкой шнура думаю ни у кого трудностей не возникнет, один щуп на вилку, второй на входящие в корпус устройства провода, прозвонку шнура я подробно описал в предыдущей статье. Те выводы трансформатора, которые соединены с проводами, по ним приходит питание, являются первичной обмоткой. Её можно прозвонить установив мультиметр в режим омметр 2 килоома, сопротивление также должно быть порядка 300 Ом.
Сопротивление обмоток трансформатора
Также отличить первичную обмотку от вторичной можно по толщине проводов, первичная обычно наматывается проводом значительно меньшего сечения, чем вторичная, из за того что во вторичной обмотке протекают токи, большие чем в первичной. На рисунке выше трансформатор с несколькими вторичными обмотками. Сопротивление вторичной обмотки трансформатора при прозвонке мультиметром бывает близким к нулю, из-за того что количество витков вторичной обмотки намного меньше чем в первичной, соответственно и при прозвонке сопротивление будет намного меньше чем в первичной.
Если же первичная обмотка не звонится омметром, и соответственно такой трансформатор не работает, то не спешите его выбрасывать, под изоляцией недалеко от выводов первичной обмотки обычно устанавливают термопредохранитель, как на рисунке выше. Срабатывает он при нагреве выше положенной температуры и разрывает цепь первичной обмотки. Как и обычный предохранитель, термопредохранитель используется только один раз, после его бывает необходимо заменить. Проверить его можно омметром или мультиметром в режиме звуковой прозвонки. Нередко, после замены термопредохранителя, если обмотки целы, трансформатор может и дальше функционировать как прежде. Нередки случаи, когда сгорает диодный мост, как известно диодный мост представляет собой 4 диода, соединенных между собой по специальной мостовой схеме.
Диодный мост схема
Как видно на рисунке выше, диодный мост имеет 4 точки соединения, 2 точки подводится переменный ток, и уходящие к нагрузке плюс и минус. На реальном диодном мосте эти точки соединены каждая со своим выводом, это 2 вывода переменный ток и плюс с минусом.
Фото — диодный мост
Что мы и видим на импортном диодном мосте (+), (АС — переменный ток) и (-). Для того чтобы проверить диодный мост, мы условно делим его на отдельные диоды и прозваниваем так, как будто это у нас были бы 4 отдельных диода. Чтобы прозвонить диод, нужно, как всем известно установить мультиметр в режим проверки диодов, на мультиметре он обозначен значком диода, часто этот режим на мультиметре совмещается с режимом звуковой прозвонки.
Прозвонка диода в прямом включении
Далее мы соединяем красный щуп с анодом или с положительным электродом диода, а черный щуп с катодом или с отрицательным, или говоря другими словами подключаем соблюдая полярность. При этом на экране должны появиться цифры примерно 600-900. Если раздается звуковой сигнал или на экране единица, это означает, что такой диод неисправен. При подключении щупов в обратной полярности должна на экране быть единица.
Прозвонка диода в обратном включении
Все что написано выше про проверку радиодеталей касается только выпаянных из платы деталей. При проверке, когда радиодетали впаяны в плату, необходимо учитывать влияние на результаты измерений всех деталей подключенных параллельно измеряемым! Рассмотрим поиск неисправностей на примере этой простой схемы звукового пробника:
Звуковой пробник схема
Для начала нужно провести визуальный осмотр устройства, нет ли почерневших резисторов и тому подобных дефектов. Дело в том, что когда сгорают резисторы, это чаще всего бывает видно по их внешнему виду. Ниже привожу рисунок печатной платы этого пробника:
Печатная плата на звуковой пробник
Если есть подозрительные ;), нужно прозвонить их мультиметром в режиме омметра, определив по принципиальной схеме их номинал. Допустимое отклонение от номинала для импортных резисторов 5 — 10%, для отечественных типа МЛТ — 20%.
Слой шелкографии на печатной плате
На фабричных печатных платах различной бытовой техники наносится со стороны, обратной печати на текстолите, слой шелкографии, или говоря другими словами обозначение где какой элемент и где какой вывод впаян. Это очень помогает при ремонте, не тратить время отслеживая по дорожкам, каждый раз, где какая деталь. На печатных платах изготовленных радиолюбителями, также есть возможность нанести слой обозначений с помощью метода ЛУТ с обратной стороны платы.
Проверка транзистора в схеме
Вернемся к нашей плате звукового пробника, допустим мы решили прозвонить все 3 транзистора впаянные в плату. Начнем с VT1, так как это транзистор n-p-n структуры, мы должны установить красный щуп на базовый вывод транзистора, а черный поочередно на коллектор и эмиттер. При этом на экране в зависимости от типа транзистора будут цифры порядка 600-900. Если при проверке звучит звуковой сигнал, или на экране единица, то такой транзистор необходимо заменить. Определить, где какой вывод у транзистора на плате, нам поможет цоколевка. У нас в схеме используются транзисторы КТ315 и КТ361. Вот их цоколевка:
Цоколевка транзисторов кт315
Отличие VT2 от VT1 заключается в структуре. На рисунке выше видно, что база у транзистора VT2 n – типа, это означает, что при проверке с ней надо соединять черный щуп, а с коллектором и эмиттером, поочередно красный. В остальном транзисторы p-n-p структуры проверяются точно также как и n-p-n структуры. Если на плате не обозначены выводы, нужно посмотреть в справочник по транзисторам, либо на страничку со справочной информацией в интернете. Если требуется проверить неполярные конденсаторы на замыкание, их прозванивают мультиметром в режиме омметра. Выводы конденсатора не должны звониться между собой, или говоря другими словами на экране должна быть единица.
Источник
