Published: 3. 12. 2013   Category: Hamradio station OK2MNM

Opravy elektronických zařízení, díl 1.

V tomto dvoudílném článku bych rád shrnul své zkušenosti s opravami elektroniky. V první části doporučím vhodné vybavení i s příklady jeho použití. Protože mě elektronika baví jako koníček budu to popisovat z pohledu elektrotechnika-amatéra, který opravy provádí doma sám na koleně, většinou nevlastní k opravovaným zařízením servisní manuály (nebo co Internet dá), a často ani vhodné technické vybavení. I tak se daří věcem vracet jejich původní funkci.

Ještě než se pustím do popisu, každé opravě by měla předcházet důkladná kontrola, protože častokrát se ani nemusí nic opravovat a stačí vyloučit trapné chyby způsobené nepozorností obsluhy: špatně zastrčené nebo (ne)zapojené konektory, chybné konfigurace, chybně navolená funkce, vybité baterie nebo třeba stisknuté tlačítko „MUTE“ zapřičiňující nehrající reprobedny. Základním pravidlem je zkontrolovat všechny tyto věci, i když se uživatel dušuje, že v nich určitě chyba není (a je důležité vyloučit i vlastní blbost).

Kdysi jsem pracoval jako správce sítě a 80 procent problémů bylo způsobeno právě nepozorností obsluhy, 18 % se dal vyřešit reinstalací Windows a ve zbylých dvou procentech se opravdu něco porouchalo. Ve světě jednoúčelové elektroniky se tato procenta můžou lehce lišit a těch 18 % spadá do oblasti nejběžnějších kurvítek.

A teď už k tomu, co se hodí mít po ruce, když nastala opravdová nefalšovaná porucha.

Nástroje a přístroje

Ne vše v následujícím seznamu je vždy nutně potřeba, ale rozhodně se to hodí.

Síťová doutnavková zkoušečka

Slouží pro indikaci živých vodičů a testování síťových zásuvek (fáze vlevo, vpravo nulák, kdo to nezná ten je č.... [pro znalce norem dodám, že ač to ČSN 33 2130 pouze doporučuje, je vhodné nebýt za č.]).

Zde by se asi vyplatilo napsat něco o bezpečnosti při práci na elektrických zařízení, ale shrnu to slovy odborného asistenta v úvodním BOZP v laboratořích Teorie obvodů (ČVUT FEL): „támhle u dveří je cedule s první pomocí, kdyby se někomu něco stalo, tak si jí přečtěte a zachraňte ho!“ Doma aspoň pracujte v pantoflích, opravovanou věc při rozdělávání odpojte od zdroje/sítě a k velkým elektrolytickým kondenzátorům přistupujte obezřetně, není to nic příjemného když se vybijí přes vaše tělo. V živých obvodech je doporučeno vrtat se pouze pravou rukou, pokud nemám oddělovací ochranný transformátor (viz dále), protože střídavý proud procházející z pravé do levé ruky už by mohl rozhodit srdeční sval a v horším případě to končí i smrtí...

Zdroje

Laboratoř elektronika-amatéra by měla být vybavená regulovaným stejnosměrným zdrojem 0-40 V s max. odběrem okolo 2 A. Zdroj by měl navíc ukazovat proudový odběr a mít ochranu proti zkratování. Už jen díky tomu, že k takovému zdroji připojíme opravované zařízení můžeme ihned odhadnout, jak na tom zařízení je, mohou nastat tři varianty:

  1. Zařízení odebírá nějaký „rozumný“ proud, většinou předpokládáme desítky až stovky miliampér, to je poměrně příznivý stav a aspoň víme, že vstupní napájecí část je v pořádku.
  2. Zařízení neodebírá vůbec nic, ručička ampérmetru se po připojení ani nehne, to znamená, že něco je v nepořádku, může to být napájecí konektor, spálená pojistka, ale často to bývají i odpálené lineární stabilizátory a další polovodičové prvky na vstupu.
  3. Po připojení na zdroj okamžitě zareaguje ochrana proti zkratu, tj. proudový odběr je příliš velký a něco na vstupu je zkratované, např. odpálený kondenzátor, dioda, atd.

Pouhé připojení na laboratorní zdroj je základní test opravované černé skříňky. Kdysi jsem instaloval parabolickou anténu a po řadě hodin stále nemohl naladit žádný signál, přestože kabely byly v pořádku. Jak jednoduše otestovat funkci single-LNB? Právě připojením na zdroj na 13-15 V (což nastavuje vert. polarizaci), jsem zjistil, že zařízení nic neodebírá... Jednalo se o úplně nové LNB a po jeho výměně se signál podařilo najít během pár minut.

Při opravách a oživování zařízení jako první věc, vždy prověřuji dodaný zdroj, jaké je na něm napětí a zapojení konektoru. Porovnávám to s údaji, většinou uvedenými u vstupní zdířky a na štítku zdroje. Často se stává, že někdo zamění napájecí adaptér za jiný typ se stejným konektorem a problém je na světě.

Při měření spínaných zdrojů je nutné pamatovat na to, že zdroj může vyžadovat nějaké zatížení! Pokud tedy připojíme naprázdno pouze voltmetr s vysokým vstupním odporem, teče jím pouze malý proud a zdroj tedy není zatížen a jeho elektronika se neaktivuje. Nenaměříme tedy vůbec nic a nebo nějaké divně malé napětí. Není to tím, že spínaný zdroj je vadný, prostě mu jen chybí zatížení.

Multimetr (DMM, digital multimeter)

Měří napětí, proud, odpor, často mají další funkce navíc jako třeba měření kapacit, teploty nebo frekvence. Liší se převážně cenou, ty dražší bývají kvalitněji provedené jak mechanicky, tak i proudová větev bývá lépe navržená, chráněná keramickými pojistkami a napěťová část má vysoký vstupní odpor. Je vhodné zvolit typ multimetru, který má pro U a R automatické přepínání rozsahů měření. Proudový rozsah by měl začínat v rozsahu jednotek mikroampér. Pro měření střídavého napětí je ideální mít multimetr měřící efektivní hodnotu, označeno jako „true RMS“.

Důležitá funkce multimetru je měření zkratů, tzv. šlusmetr. Akustická signalizace pokud daný spoj vede napětí či nikoliv, což je důležité nejen pro kontrolu konektorů, pojistek a vodičů, ale často bývá kombinované s testerem diod a polovodičových součástek, protože DMM v propustném směru ukazuje prahové napětí (rozsah tohoto napětí je lepší vyšší, protože třeba LEDky mají okolo 3 V). Výhodné je, aby šlusmetr měl jen malou časovou prodlevu při měření, není nic otravnějšího pokud přiložíte měřící hroty a ještě musíte půl vteřiny až vteřinu počkat, až si DMM rozmyslí, jestli má pištět nebo ne.

A proti vlastní roztržitosti pomáhá funkce automatického vypnutí při nečinnosti, ušetříte za baterie :)

Protože levné multimetry jsou dnes záležitostí stokorun vyplatí se pořídit ještě druhý, např. pokud potřebujete v obvodu změřit zároveň proud i napětí. (Nekupujte zase ten nejlevnější, opakuji, vstupní impedance voltmetru by měl být aspoň 10 MΩ a pozor na provedení proudové části!)

Vysokoohmová sluchátka

Stará radistická sluchátka s impedancí 4000 Ω, k dostání na burzách a aukru v ceně několika desetikorun, jsou jednoduchou, ale přesto výkonnou sondou pro kontrolu nízkofrekvenčních zařízení. Dobrá sluchátka jsou natolik citlivá, že je možné přikládat pouze jeden pól na místa signálové cesty a druhý pól držet v ruce, i díky nepatrném proudu, který takovým „obvodem“ prochází, lze poslechem kontrolovat, kde je signál ještě v pohodě, kde chybí a nebo je zkreslen poruchou. Při opravách nf zesilovačů dokáží sluchátka hravě nahradit osciloskop :)


Fig.: Vysokoohmová sluchátka

Zkoušeč elektrolytických kondenzátorů (měřič ESR)

Protože elyty jsou jedním z nejčastějších kurvítek, vyplatí se je kontrolovat jako první věc nefunkčního zařízení, a to hlavně ve spínaných zdrojích a ve filtrech za usměrňovačem. Příznivější stav je pokud je elyt vadný na první pohled: nafouknutý nebo se stopami vyteklého elektrolytu. Pokud není, je nejjednodušší změřit jeho ekvivalentní sériový odpor (ESR) k tomu určeným zkoušečem. Se zkoušečem je možné měřit přímo v zapojení obvodu, pokud není ke kondíku paralelně připojený rezistor s malým odporem nebo při paralelním zapojení více kondíků, v takových případech je nutné obvod rozpojit: vypájet jednu nožičku.

Osciloskop

To už je možná taková vyšší dívčí, ale osciloskop je nejuniverzálnější měřící přístroj a dneska v době digitálních osciloskopů kromě zobrazení časového průběhu signálu ukazuje i frekvenci, různé parametry napětí, vypočítá FFT a zobrazí kmitočtové spektrum. A navíc je možné típnout obrazovku do souboru, případně uložit navzorkovaná data do souboru a použít pro další analýzu, nebo zaznamenat jen jeden cyklus měření a ten pak analyzovat.

Na následujícím obrázku je jednoduchý tester přítomnosti vysokofrekvenčního pole. K sondě osciloskopu je připojena dioda, zde je to BB405B (UHF kapacitní dioda) a z kabelu je udělaná několika závitová cívka. Protože VF napětí se na diodě demoduluje, na obrazovce jsou pak vidět impulzy vysílané mobilem, protože tohle „zapojení“ vlastně tvoří takovou jednoduchou krystalku. Např. u testů mobilů na GSM, okolo 800 MHz stačila na detekci obyčejná dioda, ale když jsem psal tento text nedařilo se mi s obyčejnou diodou vidět nic, protože můj mobil zřejmě vysílá na 1800 MHz a to už je na usměrňovací diodu moc.



Fig.: Pomůcka pro detekci vf. pole na osciloskopu. (771  kB)

Co se občas hodí

Zdroje a další na další čtení