Naprawy

CO SIĘ PSUJE?

PUNKTY LUTOWNICZE

Zapewne słyszałeś, bądź miałeś do czynienia z tzw. "zimnymi lutami". Jeżeli nie, to podpowiadam. Jednym z powodów powstawania zimnych lutów jest nagrzewanie się elementów elektronicznych. Większość z nich, w szczególności rezystory, tranzystory, niektóre układy scalone, podczas pracy wydzielają pewne porcje ciepła. Elementy te, jak wszystkie ciała fizyczne, podczas nagrzewania ulegają rozszerzeniu, po czym, w trakcie stygnięcia - kurczeniu. Każdy taki cykl powoduje powstanie naprężeń w miejscach lutowania, a po pewnym czasie, po którym następuje "zmęczenie materiału" (w tym momencie pod pojęciem materiału kryje się spoiwo lutownicze), powstanie pęknięć. W efekcie może dojść do "odkrojenia" się punktu lutowniczego, a zarazem braku połączenia elementu z pcb.

Zimne luty lubią powstawać także w układach narażonych na drgania, pod elementami o stosunkowo dużej masie, takich jak kondensatory elektrolityczne, przekaźniki, transformatory, cewki itp. Podobnie, jak w przypadku opisanym powyżej, na punkt lutowniczy, pod wpływem drgań, działają cykliczne siły, które z czasem osłabiają punkt, powodując usterkę.

Zimny lut da się zazwyczaj zauważyć gołym okiem, aczkolwiek nie zawsze tak jest i czasem defekt ten można dostrzec tylko przez szkło powiększające, bądź nie jest nawet widoczny wogóle.

Zimny lut to usterka najbardziej wdzięczna pod względem naprawy. Lutownica, ciut spoiwa i po sprawie :)

PRZEKAŹNIKI

Przekaźniki są elementami elektromechanicznymi, zbudowanymi z elektromagnesu oraz styków roboczych. W sprzęcie audio stosowane są zazwyczaj w układach załączania sygnału na wyjścia głośnikowe. Przekaźnik może zepsuć się na praktycznie dwa sposoby: gdy przestaje działać elektromagnes, bądź awarii ulegają styki robocze. Efekt obu awarii jest praktycznie taki sam - pomimo podania napięcia zasilającego na cewkę elektromagnesu, styki nie "stykają", przez co przekaźnik przestaje pełnić swoją funkcję. Zdarzają się też awarie "w drugą stronę", kiedy styki "zespawują się" i przekaźnik zachowuje się tak, jak gdyby bez przerwy był włączony, jednakże ten typ awarii występuje stosunkowo rzadko.

W układzie załączania głośników awaria przekaźnika objawia się zazwyczaj jako brak dźwięku. Faktem, który powinien skłonić Cię do skierowania podejrzenia na przekaźnik, jest też brak charakterystycznego dźwięku, generowanego przez przekaźnik w trakcie załączenia, tzw. cyknięcia. Dlatego zanim zabierzesz się za sprawdzanie końcówki mocy, warto sprawdzić obwód przekazujący sygnał z końcówki do głośnika, a w tym także działanie przekaźnika. Tym bardziej, jeżeli urządzenie (zazwyczaj w takim przypadku jest to wzmacniacz lub amplituner) nie sygnalizuje w żaden sposób awarii, może to świadczyć problemie tego typu.

Poza oczywistym sposobem sprawdzenia podejrzanego przekaźnika polegającym na jego wylutowaniu, a następnie zasileniu cewki odpowiednim napięciem i pormiarze rezystancji na stykach, można taki przekaźnik sprawdzić bezpośrednio w układzie, zachowując ostrożność i odłączając głośnik od wyjścia (w celu uniemożliwienia zamknięcia obwodu poprzez głośnik). Po uruchomieniu urządzenia, należy zmierzyć napięcie na cewce oraz rezystancję styków.

Uszkodzonego przekaźnika raczej nie ma sensu naprawiać. Sam praktykowałem kiedyś "przeczyszczanie" pokrytych zanieczyszczeniami styków, lecz efekt był zazwyczaj krótkotrwały. Dzieje się tak dlatego, że podczas "nadpalenia" styków przekaźnika dochodzi jednocześnie do przegrzania i utraty właściwości przez element sprężysty, dlatego uważam, że jedyną słuszną metodą jest wymiana uszkodzonego przekaźnika na sprawny.

ps. Należy zauważyć, że istnieją także przekaźniki "rozłączające", w których styki normalnie są zamknięte, a zasilenie cewki powoduje ich rozłączenie, a także przekaźniki "przełączające", dlatego podejrzewając przekaźnik, przed przystąpieniem do pomiarów należy ustalić, z jakim typem mamy do czynienia.

TERMINALE GŁOŚNIKOWE

Czyli to, co właściwie nie powinno się zepsuć... a jednak. Pewnego dnia spędziłem około dwóch godzin próbując zlokalizować usterkę, polegającą na "przerywaniu" dźwięku na jednym z kanałów w amplitunerze. No właśnie... "przerywaniu", co było główną przeszkodą w określeniu przyczyny niesprawności. Osobiście nie lubię tego typu awarii, ponieważ to, że sygnał raz jest, a za chwilę go nie ma, powoduje, że nie można stabilnie wykonać pomiarów. Mierząc, nie wiemy, czy mierzymy układ aktualnie działający, czy nie... Paradoksalnie, dużo łatwiej szuka się przyczyny w układzie, który zachowuje się stabilnie, czyli cały czas nieprawidłowo.

ps. Przypomniała mi się anegdota. Jaki zegarek jest lepszy, czy taki, który się późni, czy tak, który stoi?...
- taki, który stoi, bo przynajmniej dwa razy na dobę wskazuje prawidłową godzinę ;) Ale do rzeczy...

Wyobraźcie sobie, że winien był terminal głośnikowy. Wykonany z plastiku, z zatopionym wewnątrz kawałkiem metalu, z jednej strony wyprowadzonym do wlutowania w obwód na pcb, z drugiej strony zakończonym gwintem i śrubą, służącą do przykręcenia końcówki kabla głośnikowego. Wydawać by się mogło, że takie ustrojstwo nie może się popsuć, bo i w którym miejscu? Okazało się, że ów "kawałek metalu" w rzeczywistości składa się z dwóch elementów, wciśniętych z obu stron w tworzywo, gdzie miały się ze sobą połączyć, tak, że wydaje się, jakby stanowił on pojedynczy element. Terminal oczywiście udało się naprawić poprzez dolutowanie odpowiedniego połączenia.

KONDENSATORY

Kondensator jest elementem elektronicznym, potrafiącym zmagazynować energię elektryczną, przy wykorzystaniu tzw. "pojemności". Gdyby ktoś potrzebował zasięgnąć więcej podstawowej wiedzy odnośnie kondensatorów, pomocnym materiałem będzie artykuł https://pl.farnell.com/capacitor-types-and-performance. Namacalnie, patrząc na większość pcb, zobaczymy kondensatory począwszy od maleńkich kilkumilimetrowych ceramicznych i tantalowych, poprzez odmiany foliowych, polimerowe, do wielkich "beczek", często mocowanych obejmami i śrubami - kondensatorów elektrolitycznych o pojemnościach rzędu 10mF i więcej.

Kondensatory psują się ogólnie na dwa sposoby: na rozwarcie (pojemność drastycznie spada) oraz zwarcie (z kondensatora robie się przewodnik). Ze swojego doświadczenia z czystym sumieniem mogę stwierdzić, że najczęściej awarii ulegają kondensatory tantalowe i elektrolityczne. Oczywiście nie oznacza to, że awarie innych typów są wykluczone, jednakże dosyć mało prawdopodobne.

Kondensatory tantalowe (zazwyczaj smd) używane głównie do filtrowania napięć zasilających w różnych układach, ulegając awarii powodują zazwyczaj zwarcie linii zasilającej. Tak więc, jeżeli masz do czynienia ze zwarciem w takim miejscu, w pierwszej kolejności szukaj kondensatora włączonego równolegle do linii. Prawdopodobnie on może być przyczyną usterki.

Kondensatory elektrolityczne używane są zazwyczaj również jako filtry na liniach zasilania, ale także jako elementy eliminujące składową stałą w torach audio. W przypadku awarii kondensatora w linii zasilania, w zależności od rodzaju uszkodzenia, może on powodować zwarcie na linii zasilającej, bądź efekt braku filtrowania. O tyle, o ile zwarcie jest stosunkowo proste do namierzenia, o tyle uszkodzenie kondensatora "w drugą stronę", czyli brak filtrowania, na pierwszy rzut oka może być trudne do rozpoznania. Objawami predysponującymi układ do sprawdzenia kondensatorów w tym kierunku są: znaczny przydźwięk sieciowy na wyjściu końcówki mocy, niesymetryczność lub nieprawidłowość napięć zasilających, przy jednoczesnym braku objawów typowych dla uszkodzonej końcówki mocy (takich jak zwarcie wyjścia do masy badź jednego z napięć zasilania, czy zbyt wysoki prąd spoczynkowy).

Mamy podejrzany kondensator, co dalej? Stosunkowo niewielkie pojemności jesteśmy w stanie zmierzyć miernikiem uniwersalnym wyposażonym w odpowiednią funkcję. Nie posiadając takiego miernika lub w przypadku kondensatorów o znacznych pojemnościach, nieobsługiwanych przez miernik, jednyną słuszną metodą będzie raczej wymiana "w ciemno" kondensatora na sprawny. W przypadku linii zasilających można na próbę wlutować kondensator o mniejszej, bądź nieco większej pojemności, o napięciu nie mniejszym od oryginalnego. Nawet mniejsza pojemność da zauważalny efekt filtrowania, w porównaniu do kondensatora, który uległ awarii. Finalnie należy oczywiście wymienić element na odpowiedni.

Co do kondensatorów stosowanych w torze sygnałowym audio, zdarzyły mi się przypadki, że element taki powodował słyszalne zniekształcenia sygnału (dźwięku). W moim przypadku zadziała metoda: podejrzenie > wymiana w ciemno. Dlaczego w ciemno? Raz, że najszybciej, dwa - ucho ludzkie jest organem bardzo wrażliwym, potrafiącym usłyszeć niuanse, niewykrywalne w inny sposób. Miałem niegdyś ciekawy przypadek awarii, polegającej, jak się później okazało, na uszkodzeniu opampa. Efekt był taki, że po doprowadzeniu do układu czystego sygnału sinusoidalnego, dźwięk reprodukowany przez końcówkę zawierał zniekształcenia, które strasznie "wierciły" uszy. Po podłączeniu oscyloskopu, przy pomocy którego zaplanowałem namierzyć miejsca, w którym sygnał otrzymuje dodatkowe harmoniczne, ku mojemy zdumieniu okazało się, że na pierwszy rzut oka na wyjściu mam idealną sinusoidę... Dopiero po dokładnym przyjrzeniu się przebiegowi okazało się, że w pewnym miejscu występuje ledwo widoczny "ząbek", będący sprawcą całego zamieszania. Piszę o tym, aby uzmysłowić, jak czułe jest ucho ludzkie, przez co może ono wychwycić problemy z elementami elektronicznymi, w tym także kondensatorami, trudne do zbadania / zmierzenia.

Jeszcze słowo o dużych kondensatorach w torze zasilania. Z autopsji. Kondensator wlutowany poprawnie, zero oznak wskazujących na tzw. "zimny lut", pacjent zabezpieczony dodatkowo klejem (jak to często w przypadku dużych elektrolitów bywa, w szczególności w sprzęcie produkowanym dziś na dalekim wschodzie, gdzie stare patenty mocowania kondensatorów przy pomocy metalowych obejm zastąpiono glutem) i wszystko mogłoby się wydawać ok. Jednak podejrzenie kondensatora o utratę pojemności i w następstwie jego wylutowanie ujawnia niespodziewaną przyczynę awarii - jedno z wyprowadzeń urwało się i przestało łączyć. Wymiana kondensatora pozwoliła na powrót sprzętu do żywych.

(Artykuł nie został jeszcze dokończony, c.d.n...)

Autor: Marcin Jonak (nyquist)