Wyszukiwanie usterek
sztuka czy wiedza?
Przedrukowany z Elektora artykuł pod takim tytułem wywołał żywą reakcję. Na apel zamieszczony
nieco później w rubryce Poczta odpowiedziało kilku naszych Czytelników. Poniżej zamieszczamy dwa li−
sty elektroników starszych wiekiem, którzy zgodnie zwracają uwagę na pewne bardzo istotne czynniki,
zbyt często niedoceniane przez młodsze pokolenie. W najbliższej przyszłości przedstawimy kolejne mate−
riały na temat usuwania usterek i uruchamiania układów, zarówno własnych, prototypowych, jak i wzię−
tych z literatury.Tymczasem zachęcamy bardziej doświadczonych Czytelników do nadsyłania swoich
uwag dotyczących sposobów i metod wyszukiwania błędów i usterek.
Wyszukiwanie usterek − czy to jest sztuka,
czy wiedza? − pyta się Autor publikacji
w Elektorze (EdW 12/98). Uważamy, że to
jest jednak "sztuka" znalezienie usterki, czy
też wielu usterek. Doświadczeni elektroni−
cy nie potrafiliby "sformułować jakichkol−
wiek jasnych wskazówek" (jw. str. 19).
Trzeba się pokusić o sformalizowanie przy−
gotowania do montażu i prawidłowego
uruchomienia urządzenia elektronicznego.
Rozróżniamy dwa etapy prac: opracowanie
konstrukcji i przygotowanie do montażu
oraz montaż i uruchomienie urządzenia
elektronicznego. Zilustrujemy to przypad−
kiem budowy wzmacniacza gramofonowe−
go do adaptera magnetycznego.
mierzymy indukcyjności cewek, pojem−
ność kondensatorów itp. Można do
sprawdzenia elementów wykorzystać róż−
nego rodzaju posiadane przyrządy, jak
próbniki z miliamperomierzem, ze słu−
chawką, przyrządy do pomiaru tranzysto−
rów (prądu bazy, prądu kolektora), genera−
tory wielkiej lub małej częstotliwości, itp.
Po sprawdzeniu (weryfikacji) schematu
ideowego oraz obliczeń i sprawdzeniu
wszystkich części wg listy elementów
mamy poprawny schemat montażowy
oraz sprawne części montażowe. Do tych
dwóch spraw nie powinniśmy więcej po−
wracać.
Przyjmujemy założenie, że prowadzimy
kolejno montaż poszczególnych bloków
(zespołów) naszego urządzenia. W tym
przykładzie zaczynamy od montażu ZASI−
LACZA. Po całkowitym zmontowaniu
(transformatora toroidalnego, diod pro−
stowniczych, tranzystora i diody Zenera,
kondensatorów elektrolitycznych i diody
LED) pomiarem na wyjściu zasilacza
stwierdzamy poprawność jego pracy. Zgo−
dnie z założeniami, napięcie biegu luzem
wynosi 11,5V=. Możemy więc wmonto−
wać zasilacz do skrzynki adaptera.
Przyjrzyjmy się jednak LUTOWANIU. Ze
szkłem powiększającym w ręku sprawdź−
my poprawność wszystkich lutów. Pod−
stawowym warunkiem poprawnego luto−
wania jest absolutna czystość powierzchni
przeznaczonych do lutowania. Czyścimy je
dokładnie z izolacji (koszulki izolacyjne),
z brudu, tlenków metali. Do oczyszczania
używamy scyzoryka, żyletki, papieru ścier−
nego, pilnika, nie dotykamy brudnymi pal−
cami. Jakość lutowania nie zależy od ilości
zużytej cyny, od wielkości jej kropli − na lu−
towanym styku powinna być gładka, pra−
wie idealna "łezka". Jakość zależy od wła−
ściwego nagrzania tych powierzchni, które
się mają ze sobą połączyć. Należy staran−
nie unikać kapania cyny do montowanego
urządzenia − każdą kroplę, która wpadnie
należy natychmiast usunąć. Należy też
usuwać każdy odcięty kawałek drutu,
który wpadnie. Do usterek często spoty−
kanych na tym etapie zaliczamy: wadliwe
gniazdka, pęknięte ścieżki, zlutowanie
dwóch ścieżek ze sobą. Sprawdzamy, czy
kondensatory elektrolityczne, diody, tran−
zystory, układy scalone są prawidłowo
skierowane i zamontowane (bieguno−
wość). Poruszamy palcem lub pincetą każ−
dy z elementów, sprawdzając poprawność
lutowania (jest to prymitywny sposób, ale
naprawdę skuteczny). Chcąc prawidłowo
wlutować element czy powierzchnię ele−
mentu, trzeba ten drut czy element pokryć
cienką warstwą cyny (pobielić). Pamiętaj−
my, że miejsce lutowania należy podgrzać
do temperatury większej od temperatury
topnienia cyny. Uważajmy, by spoiwo do−
brze przenikało do wąskich szczelin ele−
mentu. Należy też użyć jakiegoś topnika
(albo tego zawartego w cynie, albo np. ka−
lafonii).
Przystępujemy do montażu następnego
zespołu − PRZEDWZMACNIACZA. Dzieli−
my go na montaż wstępny, czyli tylko te
elementy, które spowodują "pracę" zespo−
łu. Zmontowaliśmy, pamiętając o zasa−
dach prawidłowego lutowania i montażu.
Zespół pracuje poprawnie. Napięcie stałe
na wyjściu zasilacza się trochę obniżyło.
Montujemy przedwzmacniacz do skrzynki
gramofonu. Nie pracuje. Napięcie na wyj−
ściu zasilacza wzrosło do 11,5V. Co się
mogło stać? Okazuje się, że pod płytką
znalazł się kawałek drucika odciętego przy
lutowaniu. Spowodował on zwarcie ście−
żek, nie wiadomo po wyjęciu, których.
Przykręcamy zespół do obudowy po raz
drugi. Sprawdzamy napięcie zmienne na
jego wyjściu, jest rzędu 0,42V. Przy spraw−
dzeniu słuchawkami słychać muzykę z pły−
ty gramofonowej. Błąd został usunięty.
Montujemy wzmacniacz mocy. Pełny suk−
ces? Nie. Po wmontowaniu do skrzynki
gramofonowej i przyłączeniu potencjome−
tru P1, urządzenie nie "gra". Wadliwy jest
potencjometr P1. Był przecież sprawdza−
ny! W końcu odkrywamy "zimny lut" na
jednej jego końcówce. By zmniejszyć moc
wzmacniacza obniżyliśmy napięcie zasila−
nia do 10V. Osiągnęliśmy zamierzony sku−
tek.
Pamiętajmy, że liczba możliwych błędów
jest nieograniczona. Po wykryciu błędu nie
należy się denerwować, bo urządzenie
nie musi po pierwszym włączeniu praco−
wać. Należy odczekać "do jutra" i ponow−
nie przystąpić do uruchomienia. Zacho−
wajmy spokój. Schemat jest poprawny,
Opracowanie konstruk−
cji i przygotowania
do montażu
Opracowany przez nas schemat ideowy
urządzenia oddajemy do sprawdzenia dru−
giej, a nawet trzeciej osobie . Musi to być
doświadczony elektronik. (...) Niech taki
elektronik przeanalizuje schemat i oblicze−
nia do tego schematu, a potem odpowie
na pytanie, czy ta konstrukcja spełni ocze−
kiwane założenia, czy będzie np. prawidło−
wo wzmacniać, mierzyć określone warto−
ści mechaniczne, elektryczne, elektronicz−
ne. Sprawdzanie opracowanego schema−
tu przez jego autora nie daje poprawnych
wyników, mija się z celem. My, którzy ten
schemat opracowaliśmy, przy sprawdza−
niu sugerujemy się tym co chcielibyśmy,
by ten schemat spełniał, a nie sprawdza−
my, czy może spełniać. Konieczna jest we−
ryfikacja dokonana przez innego elektroni−
ka. Podobnie jest ze sprawdzaniem ma−
szynopisu. Sugerujemy się tym, co chcie−
libyśmy napisać, a nie tym co zostało na−
pisane. Nie zauważamy więc błędów lite−
rowych (przeliterowań), koślawej składni
czy niepoprawnych sformułowań.
W czasie przygotowań do montażu spraw−
dzamy wszystkie elementy, które mamy
zamontować. Sprawdzamy i te stare ele−
menty, wylutowane z innych urządzeń i te
nowe, dopiero co kupione. Sprawdzamy
w dostępny dla nas sposób. Mierzymy
omomierzem rezystory i inne elementy,
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/99
65
Wyszukiwanie usterek
Tabela 1
bo był sprawdzony, części do montażu też
są "dobre", więc praca urządzenia zależy tyl−
ko od naszego opanowania, spokoju. Więk−
szość usterek jest spowodowana błędami
w montażu.
A oto proponowana tablica prawidłowego
uruchamiania urządzeń elektronicznych.
Przyjrzyjmy się jej dokładnie − przyda się, gdy
montowane urządzenie nie zechce popraw−
nie działać.
Zdziisłław Boguckii
Szanowna Redakcjjo!
Pierwsze radioamatorskie "kroczki" stawia−
łem przed samą wojną; pamiętam jeszcze
naukę lutowania ("kolba" rozgrzewana na ku−
chence gazowej) oraz wykonanie wariome−
tru pod kierunkiem mego Ojca.
W okresie powojennym miałem już lutowni−
cę elektryczną (grzejnikową) a w ramach hob−
bystycznego zainteresowania elektroniką po−
znawałem różne rodzaje wykonawstwa fa−
brycznych odbiorników; od montowanych na
śrubki elementów RC, poprzez mocowanie
tych elementów w uchwytach sprężystych,
lutowanie, do spawania punktowego włącz−
nie. Zainteresowanie się krótkofalarstwem
spowodowało, że zająłem się wybranymi
działami z szeregu dziedzin. Te hobbystyczne
zainteresowania wykorzystywałem z powo−
dzeniem w swej pracy zawodowej, polegają−
cej w dużej mierze na obsłudze, serwisie,
a nawet projektowaniu i wykonywaniu apara−
tury przemysłowej i naukowo−badawczej,
często unikalnej lub prototypowej.
Z tego okresu mej pracy zawodowej mogę
przekazać poniższy wniosek: każde urządze−
nie, każdy obiekt, a szczególnie prototypowy,
musi mieć dokładną, szczegółową dokumen−
tację, uzupełnianą i aktualizowaną z odnoto−
wanymi przeprowadzanymi naprawami.
Przyzwyczajony do intensywnej pracy zawo−
dowej, dydaktycznej i społecznej, z myślą
o przygotowaniu sobie sposobu zagospoda−
rowania nadmiaru wolnego czasu, zgromadzi−
łem literaturę hobbystyczną (często w posta−
ci fotokopii, odbitek ksero a nawet notatek),
a także rozmaite materiały i podzespoły (zaku−
py w Składnicy Harcerskiej, w BOMiS−ie, mo−
duły poserwisowe, płytki drukowane różnych
odbiorników a nawet podzespoły wysłużo−
nych odbiorników TV, uzupełniane w miarę
potrzeb bieżącymi zakupami w sklepach lub
firmach wysyłkowych). Teraz mam czas na
testowanie rozmaitych "nowinek" i nieraz
stwierdzam różne rozbieżności pomiędzy ich
faktycznym działaniem a opisami z literatury.
Sposób postępowania i rozważania zawarte
we wzmiankowanym artykule są podane
przystępnie i konkretnie, podane w podsu−
mowaniu przyczyny są w części do uniknię−
cia. Dlatego, z myślą o ich uniknięciu przez
początkujących radioamatorów, których po−
czątkowe niepowodzenia mogą zniechęcić,
podaję sposób postępowania stosowany
przeze mnie od lat.
Po zgromadzeniu potrzebnych do zmonto−
wania wybranego układu, przystępuję beza−
pelacyjnie do sprawdzenia wszystkich ele−
mentów, niezależnie od tego, czy są fabrycz−
nie nowe, czy z demontażu.
Szczególną uwagę zwrócić należy na ele−
menty regulacyjne: potencjometry, konden−
satory obrotowe i niektóre typy trymerów,
przełączniki a także wyłączniki. Potencjome−
try powinny mieć zmierzoną oporność całko−
witą, a także zmiany oporności pomiędzy śli−
zgaczem a końcami. Przy parokrotnym po−
kręcaniu należy sprawdzić także wpływ naci−
skania i pociągania na napęd ślizgacza. Nie−
które nowe, lecz długo składowane poten−
cjometry starszych typów mają czasami kon−
takt końcówki z elementem oporowym po−
kryty nalotem. Kondensatory obrotowe (stro−
jeniowe) z dielektrykiem powietrznym mogą
czasami mieć (punktowe) zwarcie dzięki nie−
właściwemu dogięciu zewnętrznych seg−
mentów rotora, trymery powietrzne cylin−
dryczne zwierają czasami przy max pojemno−
ści. Przełączniki sprawdza się na przejście,
podobnie wyłączniki, te ostatnie jednak pod
pewnym obciążeniem.
Sprawdzanie elementów R, a także nie−
których tranzystorów nie stanowi problemu
dla posiadaczy zestawu startowego AVT−
700, gorzej z elementami C (mała pojem−
ność). Jeżeli układ zawiera także transforma−
tor sieciowy należy go sprawdzić (z zacho−
waniem ostrożności) przez żarówkę (na uzw.
pierwotnym).
Przystępując do wykonania płytki drukowa−
nej (osobiście robię to rzadko, jedynie zmu−
szony gabarytami urządzenia lub jego porta−
tywnością − jak to omijam opiszę dalej) robię
szablon w skali 1:1. Po przeniesieniu otwo−
rów i ścieżek na płytkę szablon wykorzystuję
jako "matrycę" umieszczając na nim, na swo−
ich miejscach, elementy, szczególnie R − wyj−
mując je po kolei wlutowuję je na płytce.
Schemat układu, szablon i notatki dot. uru−
chomienia stanowią dokumentację. Spraw−
dzanie małych elementów C jest możliwe
poprzez zmontowanie, na np. 555, mostka
C; gdy w montażu tym zastosowana będzie
podstawka, służyć on może także do spraw−
dzania tego typu kostek. Opierając się na
szeregu publikacji Waszego Wydawnictwa
można wykonać "przyrządy" pomocnicze,
które mogą także służyć do sprawdzania
wielu egzemplarzy użytej kostki.
Konieczność sprawdzania danego typu ko−
stek zależy od stanu posiadania − np. do
UL 1111 (z demontażu), i podobnych, zrobi−
łem przystawkę umożliwiającą mi sprawdze−
nie ich uniwersalnym miernikiem.
Idąc dalej tym tokiem myślenia, posiadając
pewną ilość układów TTL, w dużej mierze
z demontażu, na płytce wymiaru kartki za−
montowałem 8 podstawek DIL 14; zostały
zmontowane: układ generatora symetrycz−
nego na 7400; diody LED; wył. astabilny do
sterowania bramkami, połączenia do spraw−
dzania niektórych NAND−ów, przerzutników,
dzielników częstości. Obserwacja LED−ów,
mrugających z różną częstotliwością i fazą,
to, poza dokonanym sprawdzeniem, dobra
zabawa.
A dlaczego rzadko wykonuję płytki drukowa−
ne − jeżeli literaturowy przykład ma być tylko
sprawdzony i opisany (dla ewentualnego za−
stosowania w przyszłości), traktuję to jako
układ próbny. Ponieważ są to przeważnie 2,
3 tranzystorowe lub 1 do 2 kostkowe układy,
to stosuję zakupione (na podstawie ogłosze−
nia drukowanego u Was) w firmie "Cyfronika"
moduły UM−111 lub UM−106. Jednak
elementów RC nie przylutowuję do kołków
lutowniczych lecz do listew łączeniowych
wymontowanych z wyzłomowanych modu−
łów telewizyjnych. Mając ich parę komple−
tów mogę przy użyciu jednego modułu UM
przeprowadzać próby różnych układów. Li−
stwy mogą być wykorzystane wielokrotnie.
Mając oddzielne zasilacze stabilizowane
a także regulowane oraz mierniki uniwersal−
ne i mierniki, a ponadto wzmacniacz n. cz.
mogę sprawdzić działanie wybranych (ze
względu na możliwości pomiarowe) ukła−
dów.
Inaczej przedstawia się sprawa, gdy wybra−
ny do testowania układ ma w przyszłości
wchodzić w skład zestawu pomiarowego lub
jest układem w. cz. Jak wspomniałem, zgro−
madziłem trochę różnych płytek drukowa−
nych. W zależności od potrzeb wybieram
płytki z drukiem do 1 lub 2 układów scalo−
nych, przy czym obowiązkowo stosuję pod−
stawki, do płytek z tranzystorami również
stosuję podstawki (przeważnie część DIL−
prezyjne). Uwaga: należy dokładnie przestu−
diować układ ścieżek i przerwać zbędne po−
łączenia oraz uzupełnić zworami brakujące;
zdejmowanie schematu, nawet z części za−
stosowanej płytki, to doskonała nauka po−
przedzająca samodzielne projektowanie. Tak
zmontowałem m.in. "przystawki": do pomia−
ru aktywności kwarców, mostek do pomiaru
małych C. Część płytek można wykorzystać
do zmontowania małego wzmacniacza n.
cz., poszczególnych bloków typowego
odbiornika, wypróbowania nietypowych
układów odbiorczych.
Bardzo się rozpisałem, mam jednak nadzieję,
że niektóre z mych uwag będą przydatne.
Z życzeniami dalszego rozwoju
Waszego Pisma.
Edward Krach
66
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/99