Как научиться ремонтировать электронику с нуля
Как ремонтировать электронику своими руками
В современном мире человека окружает огромное количество электрических и электронных приборов. Вместе с неоспоримыми достоинствами таких полезнейших изобретений человеческого разума мы получаем один жирный минус – дорогостоящий ремонт. И персональный компьютер, и ноутбук, и DVD проигрыватель, и спутниковый ресивер– это сложные электронные приборы, стоимость ремонта которых может достигать нескольких тысяч рублей. Иногда эти суммы, которые мы платим за ремонт мастеру-электронщику, необоснованно велики. Но к счастью, в наших силах научиться основным диагностическим приемам, а также простейшему ремонту, который можно произвести в домашних условиях. В рамках данной статьи будут рассмотрены типовые поломки самой распространённой электроники, а также способы быстрого устранения неисправностей с минимальными затратами денег и нервов.
Можно ли научиться ремонту электроники новичку
Чтобы самостоятельно ремонтировать электронику, не обязательно быть асом в этом деле, но определенные знания школьного курса физики все-таки необходимы. Хорошо, если вы в школе посещали радиотехнический кружок. Если вы хотите заниматься ремонтом электроники, то такие понятия как электрическое сопротивление, ток, ЭДС, индуктивность, емкость не должны быть для вас непонятными. Необходим некоторый опыт в пайке радиодеталей, а также минимальные навыки пользования электрическим тестером или мультиметром.
Какие поломки можно устранить своими руками
Некоторые новички ошибочно считают, что починить персональный компьютер можно только в условиях сервисного центра. Практика показывает, что большинство поломок можно исправить и в домашних условиях с использованием простейшего оборудования. Но стоит оговориться, что заменить какую-нибудь микросхему на материнской плате компьютера вам, скорее всего, не удастся. Хотя заменить электролитические конденсаторы на этой же материнской плате можно и в домашних условиях, вооружившись каким-нибудь простеньким паяльником. Поэтому стоит сразу понимать, какие поломки вы сможете устранить самостоятельно, а какие – только в сервисе.
Как починить электронный прибор, который не включается
Если вы включаете прибор в электросеть 220В, а реакции нет: отсутствует световая или звуковая индикация работы, то скорее всего перестал работать блок питания. Любой прибор, который неадекватно реагирует на включение в сеть, мы рекомендуем включать последовательно с мощной лампой накаливания, чтобы не вызвать короткое замыкание. Если импульсный блок питания устройства исправен, то лампа накаливания гореть не будет, а если на блоке по входу КЗ, то лампа накаливания выполнит защитную функцию и будет гореть в полный накал.
Как проверить импульсный блок питания
По сути, импульсный блок питания имеет практически типовую конструкцию во многих электрических устройствах. Сначала проверяем его на самые банальные вероятные поломки– обрыв сетевого кабеля и выгорание предохранителей. Значительно ускорить диагностику можно, если измерить напряжение на самом большом конденсаторе в импульсном блоке питания. Как правило, он ставится после диодной сборки и после сетевого фильтра. Если на нем есть примерно 300В постоянного напряжения, то вы автоматически узнаете, что и предохранитель, и фильтр питания, и сетевой кабель, и входные дроссели полностью исправны. Существуют блоки, где вместо одного огромного конденсатора на 400В стоят два. В таких блоках напряжение на каждом конденсаторе примерно 150В. Если напряжения нет, то лучше всего проверить все по отдельности: прозвонить сетевой кабель, проверить каждый диод выпрямителя, предохранитель, конденсаторы, дроссели и т.д. Причем предохранители бывают очень коварны: внешне выглядят вполне исправными, а на прозвонке имеют бесконечно высокое сопротивление. Это обусловлено тем, что в плавких предохранителях обрыв или перегорание может произойти в месте, которое и не видно совершенно.
Электролитические конденсаторы – это самое слабое место современных импульсных блоков питания. Уменьшение емкости, возрастание величины ESR ведет либо к полному отказу БП, либо к нарушению параметров выходного напряжения. Все вспухшие конденсаторы необходимо заменить. Также не поленитесь проверить параметр ESR, а также величину емкости у всех подозрительных конденсаторов. Лучше всего с поставленной задачей справляется компактный прибор ESR-micro v4.0s. К счастью, стоимость конденсаторов не велика, поэтому можно просто заменить все подозрительные конденсаторы заведомо исправными. Надежность и качество ремонта от этого только выиграет. Главное помнить, что электролитические конденсаторы имеют полярность, следовательно, впаивать их нужно строго по циклёвке. После замены конденсаторов большинство блоков начинает работать в штатном режиме, если, конечно, нет проблем с микросхемами ШИМ, диодами, выходными цепями стабилизации и т.п.
Как найти короткое замыкание, если блок питания уходит в режим защиты
Случается, что импульсный блок питания начинает нормально работать только будучи отключенным от основной платы. К примеру, блок питания компьютера включается лишь тогда, когда его отключают от материнской платы и «заводят» посредством перемычки, которая соединяет зеленый и черный провод. Чтобы найти место или радиоэлемент, который провоцирует короткое замыкание, необходимо затратить очень много времени. Для максимального упрощения этой задачи рекомендуем подать на проблемную линию в материнской плате постоянное напряжение с ограничением тока от лабораторного блока питания. С помощью прикосновений, а также при помощи факсимильной бумаги находим ту область, где имеется наивысший нагрев. Следовательно, именно там и находится неисправный элемент. Поиск и устранение проблемы занимает не более 15 минут.
Как починить прибор, который включается, но работает не корректно
Самая сложная проблема – появляющаяся и исчезающая неисправность. Внезапный характер возникновения и необъяснимость исчезновения неисправности электронной аппаратуры может поставить в тупик даже опытного мастера. Если вы заметили, что ваш компьютер внезапно отключается после нескольких часов игры, но стоит подождать 20-30 минут, как он снова готов к работе, то стоит искать неисправность в нарушении теплового режима, а также в нарушении контактов. Первым делом проверьте, какие микросхемы или радиодетали особенно сильно нагреваются. Если у вас нет специального температурного щупа, то можно и просто на ощупь померить температуру. Недостаточное охлаждение, высохшая термопаста, пыль – вот основные причины перегрева, влекущие к нестабильной работе.
Сайт про изобретения своими руками
МозгоЧины
Сайт про изобретения своими руками
Курс начинающего электронщика часть 2
Курс начинающего электронщика часть 2
Представляю вашему вниманию вторую часть «Курса начинающего электронщика«.
Шаг 5: Цветовая маркировка резисторов
Мы уже познакомились с различными типами резисторов и характеристиками, что им свойственны. Однако, для того, чтобы использовать элемент по прямому назначению необходимо точно знать величину сопротивления.
Значение сопротивления, допустимая мощность – обычно наноситься на сам резистор, как числа или буквы (это в том случае, когда размеры достаточно большие). Но когда элементы небольшого размера (углеродные или пленочные) спецификация должна отображаться иным способом, поскольку текст был бы не читаемый.
В таких случаях на поверхность наносят полосы, что указывают значения сопротивление и рассеиваемую мощность. Эти линии – цветовой код резисторов. Международная универсальная схема цветового кода была разработана много лет назад, как простой и быстрый способ идентификации резисторов независимо от того, какого они размера и состояния. Маркировка всегда читается слева направо (с широкой полосы), путем сопоставления цвета первой полоски с соответствующим номером в колонке цифр-цвета (это первая цифра значения сопротивления) и т.д.
Золотая или серебряная полоса (допуск) всегда является последней полосой. Кроме того можно измерить сопротивление мультиметром, ведь в некоторых случаях – это является единственным способом определения значения сопротивления (например, когда цветные полосы стёрты).
Резисторы поверхностного монтажа
Резисторы поверхностного монтажа или SMD резисторы — элементы прямоугольной формы, что предназначены для монтажа непосредственно на поверхность печатной платы. SMD резистор состоит из керамической подложки, на который нанесён толстый слой оксида металла. Значение сопротивления контролируется путем изменения желаемой толщины, длины или типа осажденной пленки. Благодаря металлическим клеммам с обоих концов, элементы припаиваются непосредственно на печатную плату. SMD маркируются 3-мя или 4-мя цифрами (кодом) для обозначения заданного сопротивления. Стандартные резисторы SMD помечены кодом с тремя цифрами, в котором первые две цифры представляют первые два числа значения сопротивления, а третья цифра – множителем x1, x10, x100 и т.д. Например:
Резисторы поверхностного монтажа, у которых значение меньше, чем 100 Ом, обычно маркируются: “390”, “470”, “560” с заключительным нулём, представляющим множитель 10^0, который эквивалентен 1. Например: “390” = 39 × 1Ω = 39 Ом или 39RΩ “470” = 47 × 1Ω = 47 Ом или 47RΩ (значения сопротивления с буквой “R” обозначают положение десятичной запятой, например 4R7 = 4.7Ω). Резисторы поверхностного монтажа, которые имеют маркировку «000» или «0000» называются 0 Ом, поскольку эти элементы имеют нулевое сопротивление.
Шаг 6: Последовательно-параллельное соединение резисторов
Резисторы соединяются либо последовательно, либо параллельно. Для определения полного сопротивления «сборки» используется одно из двух уравнений.
При подключении резисторов последовательно их значения просто складывают. Так, например, если нужно получить сопротивление 12.33kΩ, берём резисторы на 12kΩ и 330Ω и соединяем их последовательно.
Расчёт величины сопротивления резисторов соединённых параллельно имеет немного другой вид (смотри рисунок).
Примеры применения резисторов:
Одно из основных применений резистора – ограничитель тока. Резистор является основным элементом, который не позволяет сгорать светодиодам (как пример) при подаче на них питания. При подключении резистора последовательно с LED, ток, протекающий через резистор, ограничивается до «безопасного значения». Обратите внимание на схему, приведенную ниже. Резистор R соединён последовательно со светодиодом.
Для расчета значения резистора необходимо рассматривать прямое напряжение (VF) и максимальный прямой ток (I). Прямое напряжение — напряжение, которое требуется для работы светодиода (варьируется между 1.7 В и 3.4 В в зависимости от цвета LED). Максимальный прямой ток для светодиодов обычно составляет около 20mA. Как только получено значение VF и тока, номинал резистора может быть вычислен согласно формуле:
где Vs – напряжение питания.
В нашем случае: 5-вольтовий источник питания, прямое напряжение – 1.8 В. Максимальный прямой ток светодиода 10mA (0,01 А):
R = (5 — 1.8) / 0,01 = 320 Ом.
Делитель напряжения – схема подключения резисторов, которая уменьшает величину напряжения. Используя всего два последовательно соединенных резистора, можно получить выходное напряжение, что будет лишь частью входного и будет зависеть от отношения этих двух резисторов.
Два резистора (R1 и R2) соединены последовательно, а источник напряжения (Vнар) подключён через них. Напряжение с Vвн может быть вычислено как:
Например, если бы R1 был 1.7kΩ, и R2 был 3.3kΩ, то 5-вольтовое входное напряжение могло бы быть превращено в 3.3 В.
Нагрузочные резисторы (НР)
Нагрузочный резистор используется при необходимости смещения входного контакта микроконтроллера (MCU) к заданному состоянию. Один конец резистора соединён с контактом MCU, а другой конец соединен с высоким напряжением (обычно 5 В или 3.3 В).
Нагрузочные резисторы часто используются при взаимодействии через интерфейс с вводом переключателя или кнопкой. «НР» смещает входной контакт, когда переключатель открыт. Благодаря этому схема защищена от короткого замыкания.
Когда переключатель открыт, входной контакт MCU соединен через резистор с 5В. Когда ключ замкнут, входной вывод подключен непосредственно к GND (земле).
Значение нагрузочного резистора может быть неточным, но должно быть достаточно высоким (во избежании потери мощности при пропускании через него 5В). Обычно значения составляет около 10kΩ.
Шаг 7: Конденсатор
Конденсатор немного похож на батарею, но выполняет свою работу по-другому. Батарея использует химреактивы, чтобы хранить электроэнергию и отдает её очень медленно (в случае кварцевых часов – несколько лет). Конденсатор обычно выпускает свою энергию намного быстрее — часто за секунду или меньше.
Есть много различных видов конденсаторов: от очень маленьких (используемых в резонансных схемах) до крупных конденсаторов (коррекции коэффициента мощности), но все они делают то же самое – они хранят заряд. Конденсатор состоит из двух или более параллельных проводящих (металлических) пластин, которые разделены либо воздухом либо изолирующим материалом (вощеная бумага, слюда, керамика, пластик или некоторые формы жидкого геля, который используется в электролитических конденсаторах). Изолирующий слой между пластинами конденсаторов обычно называют диэлектриком.
Конденсаторы и их ёмкость
Всю электроэнергию, которую может сохранить конденсатор, называют его ёмкостью. Ёмкость конденсатора немного походит на ведро: чем больше ведро, тем больше воды может оно вместить, чем больше ёмкость, тем более крупный заряд может сохранить конденсатор. Есть три способа увеличить емкость конденсатора:
Размер ёмкости измеряется в единицах, называемых фарадами (F). Один фарад — огромная ёмкость, поэтому на практике ёмкости большинства конденсаторов составляют обычно микрофарады (μF), нанофарады (nF) и пикофарады (pF).
По конструкции, конденсаторы бывают:
Тип конденсаторов, которые в качестве диэлектрика используют тонкую оксидную пленку, нанесенную на поверхность одного из электродов — анода, а в качестве второго электрода (обычно катода) используется электролит в форме желе или пасты.
Диэлектрик — очень тонкий слой окиси (толщиной меньше чем десять микрон), которая получается электрохимическим путем в процессе производства.
Большинство электролитических конденсаторов полярные. Это означает, что напряжение поступающее к выводам конденсатора, должно быть правильной полярности. Если её не соблюдать, то будет разрушен слой изолирующего оксида, а это в свою очередь приведёт к выходу из с строя элемента. У электролитов полярность отмечена знаком минус.
Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях питания с постоянным током (из-за небольшого размера и большой ёмкости) для уменьшения пульсации напряжение. Один из основных недостатков электролитических конденсаторов — их относительно низковольтная оценка напряжения.
Электролитический конденсатор обычно маркируется:
Максимальное напряжение конденсатора
Максимальное напряжение – это напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без повреждения его диэлектрического материала. Если прикладываемое напряжение, станет слишком большим, то диэлектрик прогорит (электрический пробой) и произойдет образование электрической дуги между конденсаторными пластинами, что приведёт к короткому замыканию. Рабочее напряжение конденсатора зависит от типа используемого диэлектрического материала и его толщины. Рабочее напряжение конденсатора – это максимальное напряжение постоянного тока, а НЕ максимальное напряжение переменного тока, поскольку конденсатор со значением напряжения постоянного тока 100 В не может быть использован при переменном напряжении 100 В. Так как у переменного среднеквадратическое значение 100 В, но пиковое значение более 141 В! Для того, чтобы конденсатор работал с переменным током 100 В, его рабочее напряжение должно быть по крайней мере 200 В. На практике при выборе конденсатора следует, чтобы рабочее напряжение было на 50 процентов больше, чем напряжение питания схемы.
Полиэфирные конденсаторы — конденсаторы, состоящие из металлических пластин с полиэфирной плёнкой между ними или металлизированной плёнкой на изоляторе.
Полиэфирные конденсаторы доступны в диапазоне ёмкостей от 1 нФ до 15μФ, и с рабочими напряжениями от 50В до 1500В. Кроме того, они обладают высоким температурным коэффициентом. Их изоляция имеет высокую стойкость (являются хорошими вариантами для схем связи и хранения информации). По сравнению с большинством других типов, полиэфирные конденсаторы имеют более высокую ёмкость на единицу объёма.
Танталовые конденсаторы являются элементами, которые используют оксид тантала. Широко используются в миниатюрном оборудовании и компьютерах. Доступны как в полярном, так и неполярном исполнении. Хорошее отношение ёмкости к объёму, малый размер, хорошая стабильность, большой диапазон рабочих температур. Твёрдотельные танталовые конденсаторы имеют намного лучшие характеристики по сравнению с имеющими жидкий электролит.
Максимальное напряжение ограничено – 50 вольт. Взрываются при превышении допустимого тока, напряжения или скорости нарастания напряжения, а также при подаче напряжения неправильной полярности. В основном используются в аналоговых сигнальных системах, которые не имеют высокочастотных шумов.
Керамические конденсаторы (КК) имеют высокую диэлектрическую постоянную, небольшие габариты и высокую ёмкость. КК за счёт больших нелинейных изменений (ёмкости от температуры) используется в качестве разъединителя, поскольку КК не поляризованные. Значение ёмкости КК лежит в диапазоне от нескольких пикофарад до одного или двух мкФ, но их номинальное напряжение, как правило, довольно низкое. Керамические конденсаторы, как правило, имеют 3-значный код, который печатается на их корпусе. Емкость определяется в пикофарадах, первые две цифры указывают значение конденсатора, а третья цифра указывает на количество нулей, что должны быть добавлены. Например, керамический конденсатор с маркировкой 103 будет означать – 10 и 3 нуля пико-фарад, что эквивалентно 10000 пФ или 10nF. Аналогичным образом, цифры показывают, 104 – 10 и 4 нуля пико-фарад, что эквивалентно 100000 пФ или 100nF и так далее. На изображении керамический конденсатор со значением 154 – это значит 15 и 4 нуля пико-фарад, что эквивалентно 150000 пФ или 150nF или 0.15uF. Буквенные коды иногда используются, чтобы указать их значение допуска, такие как: J = 5%, K = 10%, или М = 20% и т.д.
Шаг 8: Дроссель/катушка индуктивности
Катушка индуктивности — пассивный электронный компонент, что обладает высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Она состоит из проволоки, плотно обмотанной вокруг твердого центрального ядра, которое концентрирует магнитный поток.
Катушка при протекании тока запасает энергию в создаваемом магнитном поле. При отключении внешнего источника, компонент отдаёт запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи.
Стандартная единица индуктивности Генри, сокращённо Н. Это – общее название. Другое название — микрогенри, µH (1 µH =10^-6H) и милигенри mH (1 мГн =10^-3 H). Иногда, наногенри nH(1 nH = 10^-9 H).
Катушка индуктивность вместе с конденсаторами и резисторами используется для создания фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров. Катушка функционирует, как фильтр низких частот, так как импеданс (полное сопротивление переменному току) увеличивается, когда частота сигнала увеличивается.
Бесконтактные датчики ценятся за их надежность и простоту работы, кроме того катушки могут использоваться для обнаружения магнитных полей или магнитопроницаемых материалов.
Индукторы также используются для беспроводной передачи тока и в электромеханическом реле.
Шаг 9: Диод
Диод — специализированный электронный компонент с двумя выводами, которые называются анодом и катодом. Большинство диодов сделано из полупроводниковых материалов, таких как кремний, германий или селен. Диоды могут использоваться в качестве выпрямителей, сигнальных ограничителей, стабилизаторов напряжения, переключателей, сигнальных модуляторов, сигнальных микшеров, сигнальных демодуляторов и осцилляторов.
Фундаментальное свойство диода — проводить электрический ток только в одном направлении.
Напряжение пробоя
Если приложить достаточно большое отрицательное напряжение к диоду, то ток потечёт в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называют напряжением пробоя. Некоторые диоды фактически разработаны таким образом, чтобы работать в области пробоя, но для большинства диодов напряжение пробоя составляет около 50В-100В.
Используется в преобразователях переменного напряжения в постоянное.
Диоды Зенера (стабилитроны) — странные изгои диодной семьи. Они обычно используются, чтобы преднамеренно пропустить обратный ток.
Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении и при этом излучают свет.
Фотодиоды используются для обнаружения излучения широкого спектра. Они могут быть использованы для выработки электроэнергии, в качестве солнечных батарей и даже в фотометрии.
Этот диод производит когерентный свет. Такие элементы применяются в DVD и CD-приводах, лазерных указателях, и т.д. Лазерные диоды имеют ограниченный срок службы.
Ремонт бытовых приборов и электроники, руководства по ремонту
Ремонт бытовых приборов и электроники — комплекс мероприятий, направленных на сохранение и поддержание в работоспособном состоянии прибора.
Ремонт можно подразделить на мелкий, средний и капитальный. При мелком ремонте устраняются мелкие неисправности, регулируются несложные узлы. При среднем ремонте заменяются вышедшие из строя отдельные детали, производится регулировка. При капитальном ремонте заменяются или восстанавливаются отдельные узлы, выполняются сложные наладочные и регулировочные работы.
Ремонтом бытовых приборов и электроники должны заниматься обученные и аттестованные мастера (техники-ремонтники), владеющие навыками и опытом проведения ремонта современного, часто очень сложного и дорогостоящего оборудования, обладающие специальными диагностическими и контрольно-измерительными приборами. Только мастера по ремонту бытовой техники могут гарантировать макимальное качество и короткие сроки проведения ремонта.
Такие услуги можно заказать на специализированных сервисах по подбору мастеров:
Самостоятельный ремонт бытовых приборов и электроники
При выполнении работ по ремонту необходимо обязательно соблюдать правила техники безопасности!
Прежде чем приступить к проведению ремонтных работ, следует внимательно ознакомиться с принципиальной схемой и особенностями работы прибора, техническими характеристиками и правилами эксплуатации.
На проверку исправности всех деталей и контактных соединений требуется много времени, а причина нарушения нормальной работы прибора может быть не обнаружена. Поэтому необходимо придерживаться правильно принятой методики нахождения неисправности и проверки работы прибора.
Ремонтные работы целесообразно проводить в следующей последовательности:
внешний осмотр прибора, выявление видимых наружных повреждений отдельных элементов и явных повреждений элементов принципиальной схемы прибора;
нахождение дефектного узла, а в дефектном узле неисправной детали или неисправного элемента;
определение объема ремонтных работ;
восстановление неисправной детали, узла или отказавшего элемента и замена их исправными;
регулировка, настройка прибора.
В зависимости от особенностей того или иного прибора и вида неисправности может применяться и другая методика проведения ремонтно-восстановительных работ.
К общим неисправностям бытовой электрической аппаратуры следует отнести неисправности в цепях питания, перегорание сигнальных ламп.
Если при включении электрического прибора в сеть сигнальная лампа не загорается, то прежде всего следует проверить напряжение в сети, затем исправность сетевых предохранителей, сигнальных ламп, соединительных шнуров, контактных устройств, переключателей сети (если прибор предназначен для включения в сеть на два номинальных напряжения), выключателей.
Неудовлетворительная работа или полный отказ электрического прибора или машины могут быть обусловлены не только наличием дефектов в элементах электрической схемы, но и некачественным соединением (с помощью зажимов, пайки) этих элементов.
Общие советы по ремонту бытовых приборов:
Ремонт электродвигателей бытовой техники:
Как научиться ремонтировать электронику с нуля:
Примеры поиска причин неисправностей и проведения ремонта бытовых приборов (руководства по ремонту):