ELEKTRONİK TEST BAKIM ONARIM ARIZA BULMA-GİDERME - 1

Elektronik Sistemlerde Arıza Bulma ve Gidermenin Ülkemiz Açısından Önemi

     23 Aralık 1947’de Walter H. Brattain ve John Bardeen, “Bell Telephone” Laboratuarlarında ilk defa transistörün yükseltici etkisini gösterdi. Nokta temaslı üretilen bu ilk transistörden sonra, yarıiletken (silikon) teknolojili elektronik malzemeli devreler hızla gelişmeye başladı.

        Geçtiğimiz 30 yıl içinde entegre (IC) yapısı ve kulanım alanları oldukça genişlemiştir. 1992 yılında Motorola firmasının ürettiği bir IC olan MC6800 mikroişlemcisi, boyutları 1,3 mm. x 1,3 mm.’dir ve 68.000 transistör ve bir çok direnci yapısında bulundurmaktadır. Intel ve AMD gibi firmalar zamanımızda aynı boyutlu mikroişlemci (quad-core) IC yapılara milyonlarca transistör ve diğer elektronik devre elemanını sığdırabilmektedirler. Son 30 yıldaki gelişmelerle IC yoğunluğunun her iki yılda bir iki katına çıktığı kabul edilmiştir.

      IC yapısındaki bu küçülme, paralelinde diğer malzeme elemanlarının da küçülmesine sebep olmuştur. SMD kılıf yapısında 1 mm. seviyesinde direnç, diyot, fet, kapasite gibi elemanlar geliştirildi. Bir Cep telefonu (Mobile Phone) içerisine bir yemek masasına yayılabilecek büyüklükte devreler sığdırılabilir hale gelmiştir.

       Elektronik malzeme seviyesinde arıza aramada kullanılan cihazların klip ve propları, bu kadar küçük devreler karşısında yetersiz kalmıştır. Saniyede 5 noktadan aldığı datayı sağlam bilgilerle mukayese edebilen iğne uçlu robotik test cihazları dahi, hassas ve küçük elektronik devreleri 20-40 dakika arasında test edebilmektedir. Kartın sağlamının bilgilerinin tanıtılması oldukça zaman almaktadır.

      1990’lı yıllara kadar ve halen bazı elektronik arızalı sistem-kartlar yurtdışına gönderilerek sağlamlarının alımına gidilmektedir. Bu durum Ülkemiz açısından ciddi bir döviz kaybı, aynı zamanda iş yapamayan üretim bandının belki de aylarca durması ve iş kaybı anlamına gelmektedir. İşletmelerin üretim ve zaman kaybı sadece günlük binlerce doları bulmaktadır.

         Basit bir örnek olarak Trakya Bölgesini ele alabiliriz. Bu bölgemizde sadece 500 adet irili ufaklı Tekstil Firması bulunmaktadır. Her bir fabrikanın aylık ortalama 1 adet elektronik kart arızası olduğunu öngörelim (bu bölgedeki yaklaşık 3 yıllık bakım-onarım tecrübelerimiz doğrultusunda aylık 1 adet arıza minimize bir rakamdır). Bu kart-sistemin onarımı yurtdışından sağlandığında tekrar minimize bir rakam olarak yaklaşık 2000 dolardır. Bu rakamlara göre aylık masraf  500 X 2000 = 1.000.000 Dolardır. Yıllık toplam 12 Milyon dolar kaybolan tamir masrafıdır. Kaybolan zaman, üretim kaybı, müşterilerine karşı vaktinde yetiştirilemeyen ürünün prestij kaybının faturaları daha ağırdır.

        Ülkemizde kullanılan sistem ve cihazların büyük bir bölümü yurtdışı firma ürünlerinden oluşuyor. Bir fabrikanın üretim bandındaki sistemlerden biri arıza yaptığında, maalesef bu arızanın giderilmesi için ne devre şemaları ne de arıza bulma kitapçığı çoğunlukla bulunmamakta, bu sistemlerin operatör seviyesindeki kullanım ve bakım kitapçıkları bile mevcut olmamaktadır. Eğer bu sistemlerle ilgili yetersiz yabancı dildeki kitapçıklar ile teknik personel tarafından sisteme müdahale edilirse, basit arızalar daha da büyük arızalara dönüşebiliyor. Sonucunda oldukça yüksek maliyetlerle yenisi alınıyor veya yüksek fiyatlarla yurtdışına onarıma gönderiliyor. Bu durum haftalarca fabrika üretimini de aksatabiliyor.

 Elektronik cihazlarda arıza arama-bulma gerçekten elektroniğin en zor branşlarından biridir. Bazen o kadar sıkıntılı arızalarla karşılaşılır ki, sistemi yeniden tasarlamak daha kolay gözükür. Yazı dizimizde arıza bulma-giderme konularında modern teknolojinin gerektirdiği, elektronik malzeme seviyesinde arıza bulabilen ve gideren cihazlardan detaylı bahsedilecektir.

Haberleşme, medikal, endüstriyel, askeri sistemler gibi kamu ve özel kuruluşlardaki binlerce farklı amaca hizmet eden sistem ve cihazlar olduğu düşünülürse, hepsi için ortak arıza bulma-giderme çözümleri aramalıyız. 

Elektronik sistem-cihaza  devre şeması veya herhangi bir dökümantasyon olmadan, sistem-cihaza enerji vermeden malzeme bazında arıza bulunabilir mi? Yurtdışına ihtiyaç kalmadan oldukça hızlı tüm elektronik sistemlerde arızanın malzeme bazında bulunması hangi sistem-metotlarla mümkün olabilir? Bu yazı dizisini oluşturmamızın sebebi bu konulardaki bir çok soruya cevap olmak ve yaşadığımız tecrübeleri paylaşarak, daha hızlı çözümler üretilmesine yardımcı olmaktır. 

Elektronik sistem-cihazları, bu konumuzda ikiye ayırabiliriz; akıllı ve akıllı olmayan sistemler.

Akıllı Sistemler: Bu sistem-cihazlar (sistem-cihaz yerine bundan sonra sadece sistem denilecektir) ilk açılışında kendilerini test edip (self test) bir arıza (error) uyarısı verebilirler. Tasarımcı bu arıza bilgisi ile ilgili detayları genellikle modül veya elektronik ünite bazında belirtir. Mesela;

Error 5; Primer Power Supply Faulty

şeklinde bir hata mesajı bize ilk besleme ünitesinde bir arıza olduğunu bildirir. Genellikle de sistem ‘fault’ ‘error’ verdiğinden çalışmayıp diğer üniteler korunur. Akıllı sistemler genellikle mikro işlemcili veya bilgisayar tabanlı sistemlerdir. Fakat bu sistemlerin arızayı modül seviyesine indirmesi, arızalı modüldeki arızalı malzemenin bulunmasını gündeme getiriyor.  Bu üniteyi elimizdeki bir sağlam yedeğiyle deneyerek gerçekten arızanın onda olup olmadığını kolayca tespit edebiliriz. Arızalıyı belirleyim derken sağlamına zarar vermemek gerekir. ESD koruma için bilekliğimizin sağ kolumuza (kalbe yakın olmadığı için) takılı olması gerekir. Sağlam bir kartın arızalı sistemde denenmesi risklidir. Sistemde kısa devre olmadığından (besleme-toprak veya yollar arası) emin olunmalıdır. Tasarımcı ne kadar fazla arıza ile ilgili detaylı bilgi ve yardım opsiyonları oluşturmuş ise o kadar bilgiye sahip oluruz. Ticari bir zihniyet ile bu sistem tasarlanmış ise (ki genelde öyle) çok detaylı bilgi verilmemektedir. Bir çok elektronik sistem üreticileri ilk satışta değil, sonradan verdikleri teknik desteklerden para kazanmaktadırlar. 

Akıllı Olmayan Sistemler: Bu sistemler arızanın nerede olduğu konusunda hiçbir mesaj vermezler. Arızalı sistem çalışmaya devam edip daha ciddi sorunlar da ortaya çıkabilir. 

Elektronik malzemelerin üretilmeye başladığı tarihlerden bugüne, bu sistemlerin arızalarının bulunup giderilmesi de gündeme gelmiştir. 

ARIZA BULMA METOTLARI

Arıza bulma metotlarını, bu bölümde kısaca ele alıyoruz. İlerleyen yazılarımızda bu metotlar detaylı anlatılacaktır.

Eskiden kullandığımız metotlar halen iyi yardımcılardır. Elektronik malzemelere gözle, el ile, koklama ile detaylı kontrol yapılır. Yanan veya biraz şekli-rengi değişen malzemeler görülebilir. Misal olarak, elektronik bir kondansatör biraz şişmiş ise arızalanmıştır.  

                      ATE (Automatic Test Equipment) Sistemleri, otomatik test sistemleridir. Sistem veya elektronik karta özel olarak hazırlanır. O sistemi simüle ederek (tüm fonksiyonlarını çalıştırıp deneyerek) arızalı kısmı ve malzemeyi belirleyebilir. Sisteme enerji vererek oldukça komplike test yapabilir. Bu test sistemleri neticeleri çok güvenilirdir. Fakat test edilecek sistemin tasarımcısı gibi tüm özelliklerinin bilinmesi gerekir. Test noktalarının belirlenmesi için sistemi iyi tanıyıp uzun süreli çalışma yapılması gerekir. ATE  sistemlerinin oldukça pahalı olması ve detaylı bilgilerinin bulunmadığı sistemler için çok uygun olmaması gibi dezavantajları vardır. ATE sistemleri DFT (designing for test) yazılım ve sistemlerini geliştirmiştir.

Test metotları elektronik sistemlerin oldukça karmaşık ve yüksek teknolojiye sahip olması ile birlikte önemini daha da arttırmış, yüksek teknolojili test ekipmanları kaçınılmaz hale gelmiştir.

En güzel test teknikleri elektronik sistem veya elektronik malzemelerin fonksiyonel testidir. Enerji verip tüm fonksiyonlarının çalıştırılmasını sağlar, oldukça güvenilir neticeler verir. 

Elektronik malzemeleri devre içi test eden ICT (In-Circuit Test) tipi ve bu işlevi yapan cihazlar oldukça kullanışlıdır. Örneğin 74hc00 malzemesi devre içinde özel klipler bağlanarak, giriş ve çıkış pinlerine sinyal gönderip bilgisayarlı cihazlarla saniyeler mertebesinde test edilebilir. İlerleyen yazılarımızda bu konular detaylı ele alınacaktır.

V-I  (Voltaj-Akım oranı, empedans eğrileri testi) testleri de oldukça kullanışlı ve hesaplı sistemlerdir. Arızalı sistem sağlam bir sistemle bu eğriler yoluyla mukayese edilerek, kolaylıkla arızanın bulunduğu yer lokalize edilebilmektedir. Empedans eğrisi testlerine hakim olan bir kullanıcı, sağlam karta ihtiyaç duymadan kolaylıkla bir çok elektronik sistem veya kartın arızasını giderebilmektedir. Üstelik bu cihazlar windows işletim sistemi ile çalışan yazılımları ile oldukça kolay kullanışlı ve göze hitap etmektedir. Sağlam elektronik bir kartı veya sistemi hafızasına alıp daha sonra arızalı olan aynı sistemi doğrudan hafızasından mukayese ederek, kolaylıkla arızayı elektronik malzeme seviyesinde bulabilmektedir. Bu cihazların kullanıcıları teknisyen seviyesindeki teknik personellerdir. Mühendislik bilgisi gerektirmemektedir.
Besleme toprak arasındaki kısa devreler vektörel test cihazları ile kolayca bulunabilmektedir. 

Çok büyük sistemlerde, şebekeden yüksek akım çeken hatlar veya besleme-toprak arasında kısa devre olan hatlar sistemin cephesinden çekilen termik resimlerle kolayca izlenebilmektedir.

BGA ve PGA yapıdaki gelişmiş entegreler boundary scan test metodu ile test edilebilmektedir. Bu malzemelerin lehimlerinin kontrolü ve fonksiyonel ICT testini mümkün kılan bu test metodu oldukça yeni ve güvenilir neticeler vermektedir.
Flyig probers (otomatik bilgisayarlı arıza bulma robotu) sistemleri oldukça hızlı, elektronik kart üzerinde malzeme bazında arıza bulabilen sistemlerdir. Özellikle mukayese V-I metodunu kullanırlar. Elektronik karta özel fonksiyonel, empedans ve bağlantı testlerini aynı anda yapabilen cihazlar gelişmeye devam etmektedir. 

Programlı malzemelerin testleri, devre dışı test metotlarıyla programmer (proglamlayıcı) cihazlarıyla yapılmaktadır. Sağlam program bilgisi test edilen ile kıyaslanmakta (verify) bir bitlik data bozulması kolaylıkla  görülmektedir. 
En popüler gelişmeler AOI (Automated Optical Inspection) test sistemleri ve X-Ray inspection sistemlerinde görülmektedir.  

Üretim sonrası PCB testi yapan sistemler, her çeşit kablo test metotları, arızalı malzemeyi bulduktan sonraki sökme takma sistemleri ilerleyen yazılarımızda detaylı ele alınacak konulardır.

Bu durumda en ekonomik olan her türlü sisteme müdahale edip arızayı malzeme bazında bulabileceğimiz, test metotları bizim için daha kıymetlidir.

Elektronik sistem-kartlarda arıza bulmaya yönelik sistem ve metotlar gelişen teknoloji ile doğru orantılı olarak artmaktadır. Ülkemizde bu metotları kullanan teknik personel sayısı hızla artmaktadır. Bu test tekniklerini kullanan cihazlar bir çok sistemin arızalarının bulunmasında büyük kolaylıklar sağlayacak ve ülke ekonomimize oldukça büyük katkılar sağlayacaktır.

 Yazar:

Önder ŞİŞER (M.Sc.E.E.E.) 

Not: Bu yazıların hakkı sayın Önder Şişer ’e aittir. İzinsiz herhangi bir nedenle kullanılamaz.

  Diğer Makalelerimiz :

1.- Antistatik Elektronik Laboratuar Ortamı

2.- Elektronik Test Bakım Onarım Arıza Bulma ve Giderme-1

3.- Elektronik Test Bakım Onarım Arıza Bulma ve Giderme-2

4.- Elektronik Test Bakım Onarım Arıza Bulma ve Giderme-3

Beklenen Kitabımız Çıktı !!!

ELEKTRONİKTE ARIZA BULMA VE GİDERME TEKNİKLERİ-1

Yazar: Önder ŞİŞER

Tüm elektronik malzemeleri tanıyacak, test edebilecek, kart veya cihaz tamirlerinizi profesyonel şekilde yapabileceksiniz.

Sipariş vermek için tıklayınız

Kitapta kullanılan şekil ve fotoları indirmek için tıklayınız (Download_16.5MB)

Uygulamalı Eğitim Programı İçin Tıklayınız

Kitap İçeriği Tanıtım Videosu İçin Tıklayınız

- Merkez -

R&E Elektronik Ltd.Şti.

Basın Caddesi Söylev Sokak No: 21/13

Basınevleri / Ankara / Turkiye

        Tel: +90 312 323 76 97 (PBX)

          info@reelektronik.com      

 

designed by R&E Elektronik Bilgi İşlem, Google Engine