|
ELEKTRONİK TEST BAKIM ONARIM ARIZA BULMA VE GİDERME - 3
Ülkemizde elektronik
kart tamirinde en çok kullanılan metotlar, elektronik komponent
test metotlarıdır. Bu metotlardan önceki yazılarımızda kısaca
bahsetmiştik. Elektronik arıza bulma ve giderme laboratuarında
olması gereken test cihazları (ve metotları) aşağıdaki gibi
sıralanabilir;
1)
Empedans (V-I) Test Cihazı (ASA, tester); Olmazsa olmaz cihazların başında gelir. Hemen tüm malzemelerin
sağlamlık testi yapılır. Bu cihaza zamanın multimetresi
yakıştırması o yüzden yapılır.
2)
Programlayıcı (universal programmer);
Programlanabilir malzemelerin programlarını okuma, kaydetme,
sağlamı ile mukayese etme (verify), içeriğine müdahale etme gibi
tüm işlemlerin yapılabilmesi için olmazsa olmaz cihazlardandır.
3)
Kısa Devre Test Cihazı (Short Locator)
; Besleme-toprak arasında veya data yolları arasında kısa devre
arızalarının birkaç dakikada bulunmasını sağlar.
4)
Fonksiyonel Test Cihazı (Functional Tester)
; Elektronik komponentlerin devre içi ve dışı (in circuit and out
circuit) saniyeler seviyesinde fonksiyonel olarak testini
sağlar. Bu cihaz kart tamirini oldukça hızlandırmaktadır.
5)
Boundary Scan Test Cihazı ;
Yüksek teknolojili
BGA, PGA, QFP gibi yapılardaki entegrelerin devre içi sağlamlık
testini yapar. Zamanımızda artık gerekli hale gelmeye
başlamıştır.
6)
Osiloskop-Multimetre ;
Bu metot ile kart
üzerinde sinyal-voltaj takibi yapılmaktadır. Kart veya cihaza
besleme verilerek test edildiğinden, malzemelere zarar verme ve
elektrik çarpılması riski yüksektir. Bu metot artık çok tercih
edilmemektedir. Arızalı kartın daha fazla arızalanmasına sebep
olmaktadır.
Yukarıdaki test
cihazlarına çalışma alanına göre kalemler eklenebilir. RF
componentler içermeyen herhangi bir elektronik kart veya cihaz,
yukarıdaki ilk üç cihazlarla onarılabilir. Bu yazımızda en çok
kullanılan empedans test metodu anlatılacaktır.
Ülkemizde arıza belirlemede en çok komponent test cihazları
kullanılmaktadır. Bunların da içerisinde en önemli olan ve çok
tercih edilen empedans test cihazlarıdır. Ohm kanunundan Voltaj
/ Akım oranı, direnci verir. Kondansatör ve bobin gibi direnç
değeri frekansa göre değişen elektronik malzemeler de direnç
kavramına dahil edilirse, genel ismi ‘empedans’ olur. Her
elektronik malzemenin bir empedans karakteristiği vardır ve
arızalanan malzemelerde bu eğrilerde bozulma meydana gelir.
Ülkemizde üretilen ilk ve tek taşınabilir empedans test cihazı
aşağıda görülmektedir. Tamamen Ülkemizde geliştirilen
EFLVITester_PC
cihazı sağlamlığı, kalitesi ve kolay kullanışlı olması açısından
da sınıfında liderdir.
Voltaj/Akım oranına kısaca V-I da denir. Empedans testine bazı
farklı kaynaklarda ASA (Analog Signature Analyse- Analog Sinyal
Analizi) testi de denir. Arızalanan malzemelerin empedans
eğrilerinde (karakteristik empedans) değişmeler meydana gelir.
Çoğunlukla bu değişiklikler malzeme devre içinde V-I testi
yapılırken görülür. Üzerinden aşırı akım geçiren bir yarı
iletkenin karbonlaşarak direnç eğrisi şekline dönüştüğü oldukça
sık görülen arızadır. Açık devre veya kısa devre olması ise bu
arızayı daha da belirginleştirir. En temel bilinmesi gereken V-I
eğrileri aşağıda verilmektedir. Bu grafiklerde yatay eksen
voltaj, düşey eksen ise akım eksenidir. CRT tüplü göstergeli
empedans test cihazları kullanıcılar tarafından daha çok tercih
edilmektedir. LCD veya bilgisayarlı olanlar A/D
converterlerinden dolayı eğrilerde kayıplara sebeplere sebep
olmaktadır. CRT de çok hassas bazı fark eğrileri de
yakalanabilmektedir. CRT yapı, iki adet paralel levha
şeklindedir. Düşeydeki paralel levhalar akıma göre, yataydaki
levhalar ise voltaja göre saptırma uygular. Aşağıda en temel
elektronik malzemelerin sağlam ve arızalı eğrileri
görülmektedir.
Sağlam direnç empedans eğrisi
Sağlam diyot empedans eğrisi
Sağlam zener diyot empedans eğrisi
Bildiğimiz gibi diyot grafiğinin sol tarafında bir iletime geçim
yoktur. Zener diyot voltajına göre eğrinin 3. bölgesinde iletime
geçer.
a)
b)
a) Sağlam kondansatör empedans eğrisi b) Arızalı
kondansatör empedans eğrisi
Kondansatör ve bobin eğrileri elips
şeklindedir. Fakat merkeze göre simetriktir. Bobinin iç direnci olduğundan halka düşey düzlemde biraz yatık oluşur. Burada
verilen eğriler en temel olanlardır. Devre dışında görülmesi
gereken eğrilerdir. Bu temel eğrilerden yola çıkarak tüm
elektronik malzemelerin testi yapılabilir.
Analog entegrelerin tüm bacaklarında şekilde görüldüğü gibi
sigorta maksatlı zener diyotlar bulunur. Analog entegrelerdeki
(LM339, 555, 556, ULNXXX, OP-AMP vs. gibi) her pine konan
sigorta yarı iletken empedans eğrileri farklıdır. Fakat değişmez
önemli bir kaide vardır ki, bu da hepsini kolayca test etmemizi
sağlar; aynı işi yapan pinler besleme veya toprağa göre aynı
empedans eğrisini verirler. Mesela ULN2003 ün çıkış pinlerinde
beslemeye göre görülen diyot eğrileri aynı olmalıdır. Birisi çok
az fark oluşturuyorsa (devre dışında) arızalıdır. Malzemelerin
pin isimleri (pinout) internet ortamından search edilerek
kolayca bulunabilir. Üretici firmalar (OEM) malzeme data
sheetlerini web sitelerine eklerler.
Şekil...Analog entegre bacaklarındaki koruma diyot yapısı
Dijital entegrelerde de şekilde görüldüğü
gibi diyotlar besleme veya toprak tarafına yerleştirilmiştir.
Devre dışında bir entegrenin tüm bacaklarında aynı şekilde
düzgün diyot karakteristiği görülemiyorsa malzeme arızalıdır.
Dijital IC’ler genellikle fonksiyonel test ile daha hızlı test
edilirler.
Şekil...Dijital bir entegrenin bacaklarındaki koruma diyotları
Sağlam ve Arızalı Elektronik Kartın Karşılaştırılarak
Arızanın Bulunması
Sağlam ve arızalı iki kart hızlı mukayese
edilerek arızalı malzemenin bulunduğu nokta kolayca
belirlenebilir. Bunun için bağlantı şekli ve dikkat edilecek
kurallar aşağıda verilmiştir.
Sağlam ve arızalı elektronik kartlar
mukayese edilirken, aşağıdaki maddelere dikkat edilmelidir.
1)
Elektronik kartlar birebir aynı olmalıdır, modifikasyon veya
hardware version farklılığı olmamalıdır.
2)
Elektronik kart üzerindeki potansiyometre ve jumper gibi
ayarlar aynı konumda olmalıdır.
3)
Elektronik kartlarda enerji olmamalıdır.
4)
Birden fazla voltaj konumunda test edilecek ise (cycle modu)
programlı malzemeler dışarı alınmalıdır. Şayet programlı malzeme
sökülmeyecek ise, 10 Volt. aşılmamalıdır.
5)
Besleme ve toprak kısa devre edilir ise, aynı anda her iki
tarafa göre eğriler mukayese edileceğinden farkı bulmak
kolaylaşır. Böylelikle istenmeyen kapasitif gürültüler de
ortadan kalkmış olur.
6)
Farkın bulunduğu noktaya referans (com) takılır. Bu noktaya
göre o noktadaki tüm malzemeler kıyaslanır. Böylece farkın
bulunduğu yer lokalize edilmiş ve arızalı malzeme mümkün olduğu
kadar devre içinde bulunmuş olur. Unutulmamalıdır ki, elektronik
karttan minimum malzeme sökerek (kart ile çok az oynama yaparak)
arızanın bulunması esastır.
7)
Bazen toprağa göre fark gözükmeyebilir. Bu durumda besleme ye
göre de kıyaslamak gerekir. Elektronik kartta besleme ve toprak
arası kısa devre edilerek aynı anda hem toprak hem de beslemeye
bakılır. Bu durumda istenilmeyen kapasitif gürültüler de
kaldırılmış olur.
Elektronik kartların her zaman sağlamı bulunmamaktadır. İki
arızalı kart mukayese edilerek de arızalı malzemeler
bulunabilir. Arızalı elektronik kartta simetrik devreler varsa
kendileri arasında mukayese edilebilirler. Mesela dört adet
kanal var ve biri arızalı ise, diğer sağlam bir kana ile
kıyaslanarak kolayca arızalı malzeme bulunabilir. Hangi kanalın
arızalı olduğu sistem bilgisine sahip teknik personelden alınan
yardımla belirlenmelidir. Böylelikle daha kısa sürede arıza
belirlenebilir.
Sadece arızalı kart ile arıza bulmak tecrübe istemektedir.
Şüphelenilen malzeme sökülerek devre dışına alınır. Devre
dışında ise malzemenin empedans eğri testi kesinlikle doğru
neticeyi verecektir. Malzemelerin sağlam ve arızalı empedans
eğrilerine hakim olmak gerekir. Malzeme bacaklarının (pinlerinin)
ne işe yaradığını internet ortamından datasheet’ lerine bakarak
bilmek testi hızlandıracaktır.
Analog entegrelerin tüm bacakları dijital entegreler kadar aynı
eğriyi vermezler. Aynı işlevi yapan bacaklar (3 adet giriş- 8
adet çıkış gibi) kendi aralarında aynı eğriyi vermek zorundadır.
Entegre içindeki devre simetrik yapıda olduğundan bir bacağın
eğrisindeki çok az değişiklik arızadır. Entegre bacaklarında
yukarıda bahsedilen diyot eğrileri görülür. Kısa devre, açık
devre veya direnç eğrisi çok görülen arıza eğrileridir.
Sağlam ve arızalı iki kart GND veya Vcc (Besleme) referansına
göre, iki kanal üzerinden EFL425P empedans test cihazı ile
online kıyaslanabilir. Şekilde görülen fark o noktaya bağlı olan
bir malzemenin arızalı olduğunu belirtir. Kırmızı eğri (lineer
eğri) ‘kanal A’ ve yeşil eğri ‘kanal B’dir. Bu eğri MED1
kademesinde (150 mA.) ve oda sıcaklığında EFL425P cihazı ile
elde edilmiştir.
Şekil...Sağlam ve arızalı elektronik kart mukayesesinde arızanın
bulunduğu nokta
Elektronik kart üzerindeki bu nokta bir düğüm noktasıdır, birden
fazla elektronik malzeme bağlantısı bulunmaktadır. Bu farkı
bulduktan sonra, referans olarak kullanılan test probu düğüm
noktasına alınır. Böylelikle farkın bulunduğu bu noktaya testler
yoğunlaştırılır. Düğüm noktasına bağlı malzemelerin diğer
bacaklarına dokunularak iki kanal üzerinden en fazla farklılığın
bulunduğu malzeme tespit edilir. Şüphelenilen malzeme devre
dışına alınarak test edilir. Yukarıdaki fark eğrisini bulduğumuz
kart üzerinde yapılan empedans testinde BC547 transistör arızası
bulunmuştur. Empedans testleri
EFLVITester_PC ile yapılmıştır. Transistörün base pini bir direnç üzerinden 74XXX serisi bir
malzemeye gitmektedir. Transistorün devre dışında base-emiter
arasında göstermesi gerektiği eğri ve arızalı bulunan eğri
şekilde görülmektedir. Yeşil renkli transistör (zener diyot)
eğrisi (Kanal B) olması gereken, kırmızı arızalı direnç olmuş
eğri (Kanal A)’dir. Arızalanan yarıiletken yapının yanarak
(karbonlaşarak) direnç eğrisine doğru gittiği görülmektedir.
Şekil...Devre dışı BC547 Transistörü base-emiter sağlam ve
arızalı mukayese eğrileri
V-I test cihazlarına zamanın multimetreleri
diyebiliriz. Şekilde elektrolitik bir kondansatörün arızası
görülmektedir. Bu iki kondansatör
EFLVITESTER_PC ile mukayese edilmekte ve aralarındaki
bariz farklılık görülmektedir. Güzel bir arıza.
Yukarıdaki şekilde elektrolitik kondansatör içerisindeki sıvıda kuruma
meydana gelmiş ve dirençleşmeye doğru gitmektedir. Bu eğrideki
farkın ne kadar bariz olduğunu görüyorsunuz. Multimetre ile bu
farklılık bu kadar net görülememektedir.
17 yıllık tecrübelerimiz arasında yer alan önemli bir konu;
elektrolitik kondansatörlerin sistem üzerinde beş yılı aşkın
kullanımlarında özelliklerini kaybetmeye başlamalarıdır. Eğer
çok ısınan bir cihaz veya yanında birkaç watt lık bir direnç var
ise bu süre daha da azalmaktadır. Bu kondansatörler çok
gürültülü malzemeler ve uzun yıl kullanımlarında kuruma yapıp
arızalanabiliyorlar. Değiştirilmelerinde fayda var. Oldukça da
ucuz malzemeler. Elinizde uzun yıllar kullanılmış ve arızalı
televizyon vs. kartı mı var. Üzerindeki elektrolitik
kondansatörleri (silindire benzeyenler) değiştirip lehimlerini
tazelediğinizde herhalde %80 arıza giderilecektir.
Sağlam bir trafo ile arızalı trafo eğrilerinin de tam üst üste
gelmesi gerekir. Eğer biraz farklılık varsa arızalıdır.
Aşağıdaki şekilde sağlam örnek bir trafo eğrisi görülmektedir.
Trafo eğrisi histerizis eğrisidir. Elektromagnetik alan
dersini alan teknik arkadaşlarım hemen bu eğriyi
tanıyacaklardır. Zamanımızda oldukça yaygınlaşan SMPS (switch
mode power supply) devrelerindeki trafolarda da bu eğri görülür. SMPS trafolarında arızanın giderilmesi için onda kullanılan
nüvelerin magnetik özeliklerinin değişmesi söz konusudur. Bu tür
trafoların onarımlarını da artık yapabilmekteyiz.
Bir transistörde görülen eğriler iki adet zener diyottan farklı
değildir. Şekilde gösterilmektedir.
Emiter ve base uçları arasındaki eğri şekilde verilmektedir.
Kollektör ve base uçlarından diyot eğrisi görülür. Emiter-Kollektör
arasında ise açık devreye yakın eğri görülür. Mosfet tipi
malzemelerde diyot eğrisinin ortasında küçük bir halka (kapasitif
etki) görülmelidir. Bu malzemelerin yapısında kapasitif alan
mevcuttur. Eğer bu alan görülmüyorsa arızalanmıştır.
Şekilde verilen PNP transistörün base (Pulse) ucuna – (negatif)
bir DC voltaj yavaş yavaş arttırılarak verilirse, emiter-kollektör
arasının V-I test cihazındaki eğrisi bir voltaj değerinde aniden
kısa devreye gider. Yani transistörü anahtar olarak çalıştırmış
oluruz. Tam kısa devre olacağı anda voltajı arttırmayıp
transistörü çakmak ile ısıtırsanız, hızlı şekilde kısa devreye
doğru gittiğini görürsünüz. Isının yarı iletkenlerde ne kadar
etkili olduğunu canlı şekilde görmüş oluruz.
Benzer mantıkla; FET, MOSFET, SCR, thristör vs. gibi
tetiklenebilir malzemelerin gate uçlarından DC veya kare dalga
tetiklemeler uygulayarak diğer uçları arasından tetiklenme
durumları incelenebilir.
Yazar:
Önder ŞİŞER (M.Sc.E.E.E.)
R&E Elektronik
Teknik Müdür
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
5.-
Elektronik Malzeme
Kılıf Tipleri ( Electronic Package Types )
- 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
|
