Заміна АЦП в мультиметрі (тестері)
Якими б мультиметри (далі тестери) не були дубовими, вони все одно виходять з ладу по різним причинам. Наприклад, в сумбурі роботи над якоюсь схемою (особливо високовольтною) невірно встановили межі вимірювань напруги чи струму або неправильно під’єднали тестер до схеми. В цьому випадку вигорає коло, що відповідного діапазону вимірювань, а інколи найнеприємніше – мікросхема аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Більшість людей в інтернеті навіть не розглядають ідею ремонту такого тестеру із-за його низької вартості та немаленької вартості (та все ж таки меншої ніж сам тестер) мікросхеми АЦП. На такий ремонт мене підштовхнув мій новий тестер (2009р. випуску), який я придбав після смерті мого першого (десь 2005 р. може і молодшого). Так от, за роки користування новим, я намучився із проблемами тугого переключення (навіть змазка не сильно вирішувала проблему), дуже неякісної пластмаси, яка після любого падіння буквально розсипалась (перший тестер зроблений з більш твердої), проблеми постійно плаваючих значень на дисплеї, ненадійного переключення на діапазони в результаті чого замикались доріжки сусідніх діапазонів і при вимірюваннях (особливо опорів) значення були неточні або взагалі щось незрозуміле. Знаю, що деякі люди прочитавши про такі проблеми зможуть сказати, що все це вирішується доробкою тестера не кривими руками, але погодьтесь, що придбавши новий мультиметр Ви хочете отримати хороший якісний інструмент, а не те що треба одразу обслуговувати і допрацьовувати. Отже я вирішив оживити старий тестер.
Про залізо.
В мультиметрах моделі DT-832 використовується мікросхема АЦП фірми Intersil ICL7106 (НЕ ПЛУТАЙТЕ З ICL7107 – це для діодного індикатора), аналогом якої є КР572ПВ5, яку випускає Ризький завод напівпровідникових приладів ALFA. Ще в перших тестерах стояли такі мікросхеми в DIP корпусах, та подальше використання таких мікросхем в DIE корпусі (крапля) та неспецифічне розведення плати під якусь мікросхему в корпусі MQFP чи якогось подібного (яких на ринку немає) значно ускладнила ремонт таких тестерів. Для заміни я вибрав мікросхему КР572ПВ5 в DIP корпусі.
Процес ремонту.
Спочатку розберіть тестер, зніміть батарею та плату. Знайдіть причину, в результаті якої вигорів АЦП (деталі обвіски) і зніміть їх з плати (щоб після припайки мікросхеми вона не згоріла знову). УВАГА, НЕ ЧІПАЙТЕ ДИСПЛЕЙ, бо резинова контактна доріжка якщо відірветься - будете мати проблеми!!!!! Та якщо все ж таки випадково доріжка відірвалась, просто протріть дисплей з боку контактів спиртом і як тільки побачите момент, коли остання крапля спирту випарувалась зі скельця, охайно прикладіть резинову контактну доріжку на місце і трохи притисніть. Хай так постоїть десь хвилину. Перевірити, що ви приклеїли її правильно можна поставивши її в інший справний тестер такої ж моделі. Якщо в справному тестері відображення неправильне, можливо потрібно повторити вищесказаний процес знову, посунувши доріжку трохи ліворуч чи праворуч.
Для випайки мікросхеми-краплі можна використовувати будівельний фен чи фірмовий фен для паяння. Перед початком нагрівання, познімайте конденсатори в неSMD виконанні поблизу краплі, а також п’єзовипромінювач (схожий на динамік). Далі налийте трохи флюсу навкруги цієї краплі. Покладіть плату на якусь підпорку мікросхемою вниз і починайте гріти температурою в 150 градусів по Цельсію в місці де вона розміщена. Погрійте так не більше 30 секунд. Далі переверніть плату і грійте корпус самої мікросхеми. Через 2 хвилини прогрівання тримайте плату чимось міцно але акуратно, і взявши вузьку стамеску починайте акуратно зішкрябувати мікросхему. Коли зішкрябаєте чорний компаунд, можете побачити чіп самої мікросхеми, так от, потрібно перерізати виводи, які від нього йдуть та й сам чіп зішкрябати бажано. У Вас повинно залишитись порожній текстоліт по границях крапельки. Доріжки які були під мікросхемою потрібно теж відрізати (вони після інтенсивного нагрівання добре відходять від плати). Приблизно як має вийти можете побачити на готовому пристрої нижче (рис. 3, 5), тільки я сильно не заморочувався з доріжками (часу не хотів витрачати на естетику), але я Вам раджу почистити краще. Як роблять інші, є в неті фото (див. [4]). Після зачистки дайте охолонути платі, протріть її спиртом, підчистіть різні бризки припою та пройдіться лезом між обривками доріжок, які тягнулись від крапельки. Далі тестером продзвоніть сусідні доріжки, ВАЖЛИВО щоб жодна з доріжок не замикалась з сусіднею.
Для припайки КР572ПВ5 раджу використовувати тонкий припій з флюсом всередині (особливо якісний - польський), такого на ринках зараз вдосталь, а також паяльник з гострим жалом. До речі, ця мікросхема не любить панельок і перегріву. Наріжте маленьких дротів МГТФ (чи якихось інших) і припаяйте їх на КР572ПВ5 (або ICL7106). Коли це зробили розмістіть мікросхему обличчям до дисплею і першим виводом як показано на рисунках 1 і 3.
Починайте припаювати один за одним дроти на контактні площадки. Який дріт куди йде можна розібратись, керуючись рисунком 2:
На рисунку 2 зображено контактні площадки на платі тестера і біля кожної написано вивід КР572ПВ5, який з нею з’єднується. Також я шляхом сигналу меандр з іншого справного тестера видзвонив деякі контактні площадки до яких під’єднується дисплей і на схемі рисунку намалював, якому виводу мікросхеми який вивід дисплею відповідає.
Сині лінії – це лінії сигналів першої цифри (1s),
зелені – другої (10s),
червоні – третьої (100s).
Також важливо:
21 вивід дисплею – це вивід сигналу розрядженої батареї,
13-ий - це вивід сигналу HV (high voltage)
26, 27 – це сигнали крапок.
Решта на схемі рисунку 2 має бути Вам зрозумілою.
Коли мікросхема підпаяна дротами до плати, не поспішайте включати тестер - робити не буде. З’єднайте перемичкою 30-ий і 32-ий вивід мікросхеми як показано на рисунку 3 знизу.
У мене вийшло от так:
Ще раз перевірте все згідно схеми, продзвоніть справним тестером щоб не замикались сусідні доріжки. Далі впаяйте назад випаяні перед зніманням крапельки деталі (п’єзокерамічний динамік необов’язково), а також поставте замінені новими вигорілі деталі тестера. Зберіть все докупи в корпус і під’єднайте батарейку.
Спробуйте включитись. Якщо все вийшло, то при встановленні значення вимірюваної постійної напруги 1000В побачите три нулі на екрані і значок HV. Якщо у Вас вийшло поздоровляю, якщо ж ні, то шукайте помилку в монтажі, кз між доріжками, перевірте живлення.
Далі це ще не все. Справа в тому, що каскад індикатора розрядженої батареї на моєму тестері був вбудований в чіп краплі, а не зібраний на окремому транзисторі, як буває в подібних моделях. Вирішенням стало напайка на мікросхему навісним монтажем невеличкого каскаду на транзисторі S9014 (КТ3102Г) (схема див рис. 2).
Якщо цей каскад зібраний на платі окремо, то для того щоб він працював для індикації необхідно замінити номінал резистора 1МОм на 470кОм (на схемі рис.2 – це резистор, який з’єднується з V+ і базою транзистора).
Це все зробили. Якщо є бажання, можете пройтись м’якою резинкою по доріжкам, по яким ковзає перемикач, і потім протерти їх ваткою зі спиртом. Це видалить лишні залишені після розмазаних контактів рештки міді, які можуть закорочувати доріжки, що недопустимо.
Також раджу протерти від флюсу і каніфолі плату, бо каніфоль може з часом стягнути на себе воду, що спровокує замикання доріжок.
Отже, ось фото в готовому і зібраному стані:
Тепер про роботу тестера після ремонту.
Порівняльну характеристику давав порівнюючи відремонтований тестер із новим.
Приємно здивований як мікросхема КР572ПВ5 справляється. Індикація з’являється дуже швидко. Вимірюємі значення напруги, опору, струму виставляються трохи швидше (мабуть КР572ПВ5 швидше здійснює обробку вимірюємої величини ніж крапля) та й значення не плавають так сильно, тому на екрані старші цифри числа є стабільними.
Індикація розряду батареї висвічується при напрузі батареї приблизно 7,1 В і нижче.
Таким чином я отримав майже як новий повнофункціональний тестер, максимум задоволення від проведеної роботи і отримав багато знань про його принцип роботи) Тож дарма я час не згаяв)
Для цікавості
Можете порівняти розведення контактних доріжок на платі тестера з виводами мікросхеми ICL7106 в корпусі MQFP:
На рисунку справа - рисунок з data sheet ICL7106, який я перевернув таким чином, щоб було легше порівнювати з лівим рисунком. Висновки робіть самі)
Деякі несправності тестерів
Іноді трапляється, що на екрані тестера Ви бачите декілька ком, які одночасно висвічуватись неповинні.
Продзвонивши на платі доріжки, які йдуть від 26 і 27 виводів дисплею (рис. 2), стало зрозуміло, що вони замкнулись. Далі шляхом продзвонки було знайдено контактні доріжки (кільця), до яких тягнуться 26 і 27 вивід дисплею: подивившись на плату зі сторони де ходить перемикач діапазонів вимірювань, одразу стало помітним, що в результаті тривалого наробітку перемикач, задіваючи близькі доріжки, їх розмазав, і мідь, яка виступила в результаті цього, замкнула зовнішнє і внутрішнє кільце контактів на платі, які і відповідають за відображення ком:
Пройдіться чимось гострим між доріжками і проблему вирішено)
Буває таке, що при прикручуванні плати на місце – перестарались і зірвали різьбу.
Неповне прилягання плати до резинової контактної доріжки дисплею може спровокувати часткове зникнення зображення на дисплеї.
Залийте отвір, куди вкручується гвинт епоксидною смолою (клей епоксидний компаунд універсальний). І не забудьте до смоли додати затверджувач – приблизна кількість один до трьох (один - затверджувача), бо інакше смола не застигне. Для заливання в отвір можна скористатись звичайною голкою чи тоненьким наконечником плоскої викрутки, при цьому потрібно після залиття ткнутись голкою в отвір щоб видалити бульбашки повітря і додати зверху ще трошки смоли. Через 24 години вийде приблизно таке:
Після того як спробуєте чи застигла смола, візміть дрель зі свердлом товщиною до 1 мм, просвердліть отвір в смолі. Далі візміть за допомогою пінцета гвинт і притуліть його на декілька секунд до жала паяльника, а потім одразу поставте на місце куди він має вкручуватись. Зробіть декілька обертів і зачекайте секунд 10. Далі до гвинта який трохи прикручений піднесіть знову жало на пару секунд, зробіть ще декілька обертів і зачекайте 10 секунд. Повторюйте так поки між шляпкою гвинта і виступом для вкручування не буде відстань, яка рівна ширині плати (краще трохи більше). Такий поступовий процес вкручування дасть нормальну різьбу, яка ще довго прослужить. Якщо перегріти гвинт і одразу все вкрутити до кінця - немає гарантії, що така різьба не зірветься знову. Якщо гвинт не гріти, то при вкручуванні трісне пластмаса.
Щасти Вам!
Джерела:
1. Data sheet. ICL7106; digit, LCD/LED display, A/D Converters. September 15, 2005.
2. Data sheet. КР572ПВ5 Аналого-цифровой преобразователь. 2003.
3. Бобин Сергей. Мультиметры М-832: устройство и ремонт // Ремонт электронной техники. 2003. №1. С. 43-47.
4. Форум vrtp.ru:
http://vrtp.ru/index.php?showtopic=15123&st=30(дата звертання: 22.07.2013).
5. Data sheet. Средства отображения информации. Жидкокристаллические индикаторы // Завод Интеграл.