Как найти поломку на плате мультиметром

Чтобы проверить микросхему радиолюбители используют такие устройства, как мультиметры, специальные тестеры, осциллографы. Однако в простых случаях вполне можно и без всего вышеперечисленного. Для успешной проверки необходимо хотя бы примерно знать устройство микросхемы, какие сигналы и напряжения должны поступать на ее входы и формироваться на ее выходах. Рассмотрим вероятные сценарии проведения проверочных работ.

Способы проверки

Существует несколько способов, позволяющих проверить микросхему на работоспособность.

Внешний осмотр

Если микросхема установлена на плате и выпаивать ее нежелательно, то необходимо осуществить ее визуальный осмотр. При внимательном изучении можно обнаружить очевидные дефекты. Таковыми могут быть перегоревшие контакты, обгоревшие и отпавшие провода, трещины на корпусе, обгоревшие обвесные компоненты. Если видимых повреждений не обнаружено, необходимы более сложные действия.

Проверка работоспособности с помощью мультиметра

Следующий шаг проверки – диагностика цепей питания системы. Для этой цели используется мультиметр. Для уточнения выводов питания рекомендуется заглянуть в datasheet на микросхему. Плюс в нем обозначается как VCC+, минус – VCC-, общий провод – GND. Минусовый щуп мультиметра подводится к минусу устройства, плюсовой щуп – к плюсу. Если напряжение соответствует норме для данной системы, то цепи питания устройства являются рабочими. Если обнаружены проблемы, то цепь питания отпаивают и проверяют ее исправность. Если она исправна, то проблема заключается в самой микросхеме.

Выявление нарушений в работе выходов

Если микросхема имеет несколько выходов и хотя бы один из них неработоспособен или функционирует некорректно, вся схема не сможет выполнять назначенные функции.

Проверку выходов мультиметром начинают с измерения напряжения на выводе интегрированного в микросхему источника опорного напряжения Vref. Его номинальное напряжение указывается в сопроводительных документах на устройство. На этом выводе должно присутствовать постоянное напряжение установленной величины. Если напряжение ниже или выше этого значения, то внутри устройства происходят нештатные процессы.

Если в микросхеме присутствует времязадающая RC-цепь, то на ней в рабочем режиме должны происходить колебания. В даташите указывается вывод, на котором предусмотрены такие колебания. Проверочные работы в данном случае осуществляют с помощью осциллографа. Его общий щуп устанавливается на минус питания, измерительный щуп – на RC-вывод. Если при проведении измерений обнаруживаются колебания установленной формы, то устройство исправно. Отсутствие колебаний или их неправильная форма свидетельствуют о проблемах в микросхеме или времязадающих элементах.

Если микросхема выполняет функции управляющего компонента, то на выходном управляющем выводе (или нескольких) должны присутствовать соответствующие сигналы. По datasheet определяют, какой вывод является управляющим. Вывод или выводы проверяют с помощью осциллографа таким же способом, как времязадающие RC-цепи. Если сигнал на этих выводах присутствует и соответствует заданной форме, то данная микросхема является полностью работоспособной. Если же сигнал отсутствует или его форма отличается от нормальной, необходимо проверить управляемую цепь, так как причиной неисправности может быть именно она. Если управляемая цепь исправна, то микросхема неработоспособна и ее необходимо заменить.

Влияние разновидности микросхем на способы проверки

Способ и сложность проверочных работ во многом зависит от типа схемы:

• Самые простые для проверки мультиметром являются микросхемы серии КР 142, имеющие три вывода. Проверка осуществляется подачей напряжения на вход и его измерением на выходе. На основании этих измерений делается вывод об исправности системы.
• Более сложные для проверки – микросхемы серий К 155, К 176. Для проверочных мероприятий понадобятся: колодка и источник питания с определенным уровнем напряжения, который подбирается под конкретную систему. На вход подается сигнал, контролируемый на выходе с помощью мультиметра.
• При необходимости проведения более сложных проверок используют не мультиметры, а специальные тестеры, которые можно собрать самостоятельно или купить в магазине радиоэлектроники. Тестеры позволяют проверить прозвонкой исправность отдельных узлов схемы. Данные проверки обычно отображаются на экране тестера, что позволяет сделать вывод о работоспособности отдельных элементов устройства.

При проведении проверок работоспособности микросхемы необходимо смоделировать нормальный режим ее работы. Для этого подаваемое напряжение должно соответствовать нормальному уровню, который соответствует конкретной системе. Проверять микросхемы на исправность рекомендуется на специальных проверочных платах.

Другие материалы по теме

После того как вы закончили собирать ваше устройство, запаяли последний элемент в плату, не торопитесь сразу же его включать. Приготовьте мультиметр, откройте принципиальную схему и описание схемы.

Сначала нужно проверить правильность монтажа, проверить на КЗ (короткое замыкание). Если вы считаете что все элементы запаяны верно, и КЗ после прозвонки вы не обнаружили, то можно очистить дорожки от остатков канифоли, и подавать питание, но сначала стоит проверить сопротивление цепи питания, если оно подозрительно большое, и если это не оговорено в собираемой вами схеме, то не торопитесь включать схему, перепроверьте еще раз. Правильно ли собрали диодный мост, соблюдена ли полярность при запаивании конденсаторов в цепи питания и т.д.. Если собираемое вами устройство потребляет большой ток, от 1 ампера и выше это говорит о КЗ или неправильно запаянных элементах, бывают и исключения, например преобразователи напряжения кушают 2-3 ампера на холостом ходу. Можно последовательно цепи питания включить маломощный постоянный резистор на несколько ОМ, это может спасти устройство от выхода из строя. Если в схеме стоят мощные транзисторы или микросхемы, которые крепятся на радиатор, не забудьте их изолировать друг от друга. При первоначальном включении устройств соблюдайте осторожность, так как диоды и электролитические конденсаторы при неправильном включении или превышении напряжения могут взорваться. Причем конденсаторы обычно взрываются не сразу, а сначала некоторое время греются. Не оставляйте без присмотра включенные и еще не настроенные устройства.

Поиск неисправностей

Наверное каждый радиолюбитель сталкивался с тем случаем, когда после подачи питания собранное устройство не хочет работать, или работает с перебоями, не так, как должно. Если ошибок в монтаже вы исключаете, то можете читать дальше, но если дорожки для платы вы рисовали самостоятельно, то бегом проверять печатную плату!

Прежде чем приступить к поиску неисправностей, если прибор который ремонтируете вам не знаком, нужно в первую очередь получить как можно больше информации об этом устройстве, что за устройство, или что за узел (БП, усилитель, или иное устройство), и нужно достать описание и схему этого устройства. Прежде чем доставать и начинать откручивать плату, приглядитесь, нету ли ничего лишнего внутри корпуса, оторвавшегося куска, осколка и пр. Не забывайте проверять даже такие элементы схемы как выключатель или разъем питания.

Прежде чем начать ковырять плату, разрядите все конденсаторы в том числе и высоковольтные керамические, разряжать нужно резистором примерно в 100 Ом. Если вы забудете это сделать, то при случайном КЗ, или даже во время прозвонки, отпаивания радиодеталей, последствия могут быть ужасными, могут полететь еще элементы, да и сами можете пострадать. Это очень важно!

Проверку всегда начинают с питания и проверки напряжений, проверьте напряжение в сети, предохранитель, далее блок питания. Проверьте напряжения на выходе блока питания и по возможности ток на выходе. Бывает что напряжение в норме, а если подключить лампочку или резистор, напряжение резко проседает или вовсе, БП уходит в защиту. Если окажется что напряжение ниже чем нужно или его нет вовсе, то проверяем диодные мосты, далее стабилизатор напряжения – если такой стоит, транзисторы, если они в схеме имеются. Иногда даже самым простым мультиметром удается найти неисправность в схеме. Проверку и поиск неисправностей нужно всегда проводить с отключенным от устройства питанием! Обратите внимание на провода, не оторваны, не оголены ли они. Если платы между собой соединяются разъёмами или проводами, которые закрепляются в винтовых зажимах, попробуйте переподключить их. Винтовые зажимы не надежны, со временем может пропадать контакт. Попробуйте снова включить плату, внимательно следите, пощупайте транзисторы, резисторы, на нагрев.

Если устройство собрано вами, то проверьте, все ли радиодетали запаяны правильно? У разных транзисторов разная цоколевка, у диодов обозначения тоже могут различаться. Откройте справочник к каждому запаянному элементу (если на память не помните цоколевки) и начинайте проверять. К сожалению, часто бывает так, что при выходе радиоэлемента из строя, сам элемент внешне может ничем не отличаться от исправного. Если вам так и не удалось найти неисправность схемы, придется отпаивать и прозванивать все транзисторы и элементы. Вообще говоря, можно проверять цепи и не отпаивая элементы, но нужен для этого как минимум осциллограф и хороший мультиметр.  Углубляться в методику и технику работы с осциллографом в этой статье я не буду. Если схема простая, неисправные элементы как правило обнаруживаются очень быстро.

Микросхемы на неисправность проверяют обычно путем замены на другую, при сборке схем советую ставить специальные панельки под микросхемы, это очень удобно, в случае если вдруг понадобится снять ее. Но если микросхема стоит без панельки, и она запаяна в плату, то советую проверить напряжение на выводах питания микросхемы, прежде чем начинать отпаивать ее.

В схемах где применен микроконтроллер, если после включении схема не подает признаков жизни, а монтаж правильный и радиодетали запаяны правильно, в первую очередь нужно попробовать перепрошить его. Если при программировании вышла ошибка или залита «левая» прошивка, такой МК работать в схеме не будет.

Если вам не хочется выпаивать с платы к примеру резистор, диод, или конденсатор, (чтобы дорожки лишний раз не греть, иначе могут отвалиться) а вы грешите как раз на него, можно параллельно ему попробовать припаять аналогичный элемент. Так можно поступить с конденсаторами, резисторами, и диодами, только помните, что если вы запараллелите два резистора, у вас общее сопротивление уменьшится в два раза, так что один вывод резистора с платы все таки придется отпаять, а с конденсаторами наоборот, при параллеливании емкость увеличиться, например если в схеме стоит конденсатор на 220мкФ, припаяйте параллельно ему 100мкФ, от этого ничего не будет, если вы включите устройство на короткое время. Как правило конденсаторы с резисторами очень редко выходят из строя. Что касается транзисторов, их обязательно нужно выпаивать, параллельно условно неработающему транзистору ставить такой же ни в коем случае нельзя.

В схемах где используются катушки или миниатюрные трансформаторы с большим количеством выводов, пусть даже с отводом от середины, нужно соблюдать начало и конец витков, если после запуска такой схемы устройство не хочет работать, поменяйте местами вывода.

Если вы считаете что нашли причину, из-за которой ваше устройство не хотело работать, и заменили этот элемент на плате, перед подачей питания проверьте плату в местах пайки на предмет КЗ. Уберите в сторону все металлические предметы, отвертки, резисторы, куски проводов и т.п. не дай бог во время подачи питания и проверки устройства под плату закатится резистор, и коротнет.

Задача

Теперь предлагаю вам решить небольшую задачку, ниже дана схема достаточно простого блока питания, я специально в этой схеме допустил ошибки и некоторые элементы нарисовал неправильно, попробуйте найти все ошибки. Представьте, что это ваше устройство, которые вы сами собрали, но после включения оно не заработало, или некоторые элементы вышли из строя.

Будьте очень внимательны, ошибок здесь много, представьте, что это реальное устройство, если вы не найдете всех ошибок, при очередном включении прибора, что то может снова выйти из строя.

Вначале статьи сразу сделаю оговорку. Статья не для профи, а для начинающих мастеров-компьютерщиков и для тех, кто самостоятельно хочет найти причины неисправности в компьютерном оборудовании, но при этом не обладает широкими познаниями в области электрики, электроники. Информация исключительно для любительских экспериментов.

Одним из пунктов перечня мер, производимых при профилактике системных блоков ПК и ноутбуков, является визуальная и тактильная диагностика (на предмет вздутых конденсаторов и сильно греющихся элементов компьютера). В этой статье читателю предлагается несколько простейших способов приборной диагностики с использованием электронного мультиметра.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Профилактика системного блока. Инструкция.

Теория: мультиметр, устройство, техника безопасности.

Мультиметр — универсальный многоцелевой прибор для производства различных измерений и замера величин тока в электрических цепях. Данный прибор в его классическом исполнении позволяет измерять: напряжение в электрических цепях и элементах питания, силу тока, сопротивление проводников, диагностировать различные радио-элементы (транзисторы, резисторы, конденсаторы, диоды). Более профессиональные модели позволяют измерять ёмкость конденсаторов, измерять температуру различных поверхностей, генерировать электрические импульсы.

Далее в статье пойдет речь о самом простейшем мультиметре типа М-83 (DT-832), который можно приобрести в любом хозяйственном магазине, радиорынке или в магазинах инструмента (иногда и в строительных). Это самый популярный тип мультиметров, поскольку он имеет самые необходимые функции, прост в использовании и недорого стоит.

Описание устройства

Мультиметр М-83 (DT-832) — это компактный (карманный) электронный прибор, размером примерно 12х6 см с двумя щупами (измерительными контактами).

Чтобы включить прибор, достаточно повернуть переключатель, расположенный по центру прибора в одно из положений, разделённых по назначению на сектора (приведём описание самых нужных):

1. DCV — измерение напряжения в цепи постоянного тока
2. DCA — измерение силы тока в цепи постоянного тока
3. ACV — измерение напряжения в цепи переменного тока
4. Ω — измерение сопротивления
5. знак громкости и диода — звуковая «прозвонка» цепи
6. OFF — выключение мультиметра

Для подключения щупов имеется три гнезда:

• COM — всегда используется только для подключения чёрного щупа (чёрный щуп — это минус, земля); принципиально не имеет значения какой щуп подключать в COM, однако, во избежание путаницы при измерениях, электрики на практике условились: «чёрный — всегда минус, для него COM-гнездо»
• VΩmA — для красного щупа при измерении показаний постоянного тока
• 10ADC — для измерения напряжения в сети переменного тока высоковольтных линий (красный)

Техника безопасности

• цифровой мультиметр — это электронный прибор, работающий от элемента питания (батарейки 9V типа «крона») — перед использованием убедитесь, что батарейка не разрядилась; для этого переведите переключатель в любое положение и обратите внимание на чёткость и насыщенность дисплея; устройство с «севшей» батарейкой использовать нельзя
• никогда не включайте прибор и не производите измерения мокрыми руками или стоя на мокрой поверхности босыми ногами
• перед использованием мультиметра осмотрите его, определите по внешнему виду его исправность и целостность корпуса, дисплея, переключателя, проводников щупов, если прибор имеет значительные механические повреждения, нарушение изоляции, обрыв контактов и другие недостатки — его использовать нельзя
• устройство не предназначено для измерения показаний в сетях и цепях напряжением свыше 500V
• производите измерения касаясь контактов только щупами мультиметра, избегайте касаний проводников пальцами или другими оголёнными частями тела; при замерах в сети 220V касание контактов может причинить травму или привести к гибели

НА ЗАМЕТКУ: Что делать, если не работает мышка?

Диагностика ПК с помощью мультиметра

Предлагаю три несложных, доступных и абсолютно безопасных для электроники способа проверки отдельных узлов и элементов компьютера:

«Прозвонка» цепей

Самый элементарный метод проверки целостности проводников — «прозвонка». С помощью мультиметра можно проверить, например кабель питания системного блока, VGA- и LPT-кабели. Сделать это можно двумя способами: с использованием дисплея мультиметра и с использованием встроенного в прибор звукового индикатора («пищалки»).

Для визуальной «прозвонки»:

• подключите чёрный щуп в гнездо COM, красный — в гнездо VΩmA
• установите переключатель прибора в положение Ω=200
• присоедините любой из щупов к любому из контактов кабеля
• коснитесь вторым щупом симметрично расположенного контакта на другом конце кабеля
• при наличии контакта на концах проводника (при отсутствии обрыва) на дисплее начнут хаотично меняться показания прибора — значит всё в порядке, проводник не повреждён

Для звуковой «прозвонки»:

• подключите чёрный щуп в гнездо COM, красный — в гнездо VΩmA
• установите переключатель прибора в положение значка звука (диода)
• присоедините любой из щупов к любому из контактов кабеля
• коснитесь вторым щупом симметрично расположенного контакта на другом конце кабеля
• при наличии контакта на концах проводника (при отсутствии обрыва) прозвучит звуковой сигнал — значит всё в порядке, проводник не повреждён

Замер напряжения

Измерение напряжения мультиметром на отдельных элементах ПК может помочь определить источник неисправности. Для этого необходимо подключить чёрный щуп в гнездо COM, красный — в гнездо VΩmA, установить переключатель в положение DCV=20. Для измерения необходимо присоединить чёрный щуп к минусу источника, красный к плюсу. Если перепутаете плюс и минус, то это не критично — просто на дисплее значение будет отображаться со знаком «минус». Примеры использования:

• Напряжение элемента питания CMOS: на материнской плате расположена круглая плоская батарейка CR2032. Её номинальное напряжение — 3V. Если у Вас проблемы с системными настройками BIOS (например, сбрасывается время или компьютер долго «думает» прежде, чем загрузиться), то сделайте этот замер. Если напряжение элемента питания ниже номинально более чем на 10% (2,7V), то необходимо его заменить

• Выходное напряжение блока питания. Воспользуйтесь приведённой схемой для определения расположения контактов на разных разъёмах.

Чтобы проверить напряжение на разъёме питания процессора (4pin), Molex или SATA достаточно извлечь проверяемый разъём из устройства и включить компьютер. Чёрным щупом касаемся (или вставляем) контакта любого чёрного проводника, красным щупом проверяем напряжение на контактах цветных проводников.

Запомните простое правило: жёлтый — 12V, красный — 5V, оранжевый — 3.3V. Сверяйте измеряемые значения со схемой, в случае расхождения более 10% возможно потребуется замена или ремонт блока питания. Чтобы проверить разъём питания материнской платы (20pin или 24pin) необходимо извлечь его из платы и замкнуть зелёный проводник с соседним чёрным для имитации включения компьютера (например, половинкой скрепки или кусочком провода с оголёнными концами), этим же способом можно проверить блок питания, не подключённый к каким-либо устройствам.

• Напряжение на контактах материнской платы. Способ идентичен замеру напряжения батарейки CMOS. На материнской плате расположены контакты в виде штырьков для подачи питания на вентиляторы, встроенный динамик, индикаторы и другие вспомогательные устройства. На самой плате подписано, какой из контактов является положительным, касаемся его красным щупом, а чёрным щупом касаемся любого соседнего контакта. На 2pin, как правило, покажет 5V, на 3pin и 4pin покажет 5V на крайнем контакте и 12V на средних.
• Напряжение в общей электросети. Данный замер полезно сделать, если есть сомнения в работоспособности сетевого фильтра либо для проверки напряжения в розетке. иногда сбои в работе компьютера возникают по причине сбоев в электроснабжении либо вовсе в отсутствии тока в сети. Для данного измерения необходимо щупы мультиметра оставить в исходном положении (чёрный — COM, красный — VΩmA), а переключатель перевести в положение ACV=750. Затем просто вставляем щупы в розетку на стене или в сетевой фильтр (полярность значения не имеет) и наблюдаем значение на дисплее. Как правило, оно никогда не бывает ровно 220V. Возможны отклонения от номинала +/-20V (10%).

ПОЛЕЗНОЕ: Для чего нужен сетевой фильтр?

Проверка конденсатора

Данный способ не даёт 100% гарантии, но все же немного поможет отыскать неисправность. Для проверки «пробитого» конденсатора можно использовать «пищалку». В рабочем состоянии конденсатор не должен пропускать электрический ток, ему не даёт это сделать изоляция. Однако, конденсатор с испорченными изоляторами будет «коротить», то есть он превратится в обычный проводник и будет пропускать ток. Повторно описывать процедуру не буду — в самом начале я уже рассказывал о методе звуковой «прозвонки» проводников с помощью мультиметра. Только в случае с конденсатором всё наоборот — исправный конденсатор пищать не должен. Если вы услышите звуковой сигнал, то такой конденсатор нужно менять. Единственное уточнение — перед «прозвонкой» конденсатор нужно разрядить. Сделать это можно выключив компьютер и обесточив его. После этого нужно нажать кнопку включения. Моргнут индикаторы на корпусе и клавиатуре — это знак того, что разрядка произошла (на ноутбуках нужно нажать и удерживать кнопку включения примерно 10-15 секунд, предварительно отсоединив аккумулятор).