عیب یابی برد الکترونیکی: بررسی عوامل خرابی و مراحل شناسایی

بیشتر اوقات وسایل الکتریکی داخل منزل خراب می شوند و ما آن ها را دور می اندازیم. وسایل الکتریکی از قبیل لوازم آشپرخانه، سیستم های صوتی، درب باز کن ها، تلویزیون و… داخل خود بردهای الکترونیکی دارند. گاهی ایرادات وسایل از مونتاژ برد الکترونیکی یا چیزهای جزئی بوده که با دانستن اصول و نکات عیب یابی برد الکترونیکی می توانید ایراد وسیله را برطرف کنید.

چنانچه شما یک مهندس برق یا فرد علاقه مند به این رشته باشید این مطلب برای شما اهمیت دوچندانی پیدا می کند. تعمیر وسایل الکترونیکی امروزه شغلی پر درآمد محسوب می شود که با دانستن اصول و نکات آن و کسب تجربه و مهارت می توانید در این پیشه مشغول به فعالیت شوید.

چه عواملی می‌ توانند باعث خرابی برد الکترونیکی شوند؟

در بعضی از مواقع مواردی مانند ضعف در طراحی، تولید، عدم نگهداری مناسب، شوک الکتریکی و آسیب دیدن بدنه، عوامل خرابی برد الکترونیکی محسوب می شوند.

1. ضعف در طراحی

طراحان مدار به دلایلی از قبیل عدم دقت کافی یا نداشتن تجربه مناسب، ممکن است در طراحی مدارات الکترونیکی و انتخاب قطعات استفاده شده دچار خطا شوند. به طور مثال، عدم توجه به توان مصرفی قطعات مختلف در مدار و توان مصرفی قابل تحمل، قطعه انتخاب شده اشتباه است و می تواند منجر به سوختن و معیوب شدن آن شود.

در طراحی مقدار خازن های مدار، عدم توجه به حداکثر ولتاژ الکتریکی که روی خازن قرار می گیرد، ممکن است باعث انفجار خازن های الکترولیتی مدار شود.

2. اشکال و ضعف در تولید

خطا های فردی مونتاژ کاران بردهای الکترونیکی، می تواند موجب بروز ایراد در عملکرد برد شوند. به طور مثال هنگام لحیم کاری مونتاژ، به اشتباه بعضی نود ها و گره های مدار دچار اتصالی می شوند یا قطعاتی که دارای قطبیت و پلاریته هستند، اشتباها در جهت غلط روی برد نصب گردند.

3. عدم نگهداری مناسب

قرار دادن برد در شرایط محیطی نامناسب می تواند سبب بروز ایراد و آسیب رسیدن به آن شود. قبل از نصب هر تجهیز الکتریکی و الکترونیکی باید مکان مورد نظر از جنبه های مختلف مانند دما، رطوبت، گرد و غبار و… مورد بررسی قرار بگیرد و مناسب باشد.

4. آسیب های مکانیکی

در بعضی از مواقع ضربه خوردن به برد یکی از دلایل اصلی خرابی قطعات نصب شده روی آن یا شکستن برد مدار چاپی و قطع شدن مسیرهای آن می گردد.

5. نقص در تست ها

پس از طراحی و تولید برد الکترونیکی، تست های انجام شده روی آن کافی نیست و همه سناریوهای ممکن را پوشش نمی دهد. چنین بردی پس از عرضه در بازار، ممکن است در شرایطی پیش بینی نشده قرار گرفته و عملکرد آن مختل و با ایراد مواجه گردد.

6. شوک های الکتریکی

گاهی اوقات به دلیل نوسانات برق ورودی و افزایش یا کاهش بیش از حد ولتاژ ورودی به برد، می تواند باعث آسیب رسیدن به برد شود.

ابزار تست و عیب یابی قطعات روی برد

برای تست و عیب یابی یک برد الکترونیکی به ابزارهایی مانند مولتی متر، منبع تغذیه با ولتاژ مناسب (ترجیحا قابل تنظیم)، نقشه الکتریکی، هویه و پایه نگهدارنده برد الکترونیکی نیاز داریم.

1-منبع تغذیه با ولتاژ قابل تنظیم

برای تامین انرژی در هنگام کار شما به منبع تغذیه یا power supply احتیاج دارید.

2-مولتی متر

در عیب یابی بردهای الکترونیکی از مولتی متر برای تست ولتاژ، جریان، مقاومت و فرکانس های دیود و.. استفاده می شود.

3-پایه نگهدارنده برد

برای ثابت نگه داشتن برد در هنگام کار نیاز به این وسیله کاربردی دارید.

4-هویه

هویه برای لحیم کاری روی برد الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. سعی کنید از هویه با تنظیم گر کنترل دما با کیفیت استفاده کنید.

نحوه عیب یابی مهمترین قطعات بردهای الکترونیکی

هر مدار الکتریکی و الکترونیکی از یک یا چند مورد از اجزای زیر تشکیل شده است:

1. مقاومت

مقاومت عنصر الکتریکی دو پایه است که در برابر عبور جریان، مقاومت نشان می دهد. واحد آن اهم بوده و در مدارات به تعداد زیاد استفاده می شوند.

برای تست این بخش، ابتدا مقدار آن را دانسته و سپس با استفاده از اهم متر اندازه گیری کرده، سپس این دو عدد را با هم مقایسه کنید. اگر اعداد با هم اختلاف قابل توجهی داشته باشند باید مقاومت تعویض شود.

مقدار مقاومت های dip معمولا با نوار های رنگی و مقاومت های smd با عدد روی آن ها ثبت می گردد. برای اندازه گیری مقدار اهم هر مقاومت، باید حداقل یک پایه از آن را از مدار جدا کرده و سپس اندازه گیری را انجام دهید. اندازه گیری مقاومت روی مدار، ممکن است نتیجه اشتباهی را به همراه داشته باشد.

2. خازن

خازن ها عناصری دو پایه هستند که انرژی را به صورت میدان های الکتریکی در خود ذخیره می کنند. از خازن ها برای ذخیره ولتاژ، نویز گیری و… در مدارات الکترونیکی استفاده می شود. برای تست سلامت یک خازن می توان مولتی متر را در حالت تست اتصال قرار داد.

هر دفعه که جای پراب ها را عوض می کنید، باید مدتی کوتاه صدای بوق مولتی متر را شنیده باشید که سپس قطع می شود. در این صورت خازن سالم است. چنانچه صدای بوق ممتد باشد یا اصلا صدای بوق شنیده نشود، خازن ایراد دارد.

اگر مولتی متر دارای توانایی اندازه گیری ظرفیت خازن باشد، می توان یک پایه خازن را از برد جدا کرده و با در نظر گرفتن قطب مثبت و منفی خازن و مولتی متر، ظرفیت آن را اندازه گیری نموده و با مقدار نوشته شده روی آن مقایسه کرد.

3. سلف

سلف یا القاگر، عنصر الکتریکی دو پایه است که انرژی را به صورت میدان های مغناطیسی در خود ذخیره می کند. چنانچه مولتی متر دارای قابلیت اندازه گیری اندوکتانس باشد، می توان اندوکتانس سلف را اندازه گیری نموده و با مقدار نوشته شوده روی آن مقایسه کرد. در صورت نیاز باید سلف مورد نظر تعویض شود.

4. دیود

دیود چیست؟ دیود عنصری الکترونیکی و دو پایه از جنس نیمه هادی است. برای تست سلامت این قطعه، مولتی متر را در حالت تست دیودی یا اتصال قرار می دهید. اگر پراب قرمز به قطب مثبت دیود و پراب مشکی به قطب منفی دیود وصل باشد، مولتی متر باید بوق بزند و وقتی جای پراب ها را عوض کنیم، مولتی متر باید 1 یا OL نشان دهد. در غیر این صورت دیود مشکل داشته و باید تعویض گردد.

5. ترانزیستور

bjt و ماسفت چیست؟ این دو قطعه از انواع  ترانزیستور محسوب می شود. ترانزیستورها، عنصر الکترونیکی و سه پایه ای هستند که از نیمه هادی ها ساخته می شوند.

6. مدار مجتمع یا IC

مدارات مجتمع یا IC ها، قطعات الکترونیکی و از جنس نیمه هادی هستند. تعداد پایه های آن ها حداقل سه پایه است و بسیاری از تراشه ها دارای بیش از 100 پایه هستند که عملکرد آن ها باید با مراجعه به دیتاشیت بررسی گردد. رگولاتور ها، آپ امپ ها( تقویت کننده های عملیاتی)، میکروکنترلر ها و میکرو پروسسور ها، حافظه ها و … زیر مجموعه IC ها هستند.

مراحل عیب یابی برد الکترونیکی

برای عیب یابی برد الکترونیکی طبق مراحل زیر عمل می کنید:

• ابتدا به صورت چشمی، برد را مورد بررسی قرار داده و خود برد و قطعات را از نظر سوختگی، قطع شدگی، شکستگی و آسیب های فیزیکی بررسی کنید.
• با استفاده از نقشه برد الکترونیکی مورد نظر، مسیر های موجود در مدار را روی PCB دنبال کنید. چنانچه مسیری قطع شده باشد، می توان با استفاده از مقداری سیم با ضخامت مناسب و لحیم کاری، ابتدا و انتهای مسیر قطع شده را مجددا به هم وصل کرد.
• مقاومت، خازن و سلف های قسمتی که دارای نقص عملکرد می باشد را بررسی کنید. چنانچه قطعه ای مشکل داشته باشد آن را با قطعه ای سالم (با همان مشخصات) تعویض کرده و خازن های الکترولیتی را باید در جهت صحیح نصب کنید.
• چنانچه قسمتی نقص دارد، دیود را چک کنید. اگر دیودی دارای مشکل باشد، یک دیود دیگر با همان شماره و در جهت صحیح، روی برد نصب کنید.
• اگر در هیچ یک از مراحل بالا، مشکلی ملاحظه نشد یا با تعویض این قطعات مشکل برد برطرف نگردید، ترانزیستورها و IC های مدار را بررسی و در صورت ایراد با قطعه مشابه تعویض می کنید. در تعویض تراشه ها باید پایه ی شماره 1 (که با علامتی روی تراشه مشخص می گردد) را به درستی در جای خود قرار دهید. چنانچه تراشه مورد نظر از نوع حافظه یا میکروکنترلر باشد، باید مجددا برنامه ریزی و پروگرام گردد.

کلام آخر

در عیب یابی برد الکترونیکی باید مقاومت، خازن، سلف، دیود، ترانزیستور و مدارات مجتمع یا IC را مورد بررسی قرار دهید. اما اصلی ترین عوامل خرابی برد الکترونیکی چیست؟ مهم ترین مواردی که موجب خرابی این مدار می شوند شامل ضعف در طراحی، عدم نگهداری مناسب، تولید غیر استاندارد، شوک الکتریکی، آسیب های مکانیکی و… است.