Как провести диагностику участка электроцепи

Методы поиска неисправностей в электронных схемах

Чаще всего люди интересуются электроникой чтобы уметь починить какой-либо прибор. Самостоятельной разработкой занимается лишь малая часть любителей. Теоретические знания хоть и дают общее понимания принципа работы компонентов, но для ремонта гораздо важнее знать методы их проверки. Мы расскажем, как найти неисправность в электронной схеме своими руками, глазами и простым инструментом.

Основные способы поиска неполадки

Прежде чем провести ремонт важно определить в чем проблема – этот процесс называется диагностикой. Итак, можно выделить два этапа проверки электронных приборов:

1. Проверка работоспособности прибора. Не всегда случается так что устройство совсем «мёртвое», нужно проверить не включается прибор совсем, или включается и сразу выключается, или же не работают какие-то конкретные кнопки или функции.

Например, при ремонте LCD-мониторов встречается такая проблема как выход из строя подсветки. При этом монитор может либо не включатся совсем тогда его индикатор моргает, либо же индикатор указывает на включенное состояние, но изображения нет. В таком случае если посветить фонарём в экран можно увидеть, что изображение все-таки есть и монитор как бы работает, но он тёмный – и это только один из примеров, когда предварительная проверка упрощает диагностику.

2. Визуальный осмотр. Внешне можно определить большинство проблем с электрическим прибором. Это могут быть как просто сгоревшие компоненты – диоды, резисторы, транзисторы и конденсаторы, так и дефекты пайки или механические повреждение элементов и самой печатной платы.

3. Измерения. Если плата и детали выглядят нормально, то следует переходить к измерениям. Их проводят в основном с помощью мультиметра и осциллографа. В отдельных случаях используют специализированные приборы, типа частотомеров, логических анализаторов и прочего.

Итак, обобщенным алгоритмом поиска неисправности является:

Определение чрезмерного нагрева электронных компонентов платы;

Измерения и прозвонка мультиметром;

Использование осциллографа и других приборов;

Замена вышедшей из строя детали или блока.

Визуальный осмотр

Визуальный осмотр следует проводить от общего к частному. Или простыми словами – осмотреть общий вид электронного устройства, сразу проверяем целостность кабелей и проводов питания. Их покров должен быть ровным и целым, без изломов и резких перегибов, шишек и других неравномерностей на оболочке быть не должно.

После того как вы убедились в целостности устройства, нужно его разобрать и добраться к печатной плате. Осмотр внутренностей следует начинать с проверки целостности шлейфов, проводов других межблочных соединений. Важно не порвать их еще при разборке, так как часто шлейфы идут от плат к блокам клавиш и дисплеям, закрепленным на корпусе.

Далее проверяют целостность предохранителя в цепи питания, часто если он перегорел можно определить невооруженным взглядом. Он стоит около того места где подключается к плате шнур питания.

После этого осматривают наличие следов нагрева или сажи на плате и поврежденные компоненты. Рассмотрим, как выглядят неисправные электронные компоненты. Например, корпуса неисправных транзисторов и сгоревших диодов разрывает или они трескаются.

На интегральных микросхемах появляется трещина или мелкая точка. В некоторых случаях и те, и другие сгорают, оставляя в результате следы гари на плате. Обращайте внимание нет ли характерного запаха горелой изоляции. Так можно локализировать от какого элемента или участка платы исходит этот запах. Как определить сгоревшие транзисторы и микросхемы вы видите ниже.

Резисторы обычно сгорают или темнеют, реже происходит обрыв резистивного слоя и деталь выглядит исправной.

Как определить сгоревшие конденсаторы? Они в основном пробивают «накоротко» между обкладками и, если стоят в силовой цепи – тогда повреждаются дорожки платы или корпус конденсатора. Если цепь была слаботочной – пробитый конденсатор просто закоротит её без видимых следов протекания больших токов. Реже трескаются корпуса конденсаторов.

В то время как электролитические конденсаторы можно вычислить по деформированной крышке корпуса или следам протекшего вниз электролита. На крышке конденсатора есть две диагональных борозды, она нужна чтобы корпус не разорвало в аварийной ситуации. Крышка в таком случае вздувается либо трескается. Реже выдавливает дно.

С SMD-компонентами дело обстоит несколько сложнее. Часто их крайне сложно рассмотреть на предмет целостности. Есть один метод поиска короткого замыкания в плате с SMD – это термобумага, такая бумага используется в кассовой аппарате, поэтому можно использовать любой чек. Печать на ней происходит за счет нагрева. Значит, когда вы подадите питание на плату пробитая накоротко деталь, перегреется и отпечатается на бумаге. Методику поиска неисправности с помощью термобумагивы видите на видео:

Но нужно помнить об электробезопасности и не прибегать к такому способу диагностики, если вы не уверены есть ли там опасное напряжение. Безопасно и точно это можно сделать с помощью тепловизора.

Для определения короткого замыкания по нагреву в большинстве случаев вам понадобится лабораторный блок питания или другой источник питания с ограничением тока. Если вы проводите диагностику цепей 220В – можете воспользоваться контрольной лампой, если есть КЗ, то лампа загорится в полный накал. Фактически она выступит в роли токоограничивающего резистора.

При визуальном осмотре важно определить состояние контактов всех разъёмных соединений. Они должны быть чистыми, без окислов с характерным медным или серебряным блеском. Если контакты не слишком сильно окислены – их можно почистить канцелярским ластиком или деревянной стороной спички.

В более запущенных случаях их нужно залудить, таким образом оловом вы восстановите контактную поверхность. Самый худший вариант, когда ни чистить, ни лудить нечего, тогда нужно либо менять плату целиком, либо припаивать к дорожкам платы проводники и соединять через них.

Также внимательно осматриваете дорожки печатной платы, они могут перегорать, трескаться при изгибе платы, отслаиваться и окисливаться. Их восстанавливают либо каплей олова, либо кусочком провода, когда дорожки расположены слишком плотно – их замещают куском провода – подойдет тонкий обмоточный провод либо жила витой пары, припаивая их к началу и концу печатной дорожки.

Подведем итоги, узнайте 5 советов по внешней диагностике электроники:

1. Большинство неисправностей можно найти при внешнем осмотре;

2. Внимательно проверяйте качество пайки и наличие микротрещин;

3. Уделяйте особое внимание силовым цепям;

4. Вздутые электролитические конденсаторы в большинстве случаев являются как причиной полной неработоспособности, так и неработоспособности каких-то отдельных функций;

5. Не всегда внешне исправная деталь является таковой.

Измерения и прорзвонка цепей

Если внешний осмотр не принес результатов, то следует проводить ряд измерений. Если устройство не подаёт признаков жизни и:

У него сгорел предохранитель – то с помощью мультиметра прозваниваем цепь и находим на каком участке у нас короткое замыкание. Режим прозвони в большинстве мультиметров совмещен с режимом проверки диодов (на рисунке ниже);

Если предохранитель исправен – проверяем вольтметром приходит ли питающее напряжение на плату.

Если напряжение не приходит, то проблема скорее всего в кабеле, определить это можно прозвонив кабель от вилки до места подключения к печатной плате.

Не включайте блок питания напрямую в сеть, если вы не уверены, что устранили все неполадки. Подключите последовательно лампочку накаливания, о которой мы упоминали в середине статьи.

Следующий шаг – проверка цепи питания, для этого включаем устройство и проверяем наличие выходных напряжений блока питания. Учтите, что бывают случаи, когда без нагрузки блок питания не включается. Тогда проверяем исправность блока питания, её начинают с проверки диодного моста, мы рассматривали этот процесс подробно в статье – Как проверить диодный мост

После того как вы убедились в исправности диодного моста следует проверить приходит ли напряжение на ШИМ контроллер. Если нет, то искать, обрыв на плате, если приходит, то методика его проверки изображена на видео ниже:

Также следует по блокам проверить источник питания. Об этом вы можете почитать в статье о ремонте блоков питания для светодиодных лент.

Дальнейшая диагностика платы электронного устройства заключается в пошаговом измерении параметров каждого из компонентов и сравнение их с номинальными величинами. Задаче сильно упрощается если у вас есть схема ремонтируемого устройства.

Если у вас есть осциллограф диагностика сильно упростится, так как проверка сигналов ШИМ, на выходе контроллера и на базах или затворах транзисторов нормально возможна лишь таким образом. Как пользоваться осциллографом описано в статье Что можно сделать с помощью осциллографа и ряде других статей нашего сайта из тематического раздела Практическая электроника.

Заключение

Ремонт электроники – это не только знания принципа работы элементов, но и интуиция, опыт и удача. Главное помнить при ремонте о технике безопасности – не следует трогать плату источников питания, если на неё подано напряжение. Разряжайте фильтрующие конденсаторы блоков питания, поскольку на их выводах может быть напряжение до 300 вольт. А также при диагностике цепей с интегральными микросхемами – лучше сразу ищите техническую документацию к ним, её можно найти по запросу «datasheet название микросхемы».

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день

Как найти короткое замыкание в скрытой проводке: способы поиска КЗ

Без инженерных систем не обходится ни один дом и квартира. Все настолько привыкли к этим благам цивилизации, что воспринимают их как должное, а начинают ценить их только в тот момент, когда нарушается привычная, бесперебойная работа коммуникаций. Самая большая «беда», делающая человека практически беспомощным, случается, когда внезапно отключается электроэнергия. И в этом случае можно заподозрить короткое замыкание, которое способно спровоцировать очень неприятные последствия, самым опасным из которых является пожар. Важнейшие задачи хозяина или электрика — определить причину КЗ и обнаружить проблемный участок. При самостоятельных поисках главным становится вопрос о том, как найти короткое замыкание в скрытой проводке. Вариантов решения этой «головоломки» есть несколько.

Короткое замыкание, его причины и последствия

Прежде чем переходить к вопросу, о том, как найти короткое замыкание в скрытой проводке, нужно разобраться с неприятным и опасным явлением, узнать его причины. В этом случае у мастера будет возможность предупредить возникновение таких внештатных ситуаций.

Что такое короткое замыкание?

Для того чтобы объяснить, что такое короткое замыкание, один умный человек привел аналог КЗ, но в бытовой гидравлике. Это внезапный срыв крана. Запорное устройство, работающее исправно, создает потоку воды необходимое сопротивление. Если кран вдруг срывается с резьбы, то сопротивление сразу же падает, а сила напора многократно возрастает. В этом случае хозяевам грозит потоп, ЧП с электросетью может закончиться пожаром.

Короткое замыкание, или КЗ — возникновение контакта между проводниками, имеющими разный потенциал. Причина — возрастание силы тока при снижении сопротивления элементов. Если говорить о типичной электропроводке в квартирах, то в этом случае ЧП провоцирует «внезапная встреча» фазного и нулевого провода. Если в частном доме трехфазное электропитание, то вариантов опасного контакта несколько. Например, замыкание возможно между фазой и нейтралью, а также между фазами, КЗ на землю.

Сила тока при таком контакте сильно увеличивается из-за незначительного сопротивления проводников. Последствием этого явления становится резкий скачок температуры, он провоцирует их нагрев. Если по каким-то причинам не сможет сработать защитный автомат, то температура может достичь предельного значения. Следствием критических величин нередко становится возгорание изоляции и тех материалов, которые легко самовоспламеняются.

Причины, провоцирующие короткое замыкание

Вызвать такую внештатную ситуацию в бытовой проводке может несколько разных факторов. Например:

1. Состояние изоляционных материалов, которые далеки от идеальных. Причины — их старение, особенно в местах перегибов. Свою лепту способна внести повышенная влажность, вызванная «потопом», случившимся из-за халатности соседей.
2. Механическое повреждение изоляции из-за случайного повреждения скрытой проводки. Простые примеры — гвоздь, вбитый в стену, «вмешательство» дрели или перфоратора. Чтобы предотвратить такое ЧП, перед ремонтом рекомендуют узнать, где именно находится проводка.
3. Состояние изношенной проводки. Нередко такие аварии происходят в старых домах, где главные элементы электросети не рассчитаны на реальную мощность всех бытовых электроприборов. Следствие длительной перегрузки — перегрев, расплавление изоляции.
4. Неисправности, возникающие в бытовой технике. Они также провоцируют короткое замыкание в электросети.
5. Обрыв проводов энергосетей из-за порывов ветра, налипания снега и т. д.
6. Некачественный монтаж, некорректный выбор проводников, их сечения.
7. Электроприборы (розетки, выключатели) с плохими контактами.

Самые необычные провокаторы аварии — почти вездесущие грызуны, которые могут решить поточить резцы о первый попавшийся предмет, и тем самым совершить преступление «против человечества» — перегрызть кабель. Такие случаи не повсеместное явление, но они бывают.

Причем иногда «отличаются» мирные питомцы, которые посягают на другое, движимое имущество. Например, «прославился» хомяк, по воле «судьбы» попавший в хозяйский автомобиль, и ставший потом причиной его дорогостоящего ремонта.

Серьезные последствия

Результатом короткого замыкания для хозяев жилья становится:

• выход приборов из строя: в некоторых случаях их ремонт невозможен;
• разрыв/расплавление выключателей, проводов, розеток;
• нагрев и воспламенение изоляционных материалов;
• взрыв, пожар: возможны ожоги и другие травмы;
• худшее последствие — поражение током.

Во всех случаях важнее всего быстро обнаружить источник проблемы и устранить опасность. К сожалению, короткое замыкание происходит внезапно, предотвратить его или заранее определить «слабое» место в сети невозможно.

Поиск поврежденного участка

Если вызов и ожидание мастера-профи не вариант, то хозяевам приходится самим проводить осмотр всей электросети — открытых участков проводки, а также подключенных бытовых и специальных приборов, в том числе сетевых удлинителей. Перед операцией электроцепь обесточивают, отключая автоматы, которые не сработали, затем из розеток вытаскивают вилки всех бытовых приборов.

Как найти короткое замыкание в скрытой проводке? Идеальный вариант — наличие плана электропроводки, однако этих документов у владельцев жилья на руках чаще нет. Иногда они и вовсе бесполезны, так как чертеж и реальная схема — «две большие разницы». Причина — предприимчивость электриков во время строительства объекта. Поэтому чаще хозяева вынуждены проводить «изыскания» довольно тернистыми путями.

Первые симптомы — запах гари и почернение (выгорание) участка, на котором произошло короткое замыкание. Когда осмотр видимой проводки, распределительной коробки и розеток с выключателями результата не принес, переходят к проверке бытовых и осветительных приборов. Если и в этом случае поиски не увенчались успехом, то исследование продолжают. Оно включает в себя несколько этапов.

Подготовка к поискам повреждения при КЗ

Как найти короткое замыкание в скрытой проводке? В первую очередь, обеспечить условие, при котором поиск вообще возможен. Если при обрыве сети операция иногда сложностей не обещает, то при коротком замыкании приходится действовать по-другому, так как при подаче напряжения автомат попросту отключается.

Исключение — отгорание проводов, идущих на выключатель или розетку. Проверить, произошло ли это, легко индикаторной отверткой: достаточно убедиться в наличии фазы в приборе. Если она есть, то можно говорить о том, что, по крайней мере, один проводник в порядке. Найти обрыв нейтрали очень сложно, если нет опыта подобной работы. В этом случае рекомендуют удалить участок полностью, а потом заменить его новой проводкой.

Чтобы предотвратить короткое замыкание, препятствующее возобновлению питания, его необходимо из «сценария» предусмотрительно исключить. Поскольку чаще КЗ — контакт между нейтралью и фазой, один из проводников отключают. Обычно им становится нулевой провод, изоляция которого синего или голубого цвета. Его отсоединяют, изолируют, а затем отводят в сторону.

Надо еще раз напомнить, что перед этой операцией все электроприборы должны быть отключены от розеток. Если в сети больше нет «травмированных» участков, после исключения ноля из схемы автомат срабатывать не будет.

Поиск участка замыкания

Первым делом надо определить проблемный участок, так как найти короткое замыкание в скрытой проводке можно лишь после того, как мастер точно определит, в каком месте оно произошло.

В домах или квартирах принцип разводки одинаков: от распределительной коробки проводка расходится лучами к розеткам, а для выключателей предусматривается отдельные кабели. Работа намного упрощается, если в распоряжении хозяев имеется схема разводки. Но чаще она отсутствует.

Сначала распределительную коробку открывают, потом на каждой линии измеряют сопротивление и напряжение. Если обнаруживают линию, где показания отсутствуют, то это и есть участок, которые необходимо проверять. Следующий этап — поиски конкретного места короткого замыкания.

Помощь измерительных приборов

Оптимальный вариант — проверка сопротивления на «подозреваемом» участке цепи (или изоляции) мегаомметром, так как мультиметр имеет одно серьезное ограничение. Из-за малого напряжения он подходит только для обследования коротких участков электроцепи — до 3 м, но не более.

Одним проводом мегаомметр подключают к фазовому проводнику, другим к нулю, затем к фазе и заземлению. Если на дисплее высвечивается значение, которое меньше единицы (0,5), то можно констатировать, что с проводкой все в порядке. Когда на нем появляется другая цифра (1), или показатели меняются, это значит, что оголенные проводники в каком-то месте соприкасаются.

Поиск виновника среди бытовых приборов

Нередки случаи, когда короткое замыкание возникает в электроприборах. Чтобы точно определить его источник, используют метод исключения. Сначала от розеток отключают абсолютно всю домашнюю технику, затем восстанавливают работу автомата. Все приборы подключают по одному, по очереди. Виновник будет найден, когда сработает автомат.

Народный метод

В этом случае исследователю важно иметь хороший слух, поскольку в месте, где произошло короткое замыкание, должен улавливаться звук — тихое потрескивание. Однако данный вариант относится к «дедовским методам», поэтому на результат надеяться можно, но сильно полагаться на то, что он будет, не нужно.

Как найти короткое замыкание в скрытой проводке?

Чаще источник проблемы находится на виду, однако существуют и исключения из правил. В этом случае самым простым вариантов становится удаление штукатурки на всем участке от распределительной коробки до места повреждения. Но этот вариант можно рассматривать в том случае, когда у мастера есть схема.

Однако у такой масштабной операции есть минус: мало кого прельщает вскрытие штроб, шум и пыль от такого рода деятельности. И все ради одного участка небольших размеров. Работу несколько упростит главное правила монтажа электропроводки: кабели прокладывают только вертикально или горизонтально. Но и это условие не исключает затянувшихся поисков и большого количества мусора.

Иногда возникают затруднения другого рода. Электрики — «тоже люди», поэтому желание сэкономить и быстро сделать работу нередко приводит к тому, что трассу прокладывают не так, как предписано правилами монтажа и ГОСТом, а «в обход» — самым коротким путем. В этом случае потребуется снимать со стен всю штукатурку. Такая перспектива не понравится никому.

Простейшие приборы

Чаще кабели скрываются под не очень толстым слоем штукатурки, поэтому отыскать их в стенах можно самостоятельно, причем относительно легко и не слишком затратно. Чтобы избежать тяжелой и неплодотворной работы, электрики используют специальные приборы для обнаружения сети или точного места неисправности — бесконтактные индикаторы напряжения. Есть несколько видов детекторов, которыми пользуются электрики при поисках скрытой проводки.

1. MEET MS-58M. Данный инструмент относится к профессиональным приборам, однако его цена невысока: она составляет менее 500 рублей. С помощью этого индикатора неисправности ищут как на открытых, так и на скрытых участках проводки. Этот бесконтактный тестер-пробник может определить напряжение на трассе через бетон, дерево, кирпич и другие стройматериалы.
2. MS-48NS. Это простейшие прибор — индикаторная отвертка, позволяющая делать тест на разрыв, регулируя уровень чувствительности тестера, определить напряжение на участках трассы. Средняя цена такого индикатора — 300 рублей.

Оба электротехнических прибора довольно точно определяют место неисправности. Погрешность составляет 50-100 мм. Помощь недорогих устройств дает возможность избежать самой неприятной работы — полного «раскурочивания» стен.

После нахождения «аварийного участка трассы» штукатурку вскрывают, достают и чинят (заменяют) поврежденный электрокабель. После завершения работ его возвращают на место, а стену восстанавливают. Идеальное решение — прокладка новой линии, однако допускается и временный ремонт поврежденного участка.

Трассоискатели скрытой проводки

Их называют профессиональными определителями, измерителями, кабелеискателями, или просто искателями скрытой проводки. Этот вариант не самый лучший, так как цена мощных приборов устроит далеко не всех, а приобретать их для разовой работы не имеет никакого смысла.

Ассортимент этого поискового оборудования нельзя назвать «узким», однако качественные, эффективные, чувствительные приборы стоят несколько тысяч, а такие траты вряд ли оправданы для электриков-любителей. Вторая причина для отказа от этого приобретения — сложность работы с трассоискателями: для поиска неисправности необходима не только большая практика, но и теоретические знания.

Как предотвратить встречу с КЗ?

Внимание ко всем элементам и регулярная проверка сети — лучший способ избежать знакомства с КЗ, а значит, и поисков ответа на вопрос, как найти короткое замыкание в скрытой проводке. Уменьшить вероятность встречи с опасным явлением поможет периодический осмотр электросети. Он не даст полной гарантии, так как далеко не все зависит от состояния домашней проводки. Однако минимизировать шанс встречи с коротким замыканием все-таки можно.

1. Если розетка или выключатель вызывает подозрения из-за нагревания, искрения или появления не явного, но ощутимого запаха пластика, то лучше не дожидаться аварийной ситуации, а вовремя заменить либо отремонтировать прибор.
2. Проверка электросети раз в полгода обязательна. Во время осмотра пристальное внимание необходимо обратить на состояние изоляционных материалов. Даже малейшее изменение их цвета — достаточный повод для замены.
3. Идеал — монтаж автомата, оснащенного устройством защитного отключения (УЗО). Если автоматический выключатель обесточивает сеть при возникновении КЗ, то УЗО защитит хозяев в случае контакта с оголенными проводами.
4. Перед началом любой серьезной работы со стенами нужно убедиться, что на участке нет электропроводки. Об этом требовании нередко забывают, и потом расплачиваются за невнимание.
5. Сечение проводников должно соответствовать суммарной мощности всех бытовых приборов, которых в квартирах и частных домах становится все больше год от года.
6. Минимальное количество электрооборудования в «мокрых» комнатах приветствуется. Розетки должны иметь соответствующий класс защиты от влаги: минимум — IP44.

Выполнив все эти условия, хозяева минимизируют шанс встретиться с коротким замыканием. Несколько слов надо сказать о монтаже проводки. Кабели не рекомендуют укладывать плотно, так как в этом случае риск их повреждения возрастает.

Что делать, если случилось короткое замыкание?

После вопроса о том, как найти короткое замыкание в скрытой проводке, обычно возникает другой — как его устранить. В этом случае последовательность действий такова:

• поврежденный участок полностью удаляют, заменяют провода новыми, все соединения максимально тщательно изолируют;
• для этой цели рекомендуют использовать новые изделия — термоусадочные трубки, гарантирующие надежную защиту соединений;
• если выключатели или розетки оплавились, то их также демонтируют, а на их место крепят новые приборы, ремонт нецелесообразен;
• когда вся электропроводка в электросети старая, ее полностью заменяют, так как в этом случае нет гарантии, что короткое замыкание в скором времени не произойдет, но уже на другом участке той же линии;
• после замены элементов электросети советуют делать проверку ее работоспособности, причем создать лучше экстремальные условия: чтобы проверить ее работу при повышенном нагреве, используют увеличенную нагрузку.

Если нет никаких «аномалий», то нишу можно штукатурить. КЗ, произошедшее «по вине» электроприборов, требует их ремонта. Худший сценарий из возможных — покупка новой техники.

Приобретение приборов-детекторов — лучший способ, так как найти короткое замыкание в скрытой проводке, расположенной близко, с их помощью проще всего. Другие варианты (например, изготовление самодельных конструкций) искать не имеет смысла: простые инструменты недороги, но работают эффективно. Если проводка находится глубоко, то оптимальным решением будет вызов специалиста.

Как найти короткое замыкание в скрытой проводке, «поведает» следующее видео:

Как самостоятельно прозвонить проводку в машине мультиметром

Люди давно живут в окружении электрических приборов, которые незаметно входят в жизнь каждого человека с самого детства. Электронные часы, электрочайники, телефоны, компьютеры, автомобили — незаменимые помощники человека в быту и на производстве. Но иногда устройства ломаются, и приходится их проверять и чинить. Ничего сложно в этом нет, если уметь пользоваться измерительными приборами и знать, например, как прозвонить проводку в машине мультиметром или как проверить целостность электрической цепи.

Общие сведения

Чтобы найти разрыв проводов ,совсем не нужно быть профессиональным электриком. Достаточно иметь измерительное устройство — мультиметр. Мультиметр — это многофункциональный измерительный прибор с собственным источником напряжения. Аппарат умеет измерять напряжение в цепи, величину силы тока и значение сопротивления. Многие мультиметры применяют для проверки целостности соединения в цепи.

Если соединение найдено, то при наличии встроенного динамика прибор издает звуковой сигнал. Отсюда и произошел термин «звонить». Прибор звонит, если есть соединение. А также мультиметр может указывать, что связи между элементами нет, и помогает определить короткое замыкание. С помощью тестера проверяются всевозможные радиодетали: резисторы, транзисторы, диоды, реле, конденсаторы и так далее.

Прозвонка проводника базируется на законе Ома для участка электрической цепи. Закон Ома утверждает, что сопротивление элемента равняется отношению поданного напряжения к величине силы тока на участке электросети. Сопротивление измеряется в Омах. Сопротивление в один Ом говорит о том, что через проводник протекает ток равный одному Амперу при заданном напряжении в один Вольт. На основании высчитанных данных о сопротивлении и делаются выводы о результатах прозвонки.

То есть на мультиметре выставляется некоторое напряжение, а по шкале прибора определяется величина тока и высчитывается сопротивление. Другими словами, мультиметр является источником напряжения и амперметром для измерения силы полученного тока.

Устройство прибора

Устройства могут различаться по внешнему виду, но принципиально мультиметры делятся на аналоговые аппараты и цифровые приборы.

Аналоговые приборы уже постепенно вытесняются с рынка цифровыми, но в домах у многих домашних мастеров еще можно встретить аналоговые устройства.

Такие аппараты снабжены индикаторным экраном со шкалой и стрелкой. Преимуществом этих моделей является наглядность показа измерений. Отклонение стрелки визуально легче оценить, чем мелькание цифр на электронном табло цифровых приборов. Часто при прозвонке необходимо оценить примерные показатели сопротивления или, вообще, его наличие или присутствие, поэтому аналоговые устройства подходят для большинства практических работ.

Цифровые мультиметры имеют более сложную электронную начинку и цифровой дисплей. Этот тип устройств используют в основном на производстве и в промышленности.

Корпуса всех мультиметров имеют выходы для двух щупов. Это два провода в изоляции, заканчивающиеся иглоподобными металлическими насадками. В ряде случаев на насадки надевают специальные зажимы, так называемые «крокодилы». При выборе прибора нужно особое внимание уделять качеству щупов. От них зависит правильность измерений.

Провода должны быть гибкими с прочной пайкой и хорошо держаться в гнездах устройства. Часто бывает, что внешне эффектные щупы неудовлетворительного качества с плохими техническими характеристиками.

Принцип действия

Для аналогового типа прибора не требуется собственный источник питания. Его принцип работы такой же как у амперметра, и работает аналоговое устройство лучше всего в диапазоне радиоволн и электромагнитных полей. Внутри корпуса прибора находятся индукционные катушки, и когда щупы касаются проводника, то в катушках начинает образовываться ток. Созданное магнитное поле отклоняет индикаторную стрелку на некоторый угол. Величина этого угла зависит от силы возникшего тока, и стрелка по нарисованной шкале указывает значение измерений.

В цифровых приборах размещена текстолитовая печатная плата, на которой расположена цифровая микросхема, отвечающая за обработку полученных данных. Для работы электросхемы и экрана цифровые устройства питаются от батарей или от внешнего источника питания.

Цифровые мультиметры обладают меньшей погрешностью измерений и имеют более точные показатели, чем их аналоговые коллеги.

На передней панели мультиметра имеется переключатель, который выбирает режим измерений. Переключатель задает масштабный коэффициент, определяющий значение на шкале устройства.

Аналоговые приборы имеют два типа шкалы:

• Равномерная индикация.
• Логарифмические показатели.

Равномерная шкала очень чувствительная к перегрузкам, поэтому на переключателе сначала устанавливают большое значение масштабного коэффициента, который постепенно уменьшают. Логарифмическая шкала лишена этого недостатка и имеет диапазон значений от нуля до бесконечности.

Таким образом, основными узлами мультиметров являются:

• Дисплей для показа измеряемых значений.
• Разъёмы для щупов и сами щупы.
• Переключатель различных режимов и диапазонов.

Прозвонка проводов

Обязательно перед началом любых измерительных работ проверяется исправность самого тестера.

Случается, что сама измерительная система неисправна. Для проверки концы щупов измерительного устройства соприкасаются. Если устройство работоспособно, то индикатор отобразит ноль или слегка отклонится. Небольшое отклонение указывает, что щупы и клеммы имеют свое маленькое сопротивление.

Если мультиметр имеет звуковой сигнал, то прибор устанавливается в режим зуммера. Это делается постановкой переключателя на соответствующий значок на корпусе тестера.

Щупы подносятся к концам проверяемой детали.

Возможные варианты поведения тестера:

• Раздастся зум, если проводка не повреждена.
• Кабель может быть исправен, но очень большой длины. В этом случае сопротивление проводника будет гораздо больше, чем-то, при котором срабатывает звуковой сигнал. На помощь придет дисплей и отобразит значение сопротивления.
• Если на индикаторе высветилась единица, то величина сопротивления выше, чем допустимый диапазон шкалы мультиметра. Надо перейти в другой диапазон и повторить замер.
• В случае неисправности проводника, мультиметр не произведет никаких действий.

При замерах мультиметром нельзя допускать контакта человеческого тела со щупами и проводами, где нет изоляции.

Поиск неисправностей в электроцепи автомобиля

Если в автомобиле не работает какой-то узел, то в первую очередь необходимо проверить электрическую цепь. Нет особых различий между тем как прозвонить мультиметром разные провода в различных автомобилях, кроме высоковольтного кабеля.

Сначала убеждаются, что есть напряжение в цепи неработающего блока:

• Мультиметр настраивается переключателем на измерение напряжения.
• Щуп мультиметра присоединяется к массе машины или на минус аккумуляторной батареи. Особенностью питающей пары в автомобиле является то, что минусовый кабель или очень короткий, или вообще отсутствует.
• Оставшийся щуп касается подводящего кабеля. Провод должен быть отсоединен от клеммы устройства.

Если индикатор тестера показывает наличие напряжения, то значит, провод целый. По аналогии прозваниваются все провода узла. При поврежденном проводе шкала мультиметра показывает ноль.

Необходимо учитывать, что в некоторые участки автомобиля напряжение подается только при включенном ключе зажигания.

При завершении проверки наличия напряжения проверяют величину силы тока. Прибор переводится в режим амперметра, переключатель в диапазон измерения до десяти ампер. Все устройства автомобиля нужно выключить, а тестер правильно подсоединить в электрическую сеть автомобиля. Для этого мультиметр подключают между плюсовым контактом аккумуляторной батареи и проверяемым узлом. Экран прибора должен отобразить найденное значение силы тока, оно должно соответствовать потреблению постоянно включенных устройств машины. При превышении значения силы тока от нормы делают вывод о его утечке.

В этом случае начинают проверку устройств, не входящих в стандартную комплектацию автомобиля, и места, где проводка входит в состав подвижных механических узлов.

Опытные мастера выявляют зоны с падением силы тока, ориентируясь на показания мультиметра при поочередно вынутых предохранителях. Тогда проверяют искрение на контактах.

При обнаружении неправильно ведущего себя провода, его прозванивают для проверки целостности, а затем измеряется его сопротивление.

Одним из ответов на вопрос, как прозвонить провода мультиметром, является измерение сопротивления каждого из проводов узла. Номинал наносится на оплетке, и к проводу подключают тестер в режиме омметра. Обычно диапазон значений сопротивлений автомобильной проводки колеблется от 3.5 до 9.9 кОм. Разница между измеренным элементом и нормой не должна быть больше четырех килоом.

Проверка бронепровода

Питающие пары автомобиля состоят из высоковольтного провода системы зажигания. Перед тем как прозванивать мультиметром силовой провод, проводят визуальную диагностику при работающем моторе. При зажигании свечей напряжение доходит до нескольких тысяч вольт.

Поэтому при пробое высоковольтной изоляции возникает искра на расстоянии три-пять миллиметров от поврежденного участка. В этом случае, если изоляция повреждена, то искрообразование сопровождается пробоем на двигатель, и свеча не выполняет свою функцию. Если диагностика проводится в помещении или на темной улице, то пробой четко виден. Заряд от неисправного участка может разогревать изоляцию вплоть до её возгорания.

Причиной неисправности может быть повреждение контактного узла. В этом случае сопротивление центральной жилы возрастает. Во время коррозии из-за уменьшения толщины некоторые проводки в жгуте разламываются, и высокое сопротивление препятствует силе тока достичь необходимого уровня. Напряжение, в свою очередь, не подается к электродам зажигательных свечей.

Проверка высоковольтного кабеля отличается от того, как прозванивать провода мультиметром, потому что сила тока в кабеле маленькая. Это связано с очень высоким напряжением, которое проходит по силовому проводу. Поэтому такие провода имеют толстую изоляцию и малый диаметр сердечника. В режиме зуммера мультиметр не отличит целый провод от поврежденного.

В таком случае измеряют сопротивление. Для начала визуально просматривают соединение контактных групп. По статистике, обрывы чаще всего происходят именно в местах контактов.

Затем зачищают контакты наждачной шкуркой от коррозии и окислительного слоя, чтобы избежать погрешности при замере. Мультиметр переводится в режим измерения сопротивления при диапазоне замеров — до десятка кОм. Руки не должны соприкасаться с проводами и контактами. Неповрежденный бронепоезд имеет сопротивление от 3,5 кОм до 10 кОм. В любом случае лучше всего найти данные сопротивления в технической документации и сравнить с полученными. Разница не должна составлять более десяти процентов.

Если под рукой нет инструкции, то прозванивают поочередно несколько проводов. Разброс величин сопротивления каждого из элементов не должен составлять более чем два—три килоома.

Непосредственно во время замера, когда кабель скручивают, растягивают или гнут, сопротивление не должно «прыгать».

Тестировать любые провода, жгуты, особенно в автомобиле, лучше всего, если присутствует электрическая и принципиальная схема. Иначе сложно разобраться, где какой провод находится в жгуте.

После изучения основ измерения мультиметром и освоения работы методом исключения, любой человек может самостоятельно диагностировать и починить неисправность в проводах.

ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРО-СХЕМАХ

Логика поиска неисправностей в электронике — практические советы по теоретической части.

В данной статье решено было разобрать алгоритмы, методики, приемы и фишки, которыми мы пользуемся при поиске неисправностей в процессе выполнении ремонтов электроники.

Итак, у вас есть на ремонт абсолютно любое электронное устройство и вы не имеете схемы или сервис мануала на него, из приборов есть только один мультиметр. Как показывает практика, умея неплохо обращаться с этим прибором уже можно выполнять большое количество ремонтов разнообразной электронной техники, образно говоря от планшета – до мультиварки.

Начнём с измерений

Как известно, у мультиметра (даже дешевого) есть несколько режимов работы. Это и звуковая прозвонка, и омметр, и вольтметр, как на постоянном, так и на переменном токе, и амперметр. Есть также, думаю практически никогда не используемая большинством ремонтников, функция проверки биполярных транзисторов.

Таким образом используя прозвонку, омметр и вольтметр, мы можем проверить на соответствие режимам работы наше устройство. Звуковую прозвонку используем в случае если рассчитываем, что сопротивление на участке цепи, в котором проводятся измерение, у нас будет менее 30 – 40 Ом. В таком случае услышим звуковой сигнал и увидим на экране падение напряжения, в милливольтах.

Этого момента нужно коснуться подробнее: при проверке диодов или прозвонке p-n переходов транзисторов, мы как раз и видим в случае если наш транзистор или диод исправен то самое падение напряжения 500-700 миллиВольт.

Исключение составляют диоды Шоттки, там падение напряжения составляет всего порядка 150-250 миллиВольт. Данное значение при измерениях мы видим проводя измерения, разумеется, только в прямом включении диода или p-n перехода транзистора, при обратном включении в случае исправной детали на экране мультиметра должна быть единица. Если при измерении звучит звуковой сигнал (не важно при прямом или обратном включении) это означает что p-n переход в полупроводниковых приборах пробит, у нас короткое замыкание в цепи и устройство не будет функционировать должным образом.

Измерение на звуковой прозвонке

Исключение составляет вышедший из строя полупроводниковый прибор имеющий большее сопротивление между своими выводами, обычно составляющее, условно говоря, порядка 80-300 Ом. В таком случае наша деталь просто выполняет функции низкоомного резистора. Если вы абсолютно уверены что на данном участке цепи нет высокого напряжения, например в устройстве питающемся от внешнего адаптера питания, можно прикоснуться рукой к корпусу детали (стараясь при этом не касаться ее выводов) и попытаться на ощупь определить греется ли аномально наша деталь.

Южный мост может греться

Температуру свыше 70-80 градусов вы обязательно на ощупь отличите от температуры детали работающей в нормальном режиме. В данном случае палец вряд ли вытерпит более 3-х секунд. Кстати, таким образом можно легко диагностировать микросхемы, например южный мост на материнской плате, особенно когда он не имеет радиатора, на нагрев свыше нормы. Аналогично мы можем потрогав пальцем, к примеру, тот же южный мост, с целью ощутить умеренный нагрев который является нормальным явлением при работе любого полупроводникового устройства.

И если микросхема спустя 5 минут работы осталась абсолютно холодной, возможно там обрыв по цепям питания либо другая поломка, вероятнее всего связанная с обрывом нашей цепи.

Сгоревшие стабилизаторы

Разберем другой пример.

В современной цифровой электронике с небольшим токопотреблением, очень часто питание бывает организовано с помощью линейных стабилизаторов либо понижающих DC-DC преобразователей. Итак, допустим мы видим стандартный линейный стабилизатор в корпусе SOT-89, как известно он имеет 3 ножки, 3 вывода: вход – выход – земля. Как максимально быстро проверить работает ли он, даже не прозванивая его на замыкание, в режиме звуковой прозвонки или омметра?

Дело в том, что очень часто преобразователи и стабилизаторы ставят по цепочке, получая например из 5 вольт на выходе 3.3 вольта, иногда допустим если это у нас цифровая DVB-T2 приставка, из 3.3 вольта, 1.8 вольт или 1.2 вольта. Каким образом даже не зная распиновки стабилизатора или преобразователя, не обращаясь к даташиту (например при отсутствии интернета) мы можем проверить все ли нормально по питанию?

Условная распиновка стабилизатора

Для этого нужно будет перевести мультиметр в режим вольтметра, постоянный ток, для цифровой электроники обычно бывает достаточно выбрать предел 20 Вольт, если же есть сомнения не будет ли превышен предел измерения – можете выбрать предел 200 вольт и если потребуется более точно узнать присутствующее напряжение на выводе детали, позднее уменьшить предел измерения, с целью повышения точности показаний.

Итак, все измерения напряжения при ремонте электронных устройств обычно проводятся относительно минуса питания, название “земля”, которым часто пользуются ремонтники для упрощения понимания. Где мы можем взять минус питания, например, если у нас нет возможности при измерениях перевернуть плату устройства печатными проводниками с обратной стороны платы к себе?

Плата со стороны печати

Земля, вернемся к этому определению, после уточнения, что на самом деле мы имеем в виду, контакт под названием GND – Ground, минус питания, имеется на всех металлических корпусах разъемов, например на материнских платах, цифровых приставках и т. д. Не пытайтесь брать “землю” с радиаторов полупроводниковых элементов – это может печально кончиться, например при ремонте импульсных блоков питания, в лучшем случае для устройства, в худшем для вас.

Транзисторы на радиаторе

Итак, землю мы нашли, касаемся щупами мультиметра в режиме вольтметр постоянный ток (DCV) одновременно земли и каждого из контактов стабилизатора. При исправном стабилизаторе мы увидим напряжение питания на входе большее, например 5 Вольт, с одним из контактов стабилизатора, при измерениях с другим прибор покажет 0 вольт – и это правильно, так как разность потенциалов между землей и землей будет равна нулю.

Схема включения стабилизатора

И наконец, проверяем напряжение на оставшемся контакте – третьем, на выходе. Стабилизаторы выпускаются обычно в двух вариантах: на фиксированное напряжение на выходе (например 5, 3.3, 1.8, 1.2 вольта) так и регулируемые, путем изменения номиналов “обвязки” микросхемы стабилизатора, деталей необходимых для работы нашей микросхемы. На таких микросхемах помимо ее модели часто встречается обозначение типа ADJ, сокращение, от английского слова adjust (регулировать).

Различие в схемах включения стабилизаторов

В случае с питанием организованным с помощью DC-DC преобразователей все еще проще. Если с данного стабилизатора не планируется снимать большие токи, очень часто они идут в корпусе SOT-23-5, это почти тот же корпус знакомый всем SOT-23 в котором выпускаются маломощные SMD транзисторы или микросхемы, и имеющий три ножки, две с одной стороны и одну с другой.

Преобразователь же в корпусе SOT-23-5 имеет 5 ножек, 3 с одной стороны и 2 с другой. Шаг между этими ножками очень маленький, деталь сама по себе очень мелкая и проводить измерения на “горячую”, без снятия питания, было бы проблематично, но те кто знакомы с типовыми схемами данных преобразователей, кстати, как и обычных плат китайских DC-DC “понижаек” например на 2 ампера знают, что они имеют в своем составе дроссель, проще говоря катушку намотанную на сердечник, установленную на выходе преобразователя.

Понижающий DC-DC преобразователь

Очень часто на выходе, еще бывает установлен фильтр в виде электролитического конденсатора и при необходимости померять питание на выходе микросхемы можно было-бы и на нем. Но данный способ измерения питания даже не переворачивая плату, прямо на контактах дросселя установленного на выходе относительно земли, позволяет проверить за одну минуту сняв крышку наличие всех напряжений и отсечь вариант проблем по питанию, как один из возможных.

Кстати, обесточив схему на этих же дросселях, но здесь уже бывает удобнее проверять перевернув плату на конденсаторах фильтра, отсутствие короткого замыкания в нагрузке, например процессоре роутера или цифровой приставки. Которое когда случается и неисправное устройство остается надолго подключенным к сети из-за аномального увеличения нагрузки по выходу и как отсюда следует токов потребления, сжигает наш преобразователь или стабилизатор.

Конденсаторы – материнская плата

Но здесь есть один нюанс: не торопитесь измерять мультиметром на звуковой прозвонке или в режиме Омметра сопротивление между выходом стабилизатора или преобразователя и землей. Дело в том, что установленный там заряженный электролитический конденсатор большой емкости, и тем более если их несколько включенных параллельно, при включении на такую относительно низкоомную нагрузку какой является при данном измерении наш мультиметр, способны сжечь в лучшем случае резисторы в цепях мультиметра, что неприятно, но все же легко решается, схемы есть в интернете, я сам пару раз так попадал при измерениях и просто менял SMD резистор номиналом около 2 Ком, а в худшем, если вам очень не повезет вы можете попалить АЦП – аналого-цифровой преобразователь прибора, ту самую всем знакомую каплю.

Ремонт будет уже хоть и возможен, но нецелесообразен по стоимости. Поэтому перед измерениями на конденсаторе в режиме Омметра или звуковой прозвонки, не поленитесь и замкните отверткой оба вывода конденсатора, разумеется в обесточенном устройстве. То что оно может быть пару минут как выключено и конденсаторы возможно успели сами разрядиться на нагрузку или цепи выхода микросхемы обратно, на это лучше никогда не надеяться.

Измерения мультиметром в разных режимах

Итак, мы разобрали на простом примере в каких случаях лучше использовать измерение в режиме вольтметра, а в каких омметра или звуковой прозвонки. Использование мультиметра в режиме амперметра или миллиамперметра требуется редко, только когда нам бывает нужно узнать ток потребления на участке цепи. Отчасти это связано с тем, что нам для этого требуется разорвать цепь для проведения измерений, ведь как мы помним амперметр у нас включается всегда последовательно с питанием при проведении измерений.

Перемычка на плате монитора

Тогда же когда это действительно необходимо, производитель может запаять на этапе производства проволочную перемычку, выпаяв которую и например впаяв 2 проволочки установленные вертикально, к которым мы подключаемся щупами мультиметра с крокодилами, мы можем провести измерения не имея необходимости рвать соединение перерезая дорожку резаком, например из ножовочного полотна, и последующего сращивания путем наложения шины на дорожку.