Nowe życie wysłużonej lutownicy transformatorowej po wymianie uszkodzonej obudowy na nową konstrukcję z bakelitu pod farbą młotkową

Artykuł Stara lutownica transformatorowa po renowacji obudowy pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Powstawanie urządzenia opiera się na kilku kluczowych etapach: projektowaniu, prototypowaniu i testowaniu – dziś jednak omówimy proces składania i lutowania – czyli montaż.

Przygotowanie do montażu

Zanim przejdziemy do etapu samej produkcji, warto chwilę skupić się na przygotowaniu płytek PCB i ich projekcie. Fundamentalne znaczenie ma bowiem precyzyjne zaplanowanie- początkowo w formie graficznej, wszystkich łączeń pomiędzy komponentami. Taki schemat rysunkowy pozwoli na eliminację ewentualnych błędów na kolejnych etapach. 

Określenie otworów, ścieżek i łączeń na obwodzie drukowanym to kolejny krok, który nie tylko usprawni sam montaż elektroniki, ale także wpłynie na poprawne działanie zarówno elektryczne, jak i mechaniczne. Na tym etapie warto określić odstępy między ścieżkami, tak by montaż był względnie prosty do wykonania oraz ustalić z jakiej technologi montażu będziemy korzystać: SMT czy THT.

Proces montażu – techniki i dobre praktyki

W świecie elektroniki stosowane są dwie podstawowe technologie montażu: SMT (Surface-Mount Technology) oraz THT (Trought Hole Technology).

Wybór metody montażu jest sumą wielu aspektów: czy produkcja jest spora i zależy nam na czasie, na jakie warunki będzie narażone urządzenie, dla którego produkujemy moduł i wiele innych. Ale o tym poniżej.

Montaż SMT

SMT – czyli montaż powierzchniowy to nic innego, jak umieszczanie komponentów na powierzchni płytki i mocowanie ich za pomocą pasty lutowniczej.

Miejsca lutowania elementów nie są przypadkowe. Muszą być ściśle określone, tak by impuls prądowy przewodził bez zakłóceń.  Na brak awarii w przyszłości wpływa także odpowiednie przygotowanie PCB przed montażem ,musi być dokładnie oczyszczona i wysuszona (wygrzana).

Proces lutowania odbywa się w specjalnym piecu rozpływowi  o parametrach precyzyjnie dobranych do danego projektu oraz typu spoiwa.  Źle dobrany profil lutowniczy może wpłynąć negatywnie na jakość spoin jak i na awaryjność urządzenia podczas eksploatacji.

SMT jest procesem zautomatyzowanym, dlatego stosuje się go przede wszystkim tam, gdzie oszczędność czasu gra dużą rolę, a także przy modułach z komponentami o małych rozmiarach.  

Technologia SMT przyspiesza produkcję oraz oszczędza materiał, co z kolei wpływa na redukcję kosztów całej produkcji.

Montaż THT

THT- montaż przewlekany wykonywany zarówno ręcznie, jak i automatycznie polega na przeciąganiu przez otwory w PCB komponentów wyposażonych w „nóżki” i ich lutowaniu po przeciwnej stronie. 

Urządzenie montujące musi być ustawione na około 350 stopni Celsjusza, podgrzewa się także wyprowadzenie komponentu i pad na PCB.  Po przytwierdzeniu elementu warto zweryfikować, czy łączenie jest błyszczące i nieco wypukłe- jeśli tak- wykonane jest ono prawidłowo.  W tej technologii należy kontrolować ilość dodawanej cyny- zbyt duża jej ilość tworzyć będzie niepożądane mostki lutownicze, które w przyszłości będą przyczyną awarii.

THT najczęściej stosowany jest w przypadku produkcji prototypowej- by na bieżąco eliminować błędy, a także przy produkcji modułów narażonych na ciężkie warunki: wilgoć czy drgania.

Kontrola jakości, testowanie i poprawki

Gdy etap produkcji już jest zakończony, czas na kluczowy proces, który zapewni niezawodne funkcjonowanie urządzeń- czyli testowanie.

Weryfikacja taka pozwala na wykrycie wszelkich nieprawidłowości, a tym samym gwarantuje, że w ręce klienta trafi produkt najwyższej jakości.

Tak, jak wcześniejsze procesy, tak i kontrola końcowa oparta jest na kilku etapach: 

• kontrola optyczna manualna lub automatyczna (AOI), polega na optycznej ocenie poprawności ułożenia elementów oraz spoin.
• testowanie funkcjonalne: daje odpowiedź, czy wszystkie elementy urządzenia działają tak, jak zaplanowano w projekcie,
• testowanie wytrzymałościowe/ żywotności: pozwala sprawdzić, czy komponenty wykorzystane przy produkcji są odporne na działanie czasem ekstremalnych czynników i jak będą zachowywać się w sytuacji przeciążenia,
• testowanie środowiskowe: podczas tego etapu wyprodukowany moduł bada się w warunkach wysokiej temperatury, wilgoci czy wstrząsów.

Istotnym krokiem jest równie ważny test bezpieczeństwa, podczas którego można wykryć ewentualne zagrożenia dla użytkownika, co w oczach producenta urządzeń stanowi priorytet –zdrowie i bezpieczeństwo klienta końcowego.

Podsumowanie i perspektywy

Rozwój branży elektronicznej decyduje o ciągłym rozwoju producentów urządzeń. Pogłębianie wiedzy, nowoczesny park maszynowy i ogromna precyzja to kluczowe aspekty wpływające na jakość i niezawodność wyprodukowanych urządzeń, to z kolei pozwala budować zaufanie w oczach klientów.

Artykuł Od projektu do gotowego urządzenia – przewodnik po montażu elektroniki pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Do naprawy będzie Ci niezbędny zestaw specjalistycznych narzędzi takich jak opalarka, wkrętak torx T9, wkrętak krzyżowy PZ/S1, wkrętak płaski i długie szczypce (opcjonalnie), konkretna wtyczka – PCE 0521-SR, tapeciak (którego brak na poniższym zdjęciu) oraz multimetr (AVO 415) do ewentualnej diagnostyki przed rozkręceniem obudowy.

Warto też zapoznać się z samym schematem, choć nie jest to wymagane

Jak widzisz sam adapter nie jest bardzo skomplikowany, zarówno pod względem konstrukcyjnym jak i pod względem działania.

Przybliżę Ci kilka informacji, które mogą być Ci pomocne w identyfikacji usterki.

Styki pomocnicze WS03 (poniżej oznaczone od 1 do 5) mają średnicę fi 1.2 / 2 mm (wew/zew). W większości multimetrów są na wyposażeniu sondy tej średnicy i wystarczającej długości aby dosięgnąć styku.

1-puste

2-3 adres adaptera, to dzięki niemu miernik wie że został podłączony adapter tego typu i wynosi w przypadku WS03 15 kOmów.

4-5 styki komunikacyjne, dla których wartość wynosi:

• ~5 kOmow przy braku wciśniętego przycisku
• ~2.6 kOmow dla przycisku START
• ~1.3 kOmow dla przycisku ENTER

L, PE, N – Styki bananowe fi 4 mm są całkowicie izolowane od sterowania.

1. Najczęstszą usterką pojawiającą się w tym adapterze są pękające i odpadające blaszki od styku ochronnego znajdujące się wewnątrz otworu wtyczki schuko.

Dla porównania, znając tą usterkę od dawna używam samorobnej przejściówki do tego adaptera na wtyk kątowy.

Oszczędza ona sam adapter i ułatwia podłączenie do gniazd w zakamarkach. Jednocześnie zachowując pełną funkcjonalność adaptera – wytrzymał już kilkadziesiąt tysięcy pomiarów, gdzie sam adapter wytrzymuje od kilku do kilkunastu tysięcy gniazd.

Usterka ta, jeżeli już wystąpiła, objawia się brakiem lub słabym stykiem ochronnym i wyświetlaniem przez miernik komunikatu “PE!”. Można ją w bardzo łatwy sposób naprawić. A co ważne, przy niskim nakładzie środków finansowych.

Aby rozebrać rękojeść adaptera należy podgrzać przylepiec, na którym są oznaczenia przycisków START i ENTER. Należy robić to z wyczuciem i z pewnej odległości, od czasu do czasu próbując delikatnie podważyć płaskim wkrętakiem (lub tapeciakiem). Jak już zacznie się odklejać to proponuję użyć długich szczypiec i delikatnie odklejać trzymając przylepiec szczypcami – ze względu na temperaturę nagrzanego elementu.

Tutaj drobna uwaga, jeżeli klej osiągnie odpowiednią temperaturę to nie ostygnie on w kilka sekund. Możemy więc spokojnie odłożyć opalarkę i złapać za podgrzany element. Sugeruję tu wyposażyć rękę, którą będziemy chwytać, w rękawice aby się zwyczajnie nie poparzyć (taka kuchenna w zupełności wystarczy).

Po odklejeniu przylepców ukażą się cztery otwory, w których są śruby torx T9, którymi cała konstrukcja jest skręcona. Śruby są 4, po dwie z każdej strony rękojeści.

Po odkręceniu wszystkich czterech śrub możemy zdjąć obudowę.

Po jej zdjęciu ukaże Ci się fragment uciętej zwykłej wtyczki. Naprawa polega na wymianie jej wnętrza 1:1.

A więc wejdź na popularny portal sprzedażowy i zamów niezbędną wtyczkę (PCE 0521-SR za około 10 PLN + przesyłka)

Aby wyciągnąć środek wtyczki należy odkręcić śrubkę znajdująca się na zgrubieniu wtyczki.

Ważne!

Aby zachować prawidłowe wskazania, należy przewody przykręcić w takiej samej kolejności do nowej wtyczki (L z lewej).

Składamy wszystko z powrotem i gotowe. Koszt naprawy około 10 PLN + koszt dostawy wtyczki. Czasowo: około 30 minut ciężkiej pracy w pocie czoła

Usterka 2. Nie działają przyciski START i ENTER.

Najczęściej odpada jeden z przewodów ~0.2mm² przylutowane do płytki w rękojeści adaptera. Sprawdź rezystancje między stykami 4 i 5, powinna ona wynosić ~5 kOmów. Jeżeli tak nie jest to z pewnością masz do czynienia właśnie z tą usterką.

Aby rozebrać adapter należy postępować tak jak w przypadku wymiany wtyczki.

Usterka 3. Miernik nie rozpoznaje podłączenia adaptera

Sprawdź rezystancje między stykami pomocniczymi 2 i 3 – powinna ona wynosić 15 kOmów.

Prawdopodobnie puścił styk przy rezystorze adresowym znajdującym się we wtyczce do miernika między stykiem 2 i 3 i znajduje się bezpośrednio we wtyczce z wtykami bananowymi.

Tutaj naprawa już taka prosta nie jest.
Pierwszą dość trudną operacją jest rozebranie obudowy wtyczki od strony wtyków bananowych. Nie jest ona bowiem skręcana a klejona i jej rozłożenie wymaga dość długiego i równomiernego nagrzewania przy jednoczesnym i delikatnym rozdzielaniu jej elementów.

Aby wysunąć styk i dostać się do miejsca lutowania przewodu należy podgrzać z wyczuciem opalarką w miejscu styków pomocniczych, a następnie używając sond probierczych (prosto z drugiej półkuli naszego globu) wypchnąć styk w kierunku przewodu, niekiedy wspomagając się przy tym młotkiem… 

Gdy już wyjdzie tak że będzie wystawał, łapiemy szczypcami i wykonując półobroty w jedną i w drugą stronę wysuwaj powoli styk z plastikowej obudowy.

Ważne!

• wtyczka musi być podgrzana aby tylko zwiększyć elastyczność materiału.
• wypychać styki należy prostopadle do ich osi.
• lutować należy dopiero po całkowitym wyciągnięciu styku z otworu, aby nie rozpuścić i nie zwiększyć średnicy jego otworu.
• należy lutować tak aby przewód wychodził delikatnie w bok od miejsca lutowania. Tutaj jest to o tyle istotne że składając wszystko do kupy będziemy zmuszeni wcisnąć ten styk, a najprościej jest to zrobić używając tej samej sondy probierczej, której użyliśmy do jej wyciągnięcia.

Podczas składania styków z powrotem do wtyczki w początkowym etapie warto ją podgrzać ponownie i wykonując półobrotu wsunąć go na swoje miejsce. Następnie za pomocą sondy probierczej wcisnąć do środka.

Niestety, jeżeli pęknie jeden ze styków pomocniczych (zazwyczaj podczas zwykłej eksploatacji) lub uszkodzony zostanie sam przewód, co jest rzadkością, poszukiwania tych elementów pozostawiam Tobie. Mi się nie udało znaleźć dostępnych od ręki i w detalicznych ilościach.

Jeżeli jednak uważasz naprawę we własnym zakresie za nieopłacalną, koszt nowego adaptera na dzień pisania tej treści wynosi 393,60 zł brutto (sklep producenta).

Galeria – naprawa obrazkowo:

Podgrzewamy nalepkę aby ją zdjąć bez uszkadzania podważając delikatnie nożykiem lub płaskim wkrętakiem.

Po zdjęciu nalepki masz dostęp do wszystkich śrub, którymi jest skręcona obudowa adaptera.

W niektórych przypadkach pod naklejką znajdziesz “autograf” osoby montującej adapter

Odkręć 4 śruby wkrętakiem Torx T9.

Delikatnie rozegnij aby oddzielić od siebie dwie części obudowy.

Po zdjęciu obudowy masz dostęp do płytki i wtyczki

Jak widzisz, stara wtyczka (u góry) i nowa wtyczka (na dole) niczym się od siebie nie różnią (oprócz braku blaszek styku ochronnego)

Jeżeli nie działają przyciski “Start” i “Stop” to pewnie odpadł jeden z tych cieniutkich przewodów, wystarczy go przylutować.

Teraz poskładaj wszystko do kupy i gotowe

Pamiętaj, to nie jest materiał szkoleniowy, a jedynie opis w jaki sposób poradziłem sobie z najczęściej występującymi usterkami. Wszelkie naprawy wykonujesz na własną odpowiedzialność!

Artykuł WS-03 bez tajemnic – czyli naprawa za około 30 PLN w 30 minut pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Nigdy nie lekceważ kreatywności elektryka na utrzymaniu ruchu pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Zarabiałem sobie taką wtyczkę kątową z wyłącznikiem do krótkiego przedłużacza pod ledy w szafce i rutynowo chciałem zrobić pomiar, a tu taka niespodzianka:

Styk ochronny we wtyczce zupełnie bez połączenia, tak jakby zapomnieli przylutować PE

Odosobniony przypadek czy ktoś może też się z tym spotkał?

Artykuł Nowa wtyczka z wirtualnym PE pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Zabezpieczenie bezpiecznika pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Bezpiecznik wielorazowy pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Lutowanie palnikiem gazowym pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.