Witajcie moi drodzy
Opiszę tutaj szczegółowo jedną z najprostszych napraw sprzętu elektronicznego którą mogą wykonać nawet początkujący, czyli wymianę wylanych kondensatorów elektrolitycznych. Zrobię to na przykładzie 17-calowego monitora LCD SyncMaster 740N.
Uwaga
Temat jest przeznaczony dla początkujących. Nie będzie tu nic odkrywczego, ale będzie dokładnie opisany przebieg naprawy wraz ze zdjęciami z każdego kroku. Doświadczeni elektronicy nie dowiedzą się raczej stąd nowych rzeczy, ale mam nadzieję, że przynajmniej uda mi się kilku początkujących zachęcić do nauki wykonywania samodzielnych napraw sprzętu.
I oczywiście - do sprzętu zaglądacie na własną odpowiedzialność i zakładam, że znacie dobrze BHP i zasady obchodzenia się z prądem elektrycznym. W takim monitorze są napięcia groźne dla zdrowia i życia. Sprzęt serwisuje się po odłączeniu od sieci. Jeśli nie czujecie się na siłach i/lub monitor który jest uszkodzony jest dla was cenny to lepiej oddajcie to komuś kto bardziej się zna.
Objawy usterki
Problem z zużywającymi się kondensatorami elektrolitycznymi może się objawiać w różny sposób, ale z mojego doświadczenia wynika, że monitory/telewizory które mają ten problem stopniowo mają coraz większy problem z włączaniem się. Czasem się załączają, czasem nie, czasem nie chcą wyjść ze standby, czasem w ogóle nie świeci się żadna dioda i monitor nie daje znaków życia.
W tym przypadku też tak było - monitor stopniowo zaczął mieć problemy z włączaniem się, czasem zaskakiwał po kilku próbach, a ostatecznie praktycznie całkiem przestał odpowiadać na przyciski.
Oczywiście z zewnątrz trudno jest powiedzieć, czy to na pewno wina kondensatorów, ale zaraz go otworzymy i się przekonamy co jest nie tak.
Co będzie nam potrzebne?
Opisana tutaj usterka jest stosunkowo prosta do naprawy. Oczywiście nie mogę zagwarantować wam, że każdy uszkodzony monitor nie działa właśnie ze względu na kondensatory, może być naprawdę wiele różnych usterek, ale spuchnięte kondensatory zdarzają się dość często.
Do naprawy potrzebne będą tylko:
- jakieś narzędzia by rozkręcić monitor
- lutownica, troszkę topnika, najlepiej też odsysacz (by wylutować i wlutować kondensatory)
- kondensatory na wymianę (o takiej pojemności jak trzeba i co najmniej takim napięciu; też należy pamiętać by pasowały pod kątem wymiarów)
Nie potrzeba do tego specjalistycznego sprzętu ani miernika, choć na pewno polecam poczytać w sieci lub w dobrej książce o kondensatorach elektrolitycznych i ich parametrze ESR, ja tutaj tego nie opiszę gdyż skupię się na samej naprawie od strony praktycznej.
Naprawiany monitor
Naprawiany w tym temacie monitor to płaski SyncMaster 740N produkcji Samsunga:
Dokładniej jego model to 740NPLUS o kodzie LS17HALKSY/EDC:
Teraz opiszę krok po kroku jego naprawę.
Krok 1: Otwieramy monitor
Na początku musimy rozkręcić monitor i dostać się do płytki.
W przypadku monitora z tego tematu zacząłem od zdjęcia nóżki:
Potem wykręciłem dwie śrubki od złącza VGA (o nich początkujący może zapomnieć lub nawet nie wiedzieć, że je się wykręca):
Następnie mogłem już zdjąć obudowę, tyle że żadnych więcej śrubek na niej nie było. Ten monitor ma obudowę zakładana na zaczepy i trzeba ją po prostu podważyć, np. płaskim śrubokrętem:
Śrubokrętem trzeba przejechać wokół obudowy tak by zdjąć każdy zaczep, nie należy jej na siłę odłamywać/zdejmować z monitora.
Po zdjęciu mamy osobno ramkę i resztę monitora:
Można wtedy już zdjąć plastikową pokrywę z tyłu.
Po zdjęciu zrobiłem kolejne zdjęcie, ten przewód widoczny na nim idzie do przycisków na przednim panelu:
Następne co zdjąłem to blachę przykrywającą przewody do podświetlenia monitora (tutaj świetlówkowego, CCFL):
Potem odłączyłem wszystkie połączenia matrycy z płytkami z elektroniką, tzn:
- taśmę LVDS od matrycy:
- kable do klawiatury:
- kable od świetlówek:
Następnie udało mi się umiejętnie zdjąć tył monitora (tzn. jego elektronikę + metalową obudowę). Nie był on przykręcony, lecz tylko założony. Tak została sama matryca:
Sam tył prezentuje się tak:
Płytki z elektroniką są do niego przykręcone - musiałem je odkręcić.
Dość łatwo udało się je wydobyć:
UWAGA: Kondensatory elektrolityczne na płytkach mogą trzymać ładunek długo po wyłączeniu urządzenia z sieci. Mogą nawet nas porazić, jeśli dotkniemy leżącej luzem płytki. Mogą też uszkodzić nasz sprzęt, np. miernik ESR (jeśli nie jest przed tym zabezpieczony, a te tańsze nie są).
Polecam zachować dużą ostrożność z płytkami i najlepiej sprawdzić miernikiem i upewnić się, że kondensatory są rozładowane np. z pomocą żarówki (rozładować je poprzez żarówkę poprzez przyłożenie od niej kabelków do pinów kondensatora na płytce).
Krok 2: Diagnozujemy usterkę i lokalizujemy wylane kondensatory
Teraz możemy się przyjrzeć elektronice z wnętrza monitora i w ogóle zorientować się, czy problemem są rzeczywiście kondensatory.
Tutaj widzimy dwie płytki, jedna to zasadniczo zasilacz impulsowy sieciowy i zasilacz dla świetlówek CCFL (podświetlenie monitora), druga zawiera 'inteligentny' układ który dekoduje VGA, obsługuje klawiaturkę i steruje matrycą za pomocą sygnału LVDS.
Od razu też rzucają się nam w oczy kondensatory które wyglądają na spuchnięte. To właśnie one tutaj są głównym podejrzanym. Widać na nich nawet wylany elektrolit:
Na zdjęciach powyżej widać wyraźnie różnicę pomiędzy dwoma kondensatorami które są definitywnie wylane/wybrzuszone, a pozostałymi, które wydają się być ok.
I te kondensatory na początek wymieniłem, ale o tym w następnym akapicie.
Krok 3: Wymieniamy kondensatory
Zlokalizowaliśmy już podejrzane kondensatory. Teraz pojawia się pytanie, na jakie najlepiej je wymienić?
Zamienniki powinny mieć tą samą pojemność i powinny być na co najmniej takie napięcie, jak te które tam były.
I też polecam, by były to zamienniki nowe i firmowe; na dużą temperaturę i o niskim ESR - najlepiej nie jakieś "no-name" z Chin.
W ostateczności można tam wlutować kondensatory z wylutu, ale tylko na własną odpowiedzialność i też najlepiej sprawdzone przed tym za pomocą miernika pojemności/ESR.
Aby wymienić kondensatory musimy na początek oczywiście wylutować te stare. Każdy ma swój sposób na to, ale ja użyłem do tego mojej taniej lutownicy grotowej:
pasty do lutowania (z jej pomocą się o wiele lepiej odlutowuje):
prostego odsysacza 'pompki':
Na początek zlokalizowałem luty kondensatora, który chcę wymienić:
Następnie nałożyłem na nie pastę:
Potem za pomocą nagrzanej lutownicy roztopiłem pierwszy lut i usunąłem większość cyny odsysaczem. Odsysacz należy regularnie czyścić, bo inaczej nie będzie skutecznie wciągać cyny. Odsysacz polecam przykładać do płytki lekko pod kątem, bo jak przyłożymy zbyt ściśle do lutu to słabo odsysa (nie ma jak wciągnąć powietrza).
Na koniec złapałem kondensator i go delikatnie wyciągnąłem, jednocześnie pomagając sobie lutownicą i dodatkowo nagrzewając luty (bo jeszcze trzymały resztkami spoiwa):
Kondensator po wyjęciu:
Przygotowałem sobie zamiennik o tej samej pojemności i większym napięciu (mocno sugeruję wsadzać fabrycznie nowe zamienniki, ale ja użyłem zamiennika 'z szuflady' bo naprawiałem ten monitor dla siebie i przy założeniu że mam zerowy budżet na części):
Przy wlutowywaniu zamiennika należy koniecznie pamiętać o odpowiedniej polaryzacji jego ustawienia. To są kondensatory elektrolityczne, one mają polaryzację, nóżkę + i -.
Minus kondensatora powinien być zaznaczony na jego obudowie i też na PCB:
Trzeba to oczywiście respektować i sprawdzić kilka razy jak naprawiamy. Inaczej kondensator może wybuchnąć (tak samo zresztą jak damy na za małe napięcie).
Wsadziłem zamiennik i zrobiłem mu nowe luty, używając do tego spoiwa lutowniczego ze sklepu:
Po wlutowaniu i przetestowaniu polecam usunąć nadmiar topnika/pasty, ale tylko wtedy gdy mamy pewność, że działa.
Następnie wziąłem się za drugi kondensator, który jest przyklejony do innych białym klejem:
Ten klej polecam wcześniej przeciąć ostrym narzędziem, by móc łatwo wyjąć kondensator a nie siłować się z nim i z resztą PCB.
Wymiany drugiego kondensatora nie będę już opisywać szczegółowo, tylko dam zdjęcia:
W ten sposób wymieniłem oba kondensatory:
Tutaj należy jeszcze wspomnieć, że nie zawsze z daleka widać kondensator winny awarii (a nie zawsze nawet jest to wina kondensatorów) i czasem warto jest profilaktycznie wymienić jeszcze sąsiednie elektrolity. Bardzo pomocny tutaj może być miernik kondensatorów/ESR, ale nie będę się aż tak w temat zagłębiać.
Krok 4: Skręcamy i testujemy monitor
Teraz trzeba przetestować, czy po naszej wymianie się coś zmieniło.
W tym celu na szybko złożyłem monitor, pomijając przy tym jego obudowę i uruchomiłem go na podłodze, na początek bez sygnału VGA:
Włączyłem go, nacisnąłem przycisk Power i... dobry znak - zapaliła się dioda standby i po chwili obraz:
Oczywiście należy go dłużej zostawić by upewnić się, czy jest ok i najlepiej przetestować z jakimś sygnałem VGA.
Ja do tego użyłem mojego VGA Shielda dla Arduino, ale Wy oczywiście możecie użyć dowolnego innego źródła VGA, komputera, itp.
Zostawiłem go w takiej konfiguracji na jakiś czas:
Na zdjęciu powyżej jest mój Shield VGA na Arduino, powerbank pożyczony od kogoś (on zasila generator VGA) i oczywiście monitor.
Nie zaobserwowałem żadnych problemów i na ten moment uznałem, że monitor jest naprawiony.
Dodatek - przyglądamy się PCB
Skoro już rozkręciłem ten monitor, to uznałem że zrobię kilka zdjęć dobrej jakości znajdującym się tam komponentom i razem przyglądniemy się, co tam siedzi.
Zaczniemy od płyty zasilacza:
Sercem zasilacza jest DM0465R w obudowie TO220:
Pełna nazwa tego elementu to FSDM0465R produkcji Farchild Semiconductors.
Jest to tzw. Green Mode Fairchild Power Switch.
Producent opisuje go tak:
W nocie katalogowej jest uproszczony schemat przykładowej aplikacji tej kostki, czyli przetwornicy flyback:
Są tam też podane moce jakie może ta przetwornica przenosić:
W układzie tej przetwornicy jest charakterystyczny element, transoptor, który też rzuca się w oczy na PCB:
A o samym transformatorze chyba nie trzeba wspominać.
Na spodzie płyty z zasilaczem są kolejne dwa układy:
Pierwszy z nich, w obudowie TO252, to 4525GEH.
Ten element to tak naprawdę dwa tranzystory typu MOSFET, jeden N, drugi P w jednej obudowie.
Są one na napięcie +40V/-40V, co sugeruje nam że nie są zasilane bezpośrednio z sieci i nie są oczywiście częścią zasilacza impulsowego, tylko są częścią układu generującego wysokie napięcie dla świetlówek. Czyli pierwszy zasilacz (ten na DM0465R) w dużym uproszczeniu zamienia 230V na jakieś 12V/5V, a ten układ zamienia 12V na napięcie dla świetlówek (kilkaset V lub więcej).
Drugi duży element widoczny na poprzednim zdjęciu to SEM2005. Jest to tzw. 'Halfbridge Inverter Driver IC'. Można się domyśleć, że steruje on tymi MOSFETami.
W jego nocie katalogowej jest schemat przykładowej aplikacji, która nieco przypomina nam to co mamy na PCB:
Na drugiej płytce jest o wiele więcej komponentów SMD i jest ona trudniejsza do prześledzenia i zrozumienia.
Kilka zbliżeń na płytkę:
Na środku płytki jest jakiś mikrokontroler (ale nie jakiś popularny typu AVR, tylko przeznaczony specjalnie dla monitorów) wraz z rezonatorem kwarcowym 14.318MHz, w rogu płytki jest regulator napięcia podpisany 17-33G, dokładnie ten:
Jest to tak naprawdę NCP1117, po prostu kody na częściach SMD są skrócone.
Na płytce jest kilka tranzystorów w obudowie SOT-23 z kodem C1Y:
Pełna ich nazwa to KSC1623-Y, typ NPN.
Wśród innych elementów na płytce pamięć EEPROM, choć na początku nie ma pewności, czy to akurat jest pamięć. Podpisana jest ona A81SC i jest to tak naprawdę 24C08, co można wyczytać w sieci lub w schematach monitorów tej rodziny.
Ten EEPROM oferuje 8192 bitów pamięci, czyli 1KB.
Jeśli przyjdzie nam kiedyś rozpoznawać taki układ o nieznanym kodzie, to też warto prześledzić jego połączenia, na początek te do masy a potem też do zasilania.
Bardziej zainteresowanych budową tego monitora zapraszam do zapoznania się z jego service manualem (prawie 100 stron!):
Schemat monitora, service manual
W przypadku przedstawionej tu naprawy schemat monitora nie był nam wcale potrzebny, ale mimo wszystko wypada wspomnieć, że taki jest dostępny w sieci i często dobrze i szczegółowo opisuje sprzęt. Może być niezbędny w diagnozowaniu bardziej skomplikowanych usterek.
Akurat ten monitor ma bardzo bogaty manual i przedstawię tutaj kilka jego stron. Warto wiedzieć o tym, że coś takiego w ogóle jest dostępne dla wielu sprzętów.
Manual zawiera podstawowe informacje jak serwisować sprzęt, jak zachować bezpieczeństwo:
Manual zawiera dokładniejszą specyfikację monitora:
(co prawda to nie jest ten sam konkretnie model co tu przedstawiłem, ale pokrewny)
Manual zawiera informacje i opis co jest dostępne w menu OSD i jak w nie wejść:
Manual zawiera konkretne informacje jak diagnozować i naprawiać daną usterkę w postaci algorytmów na schematach blokowych:
Manual przedstawia jakie powinny być przebiegi w niektórych punktach układu, możemy je zweryfikować za pomocą oscyloskopu:
Manual zawiera tzw. "exploded view", czyli rysunek części monitora odsuniętych od siebie:
Do tego jest lista części, warto zwrócić uwagę, że wszystko ma swój kod, jest podpisane i nazwane jednoznacznie:
Manual zawiera listę wszystkich elementów na płytkach, więc jeśli coś się spali i będzie nie do poznania lub w ogóle nie jest podpisane, to możemy tam znaleźć informacje jaki zamiennik dać:
Manual zawiera uproszczone schematy blokowe płytek. Tu dla przykładu moduł zasilacza (a dokładniej: zasilacz impulsowy sieciowy, nie ten od świetlówek):
W manualu pokazane są też banalne rzeczy, takie jak sposób podłączenia nóżki:
Pod koniec manuala są nawet rozpiski pinów VGA, mimo iż są one standaryzowane:
Podsumowując, manual/schemat monitora może być źródłem olbrzymiej ilości informacji i nie należy się go obawiać. Jeśli chcemy naprawić monitor (lub po prostu się czegoś nauczyć) to naprawdę polecam poszukać jego dokumentacji i wszystko tam prześledzić.
Niestety nie każdy sprzęt ma dostępny tak bogaty manual i nie każdy producent otwarcie pokazuje co produkuje, więc tym bardziej uważam, że otwarta postawa producenta i szczegółowe schematy/manuale są godne pochwały.
Podsumowanie
Szczegółowo opisałem tutaj prostą naprawę monitora polegającą na wymianie zużytych kondensatorów elektrolitycznych. Wymieniłem dwa kondensatory i monitor ruszył. Oczywiście nie jest to jedyna usterka jaka spotyka monitory, ale jest dość popularna i jest bardzo łatwa i przyjemna zarówno w diagnozie, jak i naprawie. Dodatkowo ten sam problem występuje też ogólnie w zasilaczach, nie tylko tych od monitorów.
Monitor został przeze mnie naprawiony praktycznie zerowym kosztem i na ten moment jest sprawny, mam nadzieję, że jeszcze długo posłuży.
Na koniec jeszcze raz zachęcam do nauki samodzielnych napraw sprzętu i ogólnie nauki elektroniki.
Cool? Ranking DIY
