Identyfikacja nieoznaczonego układu scalonego w sterowaniu lampy scenicznej – zdjęcia

adambyw napisał:

Z tymi przetwornicami brak mi doświadczenia, to nie traktuj mojego wywodu jako wyroczni.
Ja bym poczytał noty katalogowe układów które wspomniałem, i które da się kupić u nas, i wsadził jeden z nich.


Posprawdzaj ciągłość masy pomiędzy gniaddem DMX (J9) a PE w zasilaniu. Mogło dojść do jej uszkodzenia. NIe podoba mi się kolor ścieżek pomiędzy U7 i U4, ale to może tylko topnik.
Do sprawdzenia też będzie driver RS458 U13, najlepiei oscyloskopem. Miałem taki przypadek w głowie że niby działała komunikacja ale lampa się po chwili wieszała, bo jedna z linii miała nieprawidłowy poziom sygnału. Niby chodziła, ale nieprawidłowo.

Teraz trzeba sobie zadać pytanie co się podziało że są ścieżki popalone. To przy Isense, czyli w nodze dodatniej zasilania diody.
Tu albo sterownik został U11 dostał przebicia do masy, albo laser ma zwarcie, dioda D5 albo cewka L5. W każdym razie wskazuje to na przepływ dużego prądu od przez układ i rezystor pomiarowy R8.

Jak sprawdziłeś że laser świeci, to dalej.
- Jakie w ogóle jest napięcie zasilania na Vin (nogi 2-5). To ważne pod kątem doboru zamiennika sterownika, żeby akceptował to napięcie.
- Odczytaj wartość R8, bo zdjęcie za słabe, żeby wiedzieć jaki prąd powinien płynąć przez czerwony laser.
- Spróbuj przy pełnym zaświeceniu ledów zmierzyć prąd, mierząc napięcie miliwoltomierzem na rezystorach pomiarowych. I z prawa Oma obliczyć tym samym jaki prąd płynie w układzie.
I jak masz prąd, to porównał bym go z wartościami z noty katalogowej np PAM2861 z tme https://www.tme.eu/Document/f9a4879ec02f02354e68e2f4a309e672/PAM2861.pdf
Dla SCT2932, PAM2861, AL8861 na rezystorze pomiarowym spodziewamy się równego 100mV, co przy 0R160 daje około 600mA na ledach. Dla R910 przy czerwonym laserze dawało by 110mA.
Z tym że dla SCT2932 nota pisze żeby dać kondensator równolegle z diodami, u Ciebie na płytce go nie widzę. Wstawiając ten układ trzeba by go dodać (10µ/50V).
Dalej trzeba sprawdzić stan na nodze 3, czyli Vset. Co się tam dzieje jak dioda świeci i co jak się nie świeci, czy jak jest np połowa 50% mocy.
Tu też do sprawdzenia czy sterowanie tą nogą nie dostało po pupie. Do czego są podłączone kontrolery ledów? U2 AIP650E0 to sterownik wyświetlacza i przycisków, to nie. U7 i U4 to ULN2003, one sterują Czymś podłączonym do tych dwóch gniazd nad nimi. Silniki albo jakieś ledy. A nimi steruje U6 74HC585, czyli to też nie to.
Czyli jak nie ma innych układów po drugiej stronie płyty to steruje nim procesor U3 (nie umiem rozkodować napisów).
Przyda się oscyloskop albo woltomierz z truerms. Tu też uwaga, bo w PAM sterowanie może być PWM typu open collector, czyli procesor będzie przywierał wyjście do masy z częstotliwością do 500kHz, ale może bez układu nie podnosić napięcia. W tedy trzeba by do pomiarów tam dać rezystor pullup, bezpiecznie 10kΩ ale do zasilania procesora a nie do Vin w układzie! Żeby nie ubić portu procka.
Jeżeli te zmierzone wartości pokrywały by się z notą katalogową to bym włożył taki układ.
Przydał by się jeszcze rezystor powiedzmy 10Ω 10W do pomiarów, jako sztuczne obciążenie. Żeby podłączyć go zamiast diod czy laserów, i uniknąć ich uszkodzenia gdyby coś było nie tak. I jak prądy będą się na nim zgadzać to składać całość do kupy.
Pamiętaj że przez przypaloną ścieżkę może płynąć większy prąd, dla tego po wlutowaniu układu poprawił bym ją tam dodatkowym drucikiem. Przez samą nogę 4 do układu płynie minimalny prąd, ale pomiędzy rezystorem pomiarowym a gniazdem już większy.

Profilaktycznie zamów sobie też diodę shottkiego SS26 i dławik 68μH, tam pewnie siedzą max 1A, do sprawdzenia z wartościami rezystora pomiarowego.
Przy zakupie rezystora pomiarowego smd, policz sobie jaka moc wytraci się na nim. Standardowe rezystory 0805 mają 0,125mW, ale można kupić rezystory o zwiększonej mocy np 0,3W a nawet 0,5W. I nawet profilaktycznie wstawić mocniejszy.

To jest mój tok myślenia przy takiej naprawie.
Może koledzy czy @ElektrodaBot coś podpowiedzą albo mnie poprawią jak się gdzieś pomyliłem.

Bezpośrednia odpowiedź
- Zaznaczony układ (U11) to typowy sterownik prądowy LED/laser w obudowie SOT‑89‑5 pracujący jako buck: kandydaci o identycznej aplikacji i pinoucie to m.in. PAM2861, AL8861, PT4115, SCT2932. Dla wszystkich tych układów prąd ustala się z przybliżeniem: Iout ≈ 0,1 V / Rsense.
- Przepalona ścieżka przy Rsense wskazuje na impuls znacznie zawyżonego prądu (zwarcie diody lasera, zwarcie D5, przebicie tranzystora wewn. U11 lub zwarcie L5).
- Plan diagnostyczny: porównawcze pomiary na sprawnej płycie, weryfikacja RS485/DMX, pomiar DIM/VSET, pomiar spadku na Rsense, test nowego sterownika na sztucznym obciążeniu, naprawa i wzmocnienie ścieżki prądowej.
- Uwaga do pinów: w tych sterownikach VIN jest wyłącznie na pinie 5, GND na pinie 2, SW na pinie 1, CS/ISENSE na pinie 4, DIM/EN na pinie 3. Nie „nogi 2–5”. To ważne dla pomiarów i doboru zamiennika.

Szczegółowa analiza i procedura naprawy

1) Co się najpewniej stało
- Objawy po spięciu w łańcuchu DMX (wariowanie, błędy, „dziwne odgłosy”) sugerują zakłócenia/różnice potencjałów na masach. Jeśli przez masę sygnałową DMX i płytę poszły prądy wyrównawcze, uszkodzeniu mógł ulec U13 (RS485), a wtórnie sterowanie prądem lasera.
- Przepalenie przy Rsense jest książkowym śladem nadprądu: najczęściej zwarcie D5 (Schottky), przebicie MOSFETa w U11 (pin SW do GND/VIN) albo zwarcie samego modułu lasera.

2) Identyfikacja układu i pinout (SOT‑89‑5)
- Pin 1: SW (wyjście przełączające na cewkę L5 i diodę D5).
- Pin 2: GND (pola masy – sprawdź ciągłość do wspólnej masy).
- Pin 3: DIM/EN/VSET (wejście sterujące z MCU – zwykle PWM open‑drain).
- Pin 4: CS/ISENSE (wejście pomiaru prądu – do Rsense).
- Pin 5: VIN (zasilanie sterownika).
Ten układ pinów pokrywa się z PAM2861, AL8861, PT4115 i SCT2932, więc dobór zamiennika jest możliwy „po aplikacji”.

3) Pomiary referencyjne na sprawnej płycie (bardzo pomogą)
- Zmierz VIN na pinie 5 U11 (względem masy pinu 2). Podaj wartość (typowo 12–24 V w tego typu lampach).
- Zmierz spadek na rezystorze Rsense działającego kanału (np. czerwony laser). Typowa wartość ok. 100 mV. Z niej wyliczysz prąd: I ≈ 0,1 V / R. Przykłady:
- R910 (0,91 Ω) → ok. 110 mA (dla lasera czerwonego).
- 0R160 (0,16 Ω) → ok. 0,62 A (dla LED).
- Sprawdź oscyloskopem pin 3 (DIM). Jeśli sterowanie jest open‑drain, bez wlutowanego U11 dołóż rezystor podciągający 10 kΩ do zasilania procesora (3,3 V lub 5 V – nigdy do VIN). Zmierz wypełnienie PWM dla 0/50/100% mocy.

4) Diagnostyka uszkodzonego kanału (zielony laser)
- Wylutuj: U11, D5, L5, Rsense tej gałęzi. Sprawdź każdy element:
- D5 (SS26) w testerze diod – przewodzi tylko w jedną stronę.
- L5 – mała rezystancja DC, brak zwarcia do ekranu/masy; jeśli masz LCR, zweryfikuj indukcyjność (wartości na obudowach typu „089” bywają kodami producenta – nie zakładaj, że to 8,9 µH; zweryfikuj pomiarem lub porównaniem ze sprawnym kanałem).
- Rsense – zgodność z oznaczeniem, brak pęknięć i nadpaleń.
- Moduł zielonego lasera – odłączony od płyty, sprawdź omomierzem, czy nie ma zwarcia katoda–anoda.
- Zasil płytę z lab. zasilacza z ograniczeniem prądu (np. 0,5–1 A). Sprawdź, czy na padzie pinu 3 (DIM) pojawia się sterowanie, a na padzie 5 obecne jest VIN. Oceń, czy RS485 (U13) nie grzeje się i czy linie DMX wyglądają poprawnie na oscyloskopie.

5) Dobór i montaż zamiennika
- Jeżeli VIN ≤ 30–40 V, prąd ≤ 1 A i SOT‑89‑5 – pasują:
- PAM2861 (Diodes Inc.) – 4,5–40 V, I do 1 A.
- AL8861 (Diodes Inc.) – 6–40 V, I do 1 A.
- PT4115 (PowTech) – 6–30 V, I do 1,2 A.
- SCT2932 (Southchip) – 6–40 V, I do 1 A.
- Ustal prąd dla zielonego lasera z wartości Rsense na sprawnej płycie lub z noty modułu. Oblicz Rsense = 0,1 V / I.
- Kondensator przy obciążeniu: wiele not zaleca C równolegle do diody/LED (typowo 1–10 µF X7R, napięcie zależne od VIN). Daje to mniejsze tętnienia i stabilniejszą pracę przy PWM. Przy laserach unikaj nadmiernie dużych pojemności, by nie generować skoków prądu przy włączaniu – 1–4,7 µF zwykle wystarcza; 10 µF stosuj, jeżeli tak jest w aplikacji i sterujesz DIM (nie twardym ON/OFF VIN).
- D5 wymień profilaktycznie na SS26 (2 A/60 V) lub lepszą, L5 – tylko jeśli ma zwarcie/odchyłkę.
- Rsense dobierz o odpowiedniej mocy. Przykład: 0,62 A i 0,16 Ω → P ≈ I²R ≈ 0,062 W, ale przy impulsach i temperaturze warto użyć 0,25–0,5 W. Dla 110 mA i 0,91 Ω → ≈ 11 mW (wystarczy 0,125 W, ale też warto wziąć zapas).

6) Pierwsze uruchomienie na sztucznym obciążeniu
- Zamiast lasera wstaw rezystor mocy 10 Ω/10 W.
- Ustaw jasność na 0/50/100% i mierz:
- Spadek na Rsense (docelowo ~100 mV).
- Napięcie na obciążeniu (dla 0,6 A ≈ 6 V, P ≈ 3,6 W – 10 W rezystor wystarczy).
- Skontroluj oscyloskopem pin SW (1): impulsowe przebiegi bez nadmiernych przeregulowań i dzwonienia. Jeśli dzwonienie duże, rozważ korektę L/C, krótsze ścieżki prądowe i ewentualny snubber RC na D5.

7) Naprawa i wzmocnienie ścieżek
- Nadpaloną ścieżkę prądową (od Rsense do złącza/masy) odtwórz i wzmocnij miedzianym mostkiem (np. z odciętej nóżki elementu), a nie samą cyną. Zabezpiecz lakierem ochronnym.
- Przejrzyj luty cewki, diody i złączy – zimne luty w sekcji mocy są częstą przyczyną wtórnych awarii.

8) DMX – przyczyna źródłowa i utwardzenie
- Sprawdź: 120 Ω terminację na końcu łańcucha, ekranowany przewód DMX (a nie audio), ciągłość i połączenie PE, brak pętli mas.
- Zmierz na U13: w spoczynku poprawne biasowanie linii A/B, brak zwarć do VCC/GND.
- Rozważ dodanie/zakup izolatora DMX (optoizolacja) w torze, jeżeli instalacja bywa mieszana i zasilana z różnych obwodów – to realnie ogranicza ryzyko takich incydentów.
- Jeśli brak diod TVS na A/B przy J9 – warto dodać (wiele płyt ma już układ ochronny obok złącza; sprawdź go).

9) Drobne, ale ważne szczegóły montażowe
- Orientacja SOT‑89‑5: pin 1 (SW) przy padzie idącym do cewki/D5. Zweryfikuj omomierzem przed lutowaniem.
- Odsprzęganie VIN: ceramiczny 100 nF + elektrolit/MLCC 10–47 µF bardzo blisko pinu 5/GND.
- Bezpieczeństwo: testy lasera rób z okularami ochronnymi właściwej klasy – zielone diody są szczególnie „zdradliwe” dla oka.

Lista kontrolna (co proszę jeszcze podać/potwierdzić)
- VIN na pinie 5 U11 (wartość i z czego jest zasilane urządzenie).
- Oznaczenia i rzeczywiste wartości Rsense dla: zielonego i czerwonego kanału.
- Przebieg/PWM na pinie 3 (DIM) dla 0/50/100% na sprawnym kanale.
- Wyniki testu D5 i L5 z uszkodzonego kanału (zwarcie/brak zwarcia).
- Czy na końcu łańcucha DMX jest terminacja 120 Ω i czy kable to DMX, nie mikrofonowe.

Po tych danych dobierzemy jednoznacznie zamiennik (ja bym startował od PAM2861/AL8861 lub PT4115 – wszystkie są dostępne i sprawdzone w tej aplikacji), ustalimy ostatecznie Rsense i doprecyzujemy wartość kondensatora przy obciążeniu.