آموزش عیب یابی بردهای الکترونیکی – راهنمای کاربردی به زبان ساده

در آموزش‌های قبلی مجله فرادرس با قطعات الکترونیکی و تست آن‌ها آشنا شدیم. همچنین برخی موارد کاربردی در الکترونیک عملی، مانند روغن لحیم، را معرفی کردیم. در این آموزش می‌خواهیم با عیب یابی بردهای الکترونیکی آشنا شویم. این مبحث، ارتباط بسیار نزدیکی با مبحث تعمیرات وسایل الکترونیکی نظیر موبایل دارد. اگر به دنبال یادگیری تخصصی تعمیرات گوشی‌های تلفن همراه هستید، مجموعه فیلم‌های آموزش تعمیرات موبایل فرادرس را مشاهده کنید.

چرا باید عیب یابی بردهای الکترونیکی را یاد بگیریم؟

چرا باید عیب یابی بردهای الکترونیکی و قطعات الکترونیکی را بیاموزیم؟ امروزه ما اسیر یک فرهنگ شده‌ایم که با آن، در دنیایی از دورریزها زندگی می‌کنیم و با اولین نشانه بروز مشکل، لوازم الکترونیکی خود را دور می‌ریزیم.

این مهم‌ترین دلیلی است که در حد توان چیزهایی را که می‌توانیم در مورد تعمیر و عیب یابی بردهای الکترونیکی یاد بگیریم. افرادی که علاقه زیادی به وسایل الکترونیکی دارند و یا می‌خواهند از حداکثر عمر یک وسیله الکترونیکی استفاده کنند، باید بتوانند عیب یابی بردهای الکترونیکی را انجام دهند.

درک نحوه عملکرد بردهای مدار چاپی یا همان PCBها و نحوه تعمیر آن‌ها ضروری است. بنابراین، اگر می‌خواهید یاد بگیرید که چگونه پروژه‌ها و سیستم‌های الکترونیکی خود را بسازید و از آن‌ها نگهداری کنید، باید با بردهای الکترونیکی آشنا شوید. بردها در وسایل زیادی به کار می‌روند. برخی از آن‌ها عبارتند از:

• دربازکن
• سیستم‌های سینمای خانگی
• کنترل‌کننده‌های سرعت ابزارهای مختلف
• تلویزیون‌ها
• کامپیوترها

مهندسان برق انگیزه بیشتری برای کسب دانش ماهرانه از این مهارت اساسی دارند. تولیدکننده و مصرف‌کننده، هر دو، به دستگاه‌های الکترونیکی پیچیده‌‌ای اعتماد می‌کنند که اغلب آن‌ها به PCB نیاز دارند. دانستن چگونگی تشخیص معایب این بردها و تعمیر یا تعویض قطعات خراب به این معنی است که یک تکنسین می‌تواند عیب یابی بردهای الکترونیکی را در طیف وسیعی از دستگاه‌های الکترونیکی انجام دهد.

دلایل معیوب شدن برد چه هستند؟

نحوه ارزیابی PCB معیوب اساساً به عامل ایجادکننده آسیب بستگی دارد. در ادامه، در مورد نحوه تشخیص عیب PCB صحبت می‌کنیم و چگونگی رفع آن را توضیح خواهیم داد.

فیلم آموزش مدارهای الکتریکی ۱ – جامع و کاربردی در فرادرس

کلیک کنید

آسیب فیزیکی: هنگامی که قطعات PCB در اثر مواردی مانند زمین خوردن و خرد شدن شکسته می‌شود، اما قطعه تا حدی در حال کار باشد، ترمیم PCB، اغلب از طریق ساخت مجدد امکان‌پذیر است.

به طور کلی، آسیب‌های فیزیکی قسمت‌های آسیب دیده برد را می‌توان با ترمیم آن از طریق جدا کردن و مونتاژ مجدد برطرف کرد. به دلیل ماهیت اغلب آسیب‌های فیزیکی، بعید است که این کار توسط افرادی که تجربه تعمیر برد مدار چاپی را ندارند به سادگی انجام شود. ترمیم آسیب‌های فیزیکی فقط باید توسط یک متخصص و فرد باتجربه انجام شود. در بیشتر موارد، این امر نیازمند بازسازی برد است.

خرابی قطعه: با استفاده از ابزار اندازه‌گیری ولتاژ برای سنجش میزان هدایت جریان در برد مدار، می‌توانید تشخیص دهید که آیا جریان در برد برقرار می‌شود یا اینکه برد کاملاً خراب شده است.

این نوع عیب خود می‌تواند از خازن گرفته تا دیود یا ریزپردازنده باشد. اگر این جز مسئله است و از بین رفته یا نتوانسته کار کند، ممکن است لازم باشد کاملاً جایگزین شود. با این حال، این همیشه مشکل اصلی نیست. بعضی اوقات به دلیل افزایش سن، گرم شدن بیش از حد و ولتاژ، مدار ردیابی ممکن است تا حدی خراب شود که دیگر رسانا نباشد. همچنین ممکن است که یک اجزا - یا چندین مورد - کاملاً از صفحه جدا شده و نیاز به تحقیق مجدد داشته باشد.

خرابی مسیر: می‌توانید آسیب مسیر را را با اسکن چشمی آن مسیر ارزیابی کنید، البته به شرطی که رد مسیر به اندازه قابل قبولی قابل رؤیت باشد. مسیر از مواد درخشان معمولاً مس یا نقره تشکیل شده که معمولاً به خوبی قابل مشاهده است. اگرچه برخی از آن‌ها نازک هستند و ارزیابی آن‌ها ممکن است چالش‌برانگیز باشد.

به شرط آنکه مسیر نازک و شناسایی آن دشوار نباشد، معمولاً با پیگیری مسیر می‌توانید آسیب را تشخیص دهید. مس و نقره ذاتاً درخشان و براق هستند؛ این باعث می‌شود در هنگام وقوع خرابی، تشخیص آسان‌تر باشد. البته به خاطر داشته باشید که همیشه این‌طور نیست.

برای ترمیم مسیرهای معیوب یا آسیب دیده، کافی است برد را با مواد لازم مجدداً بازیابی کنید و اتصال مدار را دوباره برقرار کنید تا جریان در سراسر برد آزادانه عبور کند. در بخش‌های بعد به این موضوع می‌پردازیم.

طراحی ضعیف برد: گفتن این مورد هنر زیادی نمی‌خواهد. یک مدار چاپی با عیب و نقص دیگر نیازی به تعمیر ندارد. در حالت ایده‌آل، باید یک PCB جدید بخرید تا اینکه به دنبال تعمیرات باشید. این باعث صرفه‌جویی در وقت و انرژی شما در بهبود طراحی ضعیف PCB می‌شود.

قطعی منبع تغذیه:‌ گرچه قطعی منبع شبیه به خرابی قطعات است که در بالا ذکر کردیم، اما باید با استفاده از ابزار اندازه‌گیری، جریان را در برد کنترل کنید، سپس می‌توانید به سرعت تشخیص دهید که چه چیزی قابل تعمیر است و چه چیزی نیست.

عیب یابی قطعات الکترونیکی برد

برای عیب یابی قطعات برد، باید آن‌ها را به صورت صحیح تست کنیم. برای آشنایی کامل و مفصل با تست قطعات، پیشنهاد می‌کنیم به مطلب «تست قطعات با مولتی متر | راهنمای عملی تست قطعات الکترونیکی» مجله فرادرس مراجعه کنید.

عیب یابی بردهای الکترونیکی با تست اتصال

تست اتصال روشی برای برای عیب یابی بردهای الکترونیکی است که با بررسی برقراری جریان در هر مسیر فلزی انجام می‌شود. با کمک این آزمون می‌توان هرگونه قطع ناخواسته مدار یا اتصال کوتاه را بررسی کرد. اتصال را می‌توان بین هر دو نقطه از مدار آزمایش کرد.

تجهیزاتی که برای تست اتصال با آن‌ها سر و کار داریم، مولتی‌متر، پراب اتصال و برد مدار هستند. در ادامه، گام‌های عیب‌یابی را شرح می‌دهیم. برای آشنایی با کار با مولتی‌متر، پیشنهاد می‌کنیم به آموزش «مولتی متر چیست | نحوه استفاده (+ فیلم آموزش رایگان)»‌ مراجعه کنید.

گام 1: برد مداری را که می‌خواهید اتصال آن را آزمایش کنید، در مکانی قرار دهید که کار با آن برایتان راحت باشد.

گام 2: مسیرها و اجزای الکترونیکی مربوطه را که روی آن‌ها لحیم شده است، ردیابی کنید.

گام 3: کلید چرخان مولتی‌متر به سمت بخش اتصال بچرخانید و روی آن قرار دهید.

گام ۴: پراب‌ها باید به همان روشی که در تصویر زیر نشان داده شده است، به مولتی متر وصل شوند.

مکان تست اتصال مولتی‌مترهای مختلف متفاوت است (در مولتی‌متر شکل بالا، روی 400 اهم است).

گام 5: مسیر فلزی را که می‌خواهید اتصال آن را بررسی کنید، انتخاب کرده و یک سر پراب را در ابتدای مسیر و سر دیگر را در انتهای مسیر آن قرار دهید.

گام ۶: پس از قرار دادن پراب‌ها روی موقعیت مورد نظر، مولتی‌متر یک صدای بوق ممتد تولید می‌کند که نشان می‌دهد مسیر پیوسته و اتصال برقرار است و قطعی در مسیر وجود ندارد.

راهنمای گام به گام تعمیر بردهای الکترونیکی

برخی از رایج‌ترین تعمیراتی که در بردهای الکترونیکی انجام می‌شود، تعمیراتی است که در اثر گرما و آسیب فیزیکی و اضافه ولتاژ اعمال شده روی قطعات انجام می‌شود.

حتی اگر لایه‌های فایبرگلاس، مس و چسب در ساخت برد نسبت به گرما تحمل داشته باشند، برخی از PCBها بیشتر از سایرین در معرض لایه‌لایه‌شدگی و سایر علائم ناشی از گرما هستند.

ابتدا ابزارها و سایر موارد مورد نیاز را تهیه کنید:

• چاقوی تیز یا پیچ‌گوشتی تخت یا کاغذ سنباده بسیار ظریف
• نوار مسی چسب‌دار
• هویه لحیم‌کاری
• هویه هوای گرم
• قیچی یا کاتر
• خودکار
• گوش‌پاک‌کن و الکل مالشی
• موچین
• گیره کاغذ

سپس با راهنمای سریع و گام به گامی که برای تعمیر یک PCB آسیب‌دیده بیان خواهیم کرد، کار را ادامه دهید.

گام 1: بخش آسیب‌دیده را بردارید. ابتدا PCB را روی سطح میز کار خود محکم کنید تا هنگام کار روی آن حرکت نکند.

گاهی اوقات، تشخیص PCB آسیب‌دیده و غیر قابل استفاده نیاز به استفاده از اسیلوسکوپ برای بررسی قدرت سیگنال و شکل موج در نقاط مختلف برای آزمایش برقراری اتصال مدار در سراسر برد وجود دارد. در سایر مواقع، فقط باید به دنبال یک ناحیه سوخته باشید که نشان می‌دهد یک قطعه یا مسیر خراب باید جایگزین شود و به مسیر موجود در PCB بپیوندد.

اگر متوجه شدید که یکی از اجزای برد شما به شکلی که باید عمل نمی‌کند، یک فرایند ساده برای برداشتن و جایگزینی آن وجود دارد:

• هویه هوای گرم را بردارید و روشن کنید. فاصله آن از اجزای خراب کمتر از ۱۵ سانتی‌متر باشد.
• بعد از چند ثانیه، موچین را بردارید و سعی کنید اجزا را جدا کنید. اگر موفق به این کار نشدید، چند ثانیه دیگر به اعمال گرما ادامه دهید و دوباره امتحان کنید.

اگر یک پد PCB در اثر گرما آسیب دیده است، بهتر است از چاقوی تیز استفاده کنید تا آن را با دقت از بین ببرید. اولویت شما باید این باشد که میزان خسارتی را که به مسیر و اطراف آن وارد می‌کنید محدود می‌کنید، حداقل باشد و در عین حال، صفحه را از هرگونه مواد باقیمانده تمیز کنید.

گام 2: مسیر را تمیز کرده و لحیم را بزدایید. پس از برداشتن پد آسیب‌دیده، با استفاده از چاقوی تیز خود لحیم موجود را پاک کنید. اگر برای استفاده در این قسمت نسبتاً ظریف از استفاده از چاقو راحت نیستید، یک پیچ گوشتی نوک تیز یا کاغذ سنباده با زبره بسیار ریز نیز کارتان را راه خواهد انداخت.

اینکه از کدام ابزار استفاده می‌کنید، مهم نیست؛‌ نتیجه باید یک مسیر کاملاً صاف و واضح، بدون لحیم‌کاری موجود و براق و تمیز باشد.

گام 3: نوار مسی خود را روی مسیر قرار دهید. بعد از اینکه مسیر آسیب‌دیده را پاک کردید و ناحیه اطراف آن را تمیز کردید، وقت آن است که نوار مسی چسب‌دار خود را در ناحیه‌ای که با آن کار می‌کنید قرار دهید.

نوار باید با مسیر موجود همپوشانی داشته باشد و سوراخ موجود و بخشی از اطراف آن را بپوشاند.

گام 4: اتصالات را لحیم کنید. از اینجا به بعد، مسئله اتصال دقیق اتصالات محل اتصال نوار مس جدید به مسیر موجود در PCB بازیابی شده است. در اینجا چند نکته و هشدار در مورد این بخش از فرایند آورده شده که باید آن‌ها را در نظر بگیرید:

• نوار مسی در دمای لحیم‌کاری به سرعت ذوب می‌شود، بنابراین تا زمانی که مطمئن شوید می‌توانید این قسمت از فرایند را با یک حرکت سریع به پایان برسانید، شروع به کار نکنید.
• تا آنجا که ممکن است از گرما کمتری استفاده کنید و سریع کارتان را انجام دهید تا میزان گرمای اعمال شده به برد کاهش یابد.

گام 5: سوراخ PCB را ایجاد کنید. یک ابزار سخت را با انتهای گرد، مانند یک قلم یا یک ابزار ساده دیگر پیدا کنید. محلی را که به تازگی لحیم کرده‌اید فشار دهید و محکم بمالید تا اطمینان حاصل کنید که نوار مسی به طور ایمن روی کل ناحیه پد چسبانده شده است. بعد از اینکه گرما را به ناحیه مورد نظر وارد کردید، چسب باید هنوز خاصیت چسبندگی داشته باشد.

با استفاده از این تکنیک، می‌توانید محل سوراخ را تشخیص دهید، سپس می‌توانید آن را با یک گیره کاغذ یا یک ابزار مشابه دیگر سوراخ کنید.

گام ۶: قطعه را قرار داده و لحیم کنید. اگر تاکنون این مراحل را دنبال کرده‌اید، باید اکنون یک PCB داشته باشید که به حالت مناسبی بازگردانده شده و می‌توان قطعه مورد نظر را روی آن لحیم کرد.

از اینجا به بعد، لحیم‌کاری قطعات روندی آشنا است.

گام 7: نوار اضافه را از ناحیه ترمیم شده برش دهید. با استفاده از قیچی یا کاتر خود، نوار مسی چسب‌دار را با دقت برش دهید تا کار به پایان برسد. توجه به این نکته مهم است که ناحیه‌ای که تازه ترمیم کرده‌اید ممکن است PCB را به عملکرد قبلی و سالم خود بازگرداند، اما پد، مسیر و اتصال هرگز از نظر ساختاری مانند برد اصلی نیستند. با وجود این، شما اکنون چیزی را دارید که بسیاری دیگر آن را دور می‌اندازند و دیگر استفاده‌ای از آن نمی‌کنند.

برای آشنایی بیشتر با عیب یابی بردهای الکترونیکی و تعمیرات آن‌ها می‌توانید به مجموعه آموزش تعمیرات برد الکترونیکی فرادرس مراجعه کنید.

معرفی فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها

برای آشنایی بیشتر با عیب‌یابی مدارهای الکترونیکی، پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه و تدوین شده است. مدت این آموزش ویدیویی ۴ ساعت و ۳ دقیقه است و در ۱۰ فصل تدوین شده است.

در درس اول آموزش، با تجهیزات و ابزارآلات مورد نیاز برای تعمیرات آشنا می‌شوید و در درس دوم مقدمات الکترونیک را فرا می‌گیرید. درس سوم درباره آشنایی با دستگاه‌های اندازه‌گیری است و قطعه‌شناسی و نحوه آزمایش سالم بودن قطعه در درس چهارن ارائه شده است. آشنایی با آی‌سی‌های اصلی موبایل و وظایف آن‌ها، مبحث مهم درس پنجم است. نقشه‌خوانی از مهارت‌های لازم برای تعمیرات است که در درس ششم ارائه شده است.

مخابرات و شبکه موبایل نیز از مباحث تخصصی تعمیرات است که به طور کامل در درس هفتم مورد بحث قرار گرفته است. عیب‌یابی و تست جریان‌کشی از مهم‌ترین مباحث این آموزش هستند و به ترتیب در درس‌های هشتم و نهم به طور کامل معرفی شده‌اند. در نهایت، در درس دهم، با اصول و مهارت‌های فنی تعمیرات موبایل و تبلت آشنا خواهید شد.

• برای مشاهده فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها + اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش الکترونیک ۱ فرادرس

برای آشنایی با الکترونیک، پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش الکترونیک 1 مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه شده است. این آموزش در ۱۱ ساعت و ۲۷ دقیقه و در قالب ۶ درس تدوین شده است. در درس اول، درباره فیزیک الکترونیک بحث شده است. دیود و مدارهای دیودی موضوع مهم درس دوم است. مباحث ترانزیستور پیوندی دوقطبی و ترانزیستورهای اثر میدان، به ترتیب، در درس‌های سوم و چهارم معرفی شده‌اند. در درس پنجم تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری چندطبقه مورد بحث قرار گرفته و در نهایت در درس ششم آنالیز و طراحی مدارات آنالوگ با استفاده از نرم افزار OrCAD ارائه شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش‌ الکترونیک ۱ + اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش الکترونیک 2 فرادرس

آموزش‌ الکترونیک 2 فرادرس در ۸ ساعت و ۱۱ دقیقه و در ۷ درس تهیه شده است. درس اول این آموزش درباره پاسخ فرکانسی تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری است. در درس دوم منابع جریان و بارهای فعال معرفی شده‌اند. تقویت‌کننده‌های تفاضلی، تقویت‌کننده‌های توان، تقویت‌کننده‌های فیدبک و تقویت‌کننده‌های عملیاتی، به ترتیب، موضوع درس‌های سوم تا ششم هستند. در نهایت، در درس هفتم تنظیم‌کننده‌های ولتاژ معرفی شده‌اند.

• برای مشاهده فیلم آموزش‌ الکترونیک 2 + اینجا کلیک کنید