Multimetr cyfrowy Meratronik V560 - naprawa wyświetlacza

[kubafant]

Szanowni Koledzy,
Zwracam się do Was z prośbą o pomoc przy naprawie niezastąpionego miernika V560. Za pewno znajdą się wśród Was tacy, którzy mają doświadczenie z polskim sprzętem z tamtych lat, z jego typowymi usterkami, słabymi punktami, etc., oraz tacy, którzy mają w ogóle jakieś szersze pojęcie o technice cyfrowej.
Sprawa wygląda w sposób następujący. Miernik mam od zawsze i nigdy nie sprawiał problemów. Pewnego razu włączam - a tu jedna cyfra się nie pali. Martwy był cały moduł, nie pojedyncza dioda. Pomyślałem, że na pewno się po prostu zużył i trzeba wymienić. Po otworzeniu obudowy przyrządu - cóż za przemyślana konstrukcja! - odnotowałem, że wszystkie wyświetlacze siedmiosegmentowe zostały już zmienione (a może montowano takie w fabryce pod koniec produkcji?) na MAN6760D 738, w miejsce oryginalnych CQVP31. Wyświetlacz +-1 zgodnie ze schematem, CQVP33. Sprawdziłem oscyloskopem przebiegi na nóżkach modułu, porównując ze sprawnym, sąsiednim - nie odnotowałem różnic, ale muszę przyznać, że nie robiłem tego zbyt dokładnie, więc teraz zachodzę w głowę czy to może jednak to.
Tak czy owak, kupiłem wyświetlacz, który mi przedstawiono jako zamiennik (nie pamiętam teraz jego symbolu i nie mam jak sprawdzić, dopiero za dwa tygodnie będę się widział z miernikiem). Zawiozłem go koledze, nowoczesnemu elektronikowi do wstawienia (gdzie tam do tych obustronnie lutowanych płytek moje łapy przyzwyczajone do podstawek, chassis i łączówek... a już zwłaszcza gdzie tam z tą lutownicą!). Niestety wymiana nie przyniosła skutku, cyfra dalej martwa.
Kolega elektronik zasugerował, że może wyświetlacz, który nabyłem ma wyższe napięcie przewodzenia i dlatego nie świeci. Dobra myśl, sprawdziłem - oryginał CEMI ma napięcie przewodzenia mniejsze równe 2 V. Nie wiem jak ten mój "zamiennik". Ale z drugiej strony nie sądzę, aby współczesne diody miały wyższe napięcie niż te z CEMI...

Czy ktoś z Was miał już tego rodzaju sytuację z krajowym sprzętem cyfrowym? Może ktoś mógłby mi wskazać jakie są rygory postępowania, kolejność działań - nie znam się na technice cyfrowej, choć chętnie się przyuczę.

Z góry dziękuję za pomoc i sugestie, bardzo mi zależy na przywróceniu do pełnej funkcjonalności tego miernika, to kawał historii polskiej techniki, a i nieoceniony aparat pomiarowy w mojej pracowni.

[tszczesn]

Raczej mało prawdopodbne, aby to był wyświetlacz, bo tam jest w sumie 8 osobnych diod świecących. Nie znam schematu, ale na 99% jedynym elementem wspólnym (poza scalakiem 7447, ale rozumiem, że na jego wyjściu coś jest, więc można założyć, że działa. ) jest zasilanie - zobacz, czy dochodzi na moduł wyśwetlacza.

[kubafant]

Tak, też tak myślałem, ale słyszałem już o wymianie wyświetlaczy w tym sprzęcie. Załączam schemat płytki z wyświetlaczami. Z mojego rozumowania, które poniżej przedstawię, wynika że moduł dostaje jednak prawidłowe zasilanie. Jest to jednak tylko wyprowadzone ze schematu i objawów domniemanie.
Jak rozumiem, w celu ograniczenia liczby przewodów połączeniowych katody dwu sąsiednich wyświetlaczy są zasilane wspólnie. Czyli zamiast czterech zestawów przewodów są dwa. Aby teraz aby móc przekazywać zarówno sterowanie wyświetlacza pierwszego z pary, jak i drugiego, wspólna anoda jest zwierana do masy przez tranzystor, który dostaje sterowanie w postaci zapewne sygnału prostokątnego. W każdej chwili przeto pracują dwa wyświetlacze - na przemian 1. i 3. (załączane, gdy przewodzi tranzystor obwiedziony czerwoną linią) oraz 2. i 4. (gdy przewodzi ten drugi tranzystor).
To jest cały czas moje wnioskowanie z analizy schematu - nie wiem czy tak jest!
Teraz przechodzimy do sedna. Wyświetlacz martwy obwiodłem czerwoną linią. Jego zasilanie od strony anody jest wspólne z wyświetlaczem 3. Z kolei od strony katod jest ono wspólne z wyświetlaczem 2. Skoro zatem wyświetlacze 2. i 3. działają prawidłowo (a działają - właściwie wskazują), to wnioskuję, że zasilanie wyświetlacza 1. jest w normie.

Sprawdź proszę poprawność mojego rozumowania.

PS: Poprawka, to nie do masy łączą te tranzystory, tylko do szyny zasilania, +5 V.

[tszczesn]

Jak drugi wyświetlacz świeci, to T601 musi być sprawny i dobrze sterowany. Jak trzeci wyświetlacz świeci, to scalak dekodera też musi być dobry. Wtedy zostaje się tylko wyświetlacz, ale żeby padły mu wszystkie segmenty na raz?

[^ToM^]

Jest też możliwe, że nowy wyświetlacz jest błędny i zamiast wspólna anoda WA jest wspólna katoda WK - trzeba to zweryfikować, skoro nowy to zamiennik. Tak czy śmak, nigdy się nie spotkałem, aby w wyświetlaczu padły naraz wszystkie segmenty. Zwykle 1-2 przestają świecić, chyba że zaszła usterka taka, że problem jest w obwodzie wspólnym zasilania anod - przerwa - tedy rzeczywiście wszystkie segmenty przestaną świecić. Sprawdź czy doprowadzenie anody, ponad wszelką wątpliwość dochodzi do tego wyświetlacza. Bowiem może być tak, że tranzystor i dekoder jest sprawny, ale usterka tkwi na drodze od tranzystora do anody tego wyświetlacza - jest tam przerwa, bo ścieżka pęknięta na przykład - tedy oczywiście ten drugi wyświetlacz będzie działał prawidłowo i efekt będzie taki właśnie jak opisujesz.

Pzdr!

[kubafant]

Bardzo dziękuję za potwierdzenie mojego wnioskowania i propozycje lokalizacji problemu.
Jak tylko wezmę w ręce miernik to spiszę sobie symbol tego nowego modułu i sprawdzę w Internecie. Aczkolwiek wyraźnie podałem, że chodzi o WA.
Też mi się to wydaje mało prawdopodobne, aby wszystkie diody na raz przestały świecić, zwłaszcza gdy teraz nowy moduł również pozostaje martwy. Wcześniej jeszcze, przed wymianą, analizując możliwe przyczyny takiego stanu rzeczy miałem wśród moich pomysłów i taki, że gdzieś po prostu nie ma kontaktu. Ale po wlutowaniu nowego układu hipoteza "zimnego lutu" odpada. Zresztą - w tych modułach wyprowadzenie wsp. anody jest zdublowane, więc musiałyby to być dwa luty naraz. Pozostaje przeto przerwana ścieżka. Co jednak też jest dziwne, bo miernik nie był otwierany, nie był nigdzie przenoszony, ot pewnego dnia włączył się z jednym martwym modułem...
Sprawdzę i dam znać.

[zjawisko]

Test samego wyświetlacza jest bardzo prosty - wystarczy zwierać do masy kolejne wyjścia odpowiedniego dekodera 7447. Są to wyjścia typu otwarty kolektor, także można je zwierać do masy ile dusza zapragnie. Oczywiście nie wolno zwierać do masy samych wyprowadzeń wyświetlacza - pominięcie szeregowych rezystorów przeciąży diody LED. Powinny zaświecać się kolejne segmenty na dwóch wyświetlaczach - drugim i trzecim.

Jeśli tak jest, to kolejnym podejrzanym będzie sam dekoder 7447. Uwaga - pomimo namiastki multipleksowania w tym mierniku każda dekada ma swój dekoder!
Te układy zazwyczaj silnie się nagrzewają stąd czasami potrafią się uszkodzić "same z siebie". Zgrozą w krajowych miernikach są przelotki na płytkach drukowanych. Czasami wyprowadzenie elementu jest dobrze dolutowane od strony przeciwnej, ale już od strony elementu kontaktuje na słowo honoru - wystarczy oblutować z góry wykorzystane wyprowadzenia.

Sprawdź po prostu czy odpowiedni dekoder 7447 ma zasilanie, być może tu nastąpiła przerwa. 7447 ma też stosowne wejście testowe - /LT - pin 3. Podanie na to wyprowadzenie stanu niskiego powoduje bezwarunkowe wypełnienie wyświetlacza - zaświecenie ósemki.

Quasimultipleksowanie w tym mierniku ma wymiar równie quasiekonomiczny. Wyświetlacze zaświecane są parami drugi-czwarty i trzeci-piąty, a pierwszy działa statycznie, co zresztą jest widoczne w różnicy jasności. Generator... w serwisówce nazwano go bodaj... komutujący blokuje na zmianę pary dekoderów 7447 i odcina zasilanie od wygaszanych wyświetlaczy. Pozwala to głównie na ograniczenie ilości połączeń pomiędzy płytką cyfrową a płytką wyświetlacza (wyjścia sąsiednich par dekoderów połączono równolegle), bo ograniczenie mocy pobieranej przez wyświetlacz jest raczej symboliczne - koniec końców i tak równoważy się poprzez pobór wyższego prądu w impulsie.

Jak już to zostało napisane powyżej, tranzystory na płytce wyświetlacza i sam układ komutacji są sprawne skoro pozostałe wyświetlacze działają.

[kubafant]

Bardzo dziękuję za wiązkę praktycznych rad. Właśnie o to mi chodziło, teraz jak przysiądę do miernika będę mógł wszystko sprawdzić i zdiagnozować przyczynę problemu.
Od początku nie podobało mi się to lutowanie obustronne...

Czy ta ekonomia to się konstruktorom nie odbiła czkawką? Oszczędzono kilka przewodów, a w zamian jest generator komutujący, dodatkowe tranzystory, etc. I na pewno zawodność większa, niż gdyby diody świeciły nieustannie.

[zjawisko]

Najwidoczniej plusy dodatnie przesłoniły minusy ujemne i zdecydowano się na wprowadzenie namiastki multipleksowania. Stabilizator MA7805/UL7505/cokolwiek7805 umieszczony na radiatorze obok transformatora sieciowego potwornie gotuje się już po kilkunastu minutach pracy - w porywach 80*C. A te mierniki zazwyczaj pracowały w cyklu 8h/d: "wchodzę do roboty - włączam, a niech się wygrzeje". Stąd najwidoczniej parę bramek spożytkowano na uszczknięcie chociażby odrobiny mocy pobieranej przez wyświetlacz.

Tak czy inaczej, obwód komutacji to tylko garstka elementów: IC503/6 (generator), IC507/8 (negacja), IC511/3 i IC511/8 (wygaszanie przy przepełnieniu). Plus dwa tranzystory na płytce wyświetlacza. Numeracja wg metody Meratronika - numer układu/wyjście elementu logicznego.
Jeśli chodzi o połączenia to zaoszczędzono miejsce zajmowane przez przynajmniej 14 kołków czy tam przewodów zachowując zwarty montaż i brak plączących się dodatkowych wiązek.

Inny, znacznie prymitywniejszy numer zastosowano w rodzinie częstościomierzy Kabid-Zopan z wyświetlaczami LED. Tam pozostawiono ten sam obwód co w odmianach z wyświetlaczem nixie - odrębne uzwojenie transformatora sieciowego do zasilania wyświetlacza, prostowanie jednopołówkowe i kondensator o symbolicznej pojemności. Zmodyfikowano jedynie to dodatkowe uzwojenie na transformatorze i diodę na BYP401-50. Wysokonapięciowy elektrolit został ten sam. Sic.
W taki oto sposób 8 prądożernych wyświetlaczy produkcji CEMI miało "swoje" +5V, mocno tętniące (to akurat było nieestetyczne ale korzystne jeśli chodzi o moc wydzielaną w stadku 7447 i rezystorach szeregowych) i niestabilne (stąd brak jakichkolwiek chęci do wygaszania nieznaczących zer), ale nie obciążało tym samym głównej linii zasilania +5V, stabilizatora i co najważniejsze - bidnego prostownika na diodach BYP401-100 uwieszonego na... radiatorze w postaci aluminiowego słupka, rozgrzanego pod 90*C i jarającego płytkę drukowaną na ciekawy odcień. O zgrozo, wepchniętego pomiędzy stadko elektrolitów.
Pseudoracjonalizacja polegająca na zamianie znanych ze starszych modeli szerokich częstościomierzy prostowników z diodami BYP680 na silnie przeciążone BYP401 była iście szatańskim pomysłem.

Na bezpieczne wylutowanie wielonóżkowych elementów z druku dwustronnego jest sprawdzony kniff - stacja rozlutowująca. Pod tą szumnie brzmiącą nazwą kryje się po prostu coś w rodzaju automatycznego odsysacza sterowanego przyciskiem. Kiedyś były też odsysacze w postaci kolby z gumową gruszką.
Płytkę należy ustawić elementami do góry, od dołu zagrzać kolbą odsysacza tak, żeby stopiła się również cyna od góry i zassać. Podciśnienie z drobną pomocą grawitacji czynią cuda. W 99% przelotki zostają na właściwym miejscu.

[Marek 1974]

Jeżeli jesteśmy przy konstrukcjach Meratronik, to pochwalę się swoją konstrukcją, nigdy niedokończoną, ale działającą. To replika częstościomierza C-549, ale nowocześniejsza (miała być).



Zasilacz pewnie niektórych zaskoczy. Ale ten kawałek aluminiowej blaszki daje radę nawet przy zasilaniu z transformatora 18 V.

[AZ12]

Witam

Widziałem tą konstrukcję na innym forum. Gdyby zmodyfikować tą przetwornicę to można by miernik z innego źródła niż sieci energetycznej np: akumulatora samochodowego.

[kubafant]

Drodzy Koledzy,
Udało mi się dzisiaj poświęcić kilka minutek miernikowi. Z racji, że nie miałem tam komputera ani schematu działałem odrobinę "na ślepo". Przeprowadziłem kilka testów, w tym kluczowy - zwieranie odpowiednich punktów do masy. Znowuż z braku schematu nie chciałem kombinować z układami na płytce, więc zwierałem do masy nóżki wyświetlacza - dosłownie na mrugnięcie. Oczywiście wszystkie diody sprawne. Pozostają więc dwie możliwe przyczyny: uszkodzenie układu scalonego odpowiedzialnego za tę dekadę lub po prostu brak kontaktu w zasilaniu tego układu. Mówicie, że podają na trzecią nóżkę napięcia 0 V powinienem uzyskać zapalenie wszystkich diod? Który konkretnie układ mam sprawdzać?

[kubafant]

Piszę ponownie, aby podzielić się wynikami pomiarów. Zwieranie kolejnych wyjść układu do masy powoduje zapalanie się segmentów wyświetlacza. Zwieranie nóżki 3 (LT) do masy nie daje żadnych wyników, inaczej niż w przypadku pozostałych modułów, gdzie zapala się cała ósemka. W karcie katalogowej piszą, że warunkiem zapalenia się wyświetlacza przy podaniu stanu niskiego na nóżkę 3 jest stan wysoki na nóżce 4 (BI/RBO). W badanym układzie występuje tam napięcie 2,5 V (zdaniem miernika chińskiego) lub prostokąt o amplitudzie ok. 4,5 V zdaniem oscyloskopu. Tak czy owak powinno to umożliwiać zapalenie się wyświetlacza, a tak się nie dzieje.
Sprawdziłem obecność zasilania i masy. Wnioskuję, że winowajcą jest ten konkretny układ. Planuję nabyć egzemplarz i wymienić. Bardzo proszę o potwierdzenie mojego rozumowania lub ewentualną korektę.

Ogólnie to zauważyłem, że te cztery układy dość mocno się grzeją. Ale chyba tak powinno być, skoro pozostałe działają. Wszystkie cztery są jeszcze oryginalne, produkcji CEMI. Niektóre inne układy na płytce cyfrowej widać, że były wymieniane.

[^ToM^]

Nie potwierdzę, ani nie zaprzeczę jednak awaria tego układu jest prawdopodobna. Sprawdź jeszcze czy nie ma zimnych lutów. Jeżeli to nie poskutkuje to najprościej zakupić nowy układ i go wymienić. Wymianę przeprowadzamy za pomocą rozlutownicy. Jak nie ma rozlutownicy to wycinamy za pomocą cążek bocznych nóżki i delikatnie operując lutownicą wyciągamy resztki nóżek z padów. Inne metody spowodują odklejanie się ścieżek i uszkodzenie PCB.

Powodzenia!

[akordeonista]

Planuję nabyć egzemplarz i wymienić.

Jeżeli jeszcze nie kupiłeś tego dekodera - rozumiem, że chodzi o 7447 - to możesz go mieć gratis, bo znalazłem jeden w swojej garażowej szuflandii. Mieszkam w Warszawie na Mokotowie, dokładnie na Służewcu Przemysłowym - PW.