مهارات وأدوات لفحص واصلاح الكترونيات المصاعد

للاقتراب من القطع او الدارات الالكترونية فى مجال المصاعد ينبغى الالمام ببعض المعلومات المهمة عن انواع الدوائر الالكترونية وطبيعة تكوينها وكذلك الاختلافات فيما بينها من ناحية خصائص المكونات والمستويات المنطقية وان نتعرف على ادوات القياس والفحص المهمة وبعض المهارات الفنية التى تساعدنا على استكشاف الاخطاء وتشخيصها وحلها بشكل فعال وهذا ما سنتناوله فى هذه التدوينة

انواع الدوائر الالكترونية

يمكن التعبير عن الكميات الفيزيائية كالجهد الكهربى او الحرارة أو الوزن او السرعة او المسافة اوغيرها من الكميات بقيم رقمية أو تناظرية وهذان التعبيران يحددان طريقة صياغة الدائرة الالكترونية وطبيعة تكوينها وما يتحكم فى اختيارنا لأى تعبير منهما هو الهدف من القياس

يمكن تبسيط التعبير التناظرى -التماثلى- analog بأنه تحديد القيمة التى نود قياسها بدقة فقد تكون بالصفر أو السالب أو الموجب أو الى مالا نهاية ∞ وهذا التعبير يستخدم لتمثيل العالم الحقيقى - الواقع- ويستخدم غالبا مع القيم المتغيرة بتغير الزمن او اى متغير اخر

إذا كان لدينا مثلا مقاومة متغيرة ونود معرفة تأثر الجهد أو التيار بتغير قيمة المقاومة فإننا بحاجة الى التعبير التناظرى حيث انه كلما تغيرت قيمة المقاومة الكهربية زيادة او نقصان سيخبرنا التعبير التناظرى عن القيمة الفعلية للجهد او التيار مع كل تغيير

اذا كان لدينا محرك لمصعد ونريد متابعة التغير فى درجة حرارته مهما كان التغير كبيرا أو طفيفا متزايدا او متناقصا سيلزمنا الاستعانة بالتعبير التناظرى لمعرفة درجة الحرارة الحالية

اذا اردنا متابعة مقدار الشد الواقع على حبال المصعد او مقدار الوزن الموجود داخل عربة المصعد سيلزمنا ايضا الاستعانة بالتعبير التناظرى

اذا اردنا متابعة مسافة تحرك عربة المصعد صعودا او هبوطا فى كل وقت سنلجأ الى التعبير التناظرى

اما التعبير الرقمى digital فيستخدم لتمثيل العالم الافتراضى حيث يتم تمثيل القيمة العددية للكمية المادية بالخطوات المكملة لها او بمستويات منفصلة محددة سلفا فنكون بصدد معرفة حالة معينه وليست قيمة متغيرة نود متابعتها فمثلا نجد انفسنا ملزمين بمعرفة حالة فصل او توصيل أو حالة ارتفاع أو انخفاض طويل أو قصير ابيض او اسود وهكذا فلذك نجد ان التعبير الرقمى يصاغ بعدد كالصفر أو الواحد فيما يعرف بالثنائيات

معظم الانظمة الرقمية المستخدمة حاليا هى ثنائية على الرغم من استخدام المنطق العشرى او الستة عشرى الا ان النظام الثنائى مناسب تماما للتطبيقات الالكترونية لان 1 أو 0 يمكن ان تعبر عن وجود الجهد الكهربى أو عدم وجوده او للتعبير عن جهدان مختلفات احدهما مرتفع والاخر منخفض ولكن عند التعبير عن مستويات مختلفة للجهد بالمنطق العشرى فإن الخطأ سيشوب النتائج وستبدو غير عملية بينما فى النظام الثنائى سنكون بحاجة الى المزيد من الارقام للتعبير عن القيم وهذا ليس بمشكلة

من المؤكد ان عالمنا الحقيقي هو تناظري وليس رقمي ولكن معداتنا الرقمية لديها مدخلات من شأنها أن تمكنا من قبول الإشارات التناظرية بعد توهينها او تضخيمها ثم يتم تحويل هذه الطاقة إلى تيارات من نبضات رقمية الى حد ما عن طريق جهاز بسيط يعرف بمحول التناظرية إلى الرقمية وبالمثل عندما نكون بحاجة الى نتائج تناظرية (على سبيل المثال تشغيل مكبر الصوت) فأن الحل هو المحول من الرقمي إلى التناظري

اذا كنا بصدد التعامل مع كمية فيزيائية ما ونحتاج الى ربط الحساس الخاص بقياسها بالحاسب الالى او لوحة الكترونية ليظهر على الشاشة القيمة الفعلية كأرقام او اتخاذ اجراءات معينه سيلزمنا هنا الدمج بين التعبيرين التناظرى والرقمى مع وجود محول بينهما

أول جهاز رقمى تم بناؤة كان يتكون من مفاتيح ميكانيكية ومرحلات (ريليهات) ومع موثوقيته العالية الا ان الحجم وكمية الحرارة والتكلفة كانت كبيرة ايضا ومع التطور الذى بدأ منذ عام 1940م فى تصنيع الصمامات والموحدات والترانزستورات والدوائر المتكامله فتم تخفيض الحجم والحرارة والطاقة والتكلفة ايضا هذا وتتوافر ميزات الاتصالات الالكترونية فى الكثير من المجلات مثل الهواتف النقالة و السنترالات والتطبيقات الصناعية المختلفة وكذلك نظام التحكم فى المصاعد ايضا

الفولتية المرتفعة والمنخفضة 

تختلف الفولتية المرتفعة والمنخفضة للدارة باختلاف طبيعة المكون ويلزم معرفة هذه الفروقات والمستويات المنطقية للتشخيص الصحيح

عادة ما يتم قدح Transistor-transistor logic

(TTL)  ب +5 فولت كحد اقصى وتجاوز قيمة 5.25 فولت ربما يسبب تعطل او تلف الجهاز كما إن المستوى المنطقي (1) يتراوح بين 2.8 فولت وحتى 5 فولت
أما المستوى (0) فهو من 0 فولت وحتى 2.7 فولت

اما عائلة Complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) فهى تعمل على تغذية تتراوح بين 3 إلى 15 فوت كما أن جهود المستويات المنطقية المدعومة تتعلق بالمنبع الذي تعمل عليه VDD  ومن خلال التجربة تبين بأن المستوى المنطقى 1 هو عبارة عن 2/3 من جهد المنبع VDD أما المتسوى المنطقي 0 فهو عبارة عن 1/3 من جهد المنبع VDD

بمعنى انه لو كان المنبع الخاص بنا والذي يغذي دارة الـ CMOS هو 5 فولت فإن المستوى 1 المنطقي يكون تقريبا حوالي 3.33 -> VDD أما المستوى 0 المنطقي يكون حوالي 0 ->1.6 V أما المجال المحصور بين 1.6 فولت و 3.33 فولت هو مجال غير معرّف بالنسبة لهذه الدائرة

لذا يجب أن نأخذ هذا الموضوع بعين الإعتبار عندما نقوم بتوصيل مجموعة دوائر مع بعضها منها ما هو TTL ومنها ما هو CMOS وذلك للحصول على النتائج الصحيحة

في مجال الاإلكترونيات والدوائر المتزامنة خصوصاً تستخدم اشارة الساعة للتعبير عن نوع محدد من الإشارة المتأرجحة بين الحالة المرتفعة والمنخفضة وتنتج عن مولد نبضات رغم أستخدام طرق أخرى أكثر تعيداً لتوليدها وأكثر إشارات الساعة شيوعاً هي التي تستخدم نموذج موجه مربعة الشكل خلال 50% من النبظة الواحدة في العادة مع تصحيح التردد وتستخدم إشارة الساعة للمزامنة وقد تصبح الدائرة نشطة سواء عند الوصول إلى قمة الإشارة أو قاع الإشارة أو في حالة معدل البيانات المضاعفة كلاهما عند قمة و قاع تردد الساعة

مضاعف الساعة يعزز السرعة للاستفادة من المعالج الدقيق بحيث يمكن تشغيله بشكل أسرع من معدل الدوائر الأخرى وهو السبب فى ان أجهزة الكمبيوتر الحديثة أسرع من اى وقت مضى مما يحسن من الأداء

ادوات استكشاف الاخطاء 

توجد بعض الادوات المهمة التى يتم استخدامها فى فحص الدوائر الالكترونية لاستكشاف الاخطاء واصلاحها Troubleshooting وسنتناول منها المقياس الرقمى المتعدد وراسم الذبذبات والاستكشاف المنطقى والنابط المنطقى والمتتبع الرقمى للتيار

المقياس الرقمى المتعدد

المقياس المتعدد Multimeter هو ابسط ادوات التشخيص واكثرها شيوعا لدى الفنيين ففى وضعية الاوم يمكن بسرعة الكشف عن اللحامات والتوصيلات كما انه اداة جيدة لفحص القطع الالكترونية مثل الثنائيات والمكثفات حتى وهى وضعية توصيل التغذية اما فى وضعية الفولت فهى ممتازة للتحقق السريع من تغذية واخراج مغيرات التردد والثلاث فازات مع بعضها ومع خط التعادل ونفس القياسات عند المحرك نفسه

يمكن بواسطته ايضا فحص خط التيار المستمر ومكوناته فى مغير التردد كما يمكن وفى وضعية قياس التيار المستمر فحص الدائرة لمعرفة المستويات المنطقية 0،1 ومدى صحة فولتية التغذية

يجب مراعاة أن أي قياسات للجهد لا تسبب تحميل على الجهاز او الدائرة قيد الفحص او ان الفحص لا يلحق الضرر بالمقياس الرقمى نفسه او ظهور نتائج خاطئة للقياسات

للاستخدامات المنزلية او لمجرد فحص الوصلات وقياسات بسيطة يمكن هنا الاستعانة بالنوعيات منخفضة الثمن - فى حدود 130 جنيه - من المقياس الرقمى اما للتشخيص الدقيق والمزيد من المميزات فيلزم هنا استخدام نوعيات جيدة وراقية

راسم الذبذبات

إن راسم الذبذبات Oscilloscope المختلط (MSO) هو أداة ممتازة تسهل العمل وتجنبنا العديد من مشاكل استكشاف الاخطاء واصلاحها التى كنا نواجهها سابقا فجهاز MSO قادر على إظهار أشكال الموجة التناظرية والرقمية في وقت واحد وبشكل مؤقت (مع نفس المحور X) مما يجعله الأداة المناسبة لسهولة للفحص

الاستكشاف المنطقى

فاحص المنطق Logic Probe ممتاز للتحرك بسرعة بين المداخل والمخارج للتحقق مما إذا كانت حالة المستوى المنطقى عالية أو منخفضة أو غير موجودة وهو يتكون من جسم مضغوط به نقطة موصلة في أحد طرفيه وفى الطرف الاخر رأسان واحدة حمراء وأخرى سوداء

يتم توصيل الرأس السوداء بالارضى او الطرف السالب للتغذية بينما الراس الحمراء ستتصل بطرف التغذية الموجب او طرف اخر ملائم

يسمح مفتاح الانزلاق على الجسم بإعداد Logic Probe للعمل على دائرة TTL أو CMOS حسب الرغبة كما انه يحتوى على مؤشرات ضوئية وصوتيه ويتمتع بمقاومة عالية عند ملامسته للدوائر مما يقلل من احتمالية تعطله هو او الدائرة قيد الفحص وبما انه يعمل على تغذية الدائرة نفسها فهو لا يحتاج لبطارية خاصة به

النابض المنطقى

الوضع الشائع هو أن تكون الدائرة تحت الاختبار متصلة بمنبع التغذية وفى هذه الحالة نستخدم الاداة السابقة للاستكشاف المنطقى ولكن عندما لا نجد تغذية للوحة او الدائرة فسنستعين ب Logic Pulser وهو يشبه الى حد كبير فى الشكل والتركيب اداة Logic Probe

المتتبع الرقمى للتيار

الفكرة الأساسية ل Digital Current Tracer هي أن المتتبع يكتشف المجال المغناطيسي الذي يحيط بموصل كأثر عن التيار المتدفق ولا يهم ما إذا كان موصل معزول او غيرمعزول وللعمل بشكل صحيح يجب أن يتم وضع المتتبع عموديا فوق الموصل ويستجيب متتبع التيار لمدى واسع عادةً من 1 مللي أمبير إلى 1 أمبير ويوجد مؤشر ضوئى LED بارز في طرف المجس ويختلف سطوعه بحسب مقدار التيار

امور فنية مهمة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها

إلى جانب استخدام أدوات استكشاف الأخطاء وإصلاحها الموضحة أعلاه فإن هناك بعض الإجراءات الأخرى التي تكون فعالة في تحديد الدوائر او المكونات المتعطلة وهذه الملاحظات التالية تنطبق على كل من المشاكل الرقمية والتناظرية

عادة ما تحتوى اى قطعة الكترونية على نظم فرعية موازية -متطابقة جزئيا أو متطابقة تماما - على سبيل المثال سيكون لمجموعة من المصاعد أو مصعد واحد يخدم العديد من الطوابق دوائر خاصة بالباب او الحساسات او المتحكمات وعادة ما تكون  متطابقة إلى حد كبير ففي مثل هذه الحالات يمكن تبديل أجزاء لمعرفة ما إذا كان ان التبديل حل مناسب لحل المشكلة

عادة ما تحتوى المعدات على مكونات وكابلات وبمجرد تبديل التوصيلات يمكن بسهولة معرفة هل التوصيل كان صحيحا ام لا فإذا كان التوصيل صحيحا قبل التبديل سيتوقف الجهاز بعد التبديل واذا كان غير صحيح فسيعمل الجهاز بعد التبديل ويلزم اتخاذ الحذر فى مثل هذا الاجراء حتى لا نضع طرف فى مربط قد يسبب تلف الجهاز

احيانا يكون من الحكمة ان نستفيد ببعض التقنيات التى تبدو لنا سلبية كخاصية امساك القراءة hold فى المقياس الرقمى والتى تسبب تثبيت القراءة المكتوبة على شاشة الجهاز بمجرد الضغط على زر hold وعلى الرغم من ان هذا الاجراء مفيد الا انه يجب الانتباه عند اخذ قراءة اخرى ان هذا الزر غير مفعل حتى لا نخطئ فى الاجراءات التالية

ينبغى ملاحظة ما إذا كان للحرارة أو الاهتزاز أو الاتربة او الرطوبة او اى عامل بيئى اخر دور فى تسبيب العطل فربما تؤدى مثل هذه العوامل الى عزل احد المكونات أو الوصلات أو ابعادها عن مكانها وفى بعض الاحيان نجد ان العطل غير ثابت فيحدث فى بعض الاحيان ثم يختفى ولكن الفنيين المحترفين لديهم الخبرة الكافية للتحقق من تأثير الحرارة والبروده على القطعة او المكون فقد يكون من المناسب تسخين بعض القطع بواسطة كاوية اللحام من بعيد لملاحظة وربما يسبب ذلك تلف قطع اخرى فيرجى الحرص

هناك مبرد يتوفر تجاريا فى شكل عبوات رش يستخدم ايضا للتحقق من تاثير البرودة والحرارة فإذا تم رشه على السطح واختفى العطل فإن الحرارة هى السبب فى العطل

بعض المهارات والافكار تصلح فقط لمجرد التشخيص ولكن الحلول الفعالة تكمن فى معالجة السبب واصلاح او استبدال الجزء المعطوب وفى بعض الاحيان ربما يساعدنا على التشخيص ان نتحقق من اللحامات او ان ننزع بعض المكونات المشكوك فيها والتى لا تؤثر على باقى الدائرة وربما يساعدنا التركيز على كل دائرة على حدة بفصل طرف تغذية من كل الدوائر المتشابه واعادة تشغيلها واحدة تلو الاخرى لمعرفة اى منها هو السبب