13 декабря 2021

Ремонт румпельного автопилота Simrad TP10

 На этот раз в "оч.умелые руки" попал румпельный автопилот Simrad TP10.
Девайс данного производителя попался мне первый раз и опыта его оживления у меня не было.

Со слов владельца, автопилот перестал нормально работать в режиме AUTO, хотя в режиме ожидания исправно двигал штоком при нажатии на синие кнопки.
При этом он его отдавал в ремонт "своим умельцам", которые с ним поковырялись, но ничего сделать не смогли.
Точнее, смогли, отпаяв с платы остатки разрушенного микроскопического "радиоэлемента о трех ногах". При этом прочитать маркировку этого элемента даже под микроскопом, у них так и не получилось...
Их попытки подобрать что-либо взамен, не увенчались успехом и они вернули неисправный девайс владельцу., который прислал его из-за границы мне.

Я не люблю браться за ремонт чего-либо, если в нем уже кто-то "ковырялся". Никогда не знаешь, что они там наколбасили. Но тут стало интересно и я решил попробовать.

И который раз подивился схемотехническим решениям производителя... 
Почему-то у данной модели не выведены наружу на кабель (и его разъем, которого почему-то не оказалось) сигналы NMEA, хотя на плате эти сигналы присутствуют. Просто не припаяли провода. Собственно, и в соединительном проводе их тоже нет, только два провода питания.  Почему, - первая загадка... 😉

Вот так выглядит плата (с двухсторонним монтажом) внутри

Провода питания обозначенные на плате, как red и black, по факту оказались brown и blue 😀Возможно, девайс на заводе собирали дальтоники ... Не думаю, что нынешний владелец избавился от оригинального провода с разъемом, заменив его на 2-х проводной. Да и к контактам NMEA на заводе никто не припаивал провода. Загадочное решение...

Место, где раньше стоял трехногий элемент Q13, рассыпавшийся при демонтаже "до меня", можно разглядеть на этой фото (снято через микроскоп):


При этом типоразмер отсутствующего элемента в корпусе SOT-75/SOT-416 всего 1,5х2мм. Элементы Q1 и Q2 слева и справа - в два раза крупнее (корпуса SOT-23).

В качестве лирического отступления надо заметить, что в радиоэлектронике используется много трех-контактных элементов, - это и транзисторы, и диоды, и сборки диодов, и сборки стабилитронов, и сборки стабилитрон+диод и так называемые цифровые транзисторы. В общем, "выбирай - не хочу"! 😍
Вот только тут надо точно знать, что там стояло, иначе толка от выбора будет мало.

Как ни странно, в инете нашлось даже service manual на эту модель.
Но!...
То, что там было нарисовано на электрических и монтажных схемах, совсем не соответствовало реальной плате. То есть совсем! Почему - вторая загадка производителя! 💥

Тогда пришлось взяться за карандаш и бумагу и начать рисовать "свою схему", чтобы понять, а что же хотел сказать "конструктор этой хрени".
Нарисовав кусок схемы, я попытался ее как-то приложить к той "оригинальной от производителя", но она вообще была "из другой галактики".

Тогда в ход пошла "тяжелая артиллерия" в виде осциллографа с изучением сигналов на оставшихся элементах.
Выяснилось, что с выхода процессора на этот "кусок схемы" подается вполне себе красивый меандр, который после "волшебного преобразования схемой" должен подаваться на обмотку возбуждения индукционного компаса, установленного внутри девайса.

Я первый раз увидел индукционный компас с "чем-то залитым внутри"
И что удивительно, в этой "жиже" на поверхности плавала металлическая шайба 👍

Понятное дело, что без одного из элементов схемы, этот сигнал никуда не приходит и стало ясно, почему при включении автопилота в режим auto, он через 5 секунд сам вырубался в режим standby. Умный, однако...

Оставалось определить, что же там стояло изначально...
Хотя это не давало гарантии, что все заработает. Ибо сгореть мог и не только этот загадочный Q13. Но поиски надо было начинать именно с него.

Расстраивал "очень мелкий размер" этого элемента. С одной стороны они не очень популярны для монтажа, а с другой - это сужало поиски.
На первых порах вместо "родного" Q13 на проводочках был припаян мелкий транзистор, соответствующей проводимости, но это не заставило девайс работать.
И даже наоборот, он перестал нормально работать даже в режиме standby и у него аж в пять раз вырос ток потребления в этом режиме.
Значит, транзистор отпадает...
Или транзистор должен быть не "совсем нормальным", а то, что называют красивым словом "цифровой транзистор".
Но зачем! Зачем усложнять схему и использовать "редкоземельные элементы", когда полно ширпотреба в стандартных корпусах? Очередное "зачем" в адрес разработчика...

Использование программы-симулятора электрических цепей не помогло, так как в набор ее элементов не входят цифровые транзисторы. А с обычными, симулятор говорит, - что все работает. Но только на экране монитора, а по факту - нет 😕

Несмотря на не популярный типоразмер отсутствующего элемента, цифровых транзисторов в этом размере и нужной проводимости, существует почти пару сотен. Кому интересно, могут посмотреть на список тут. 
Что же там стояло по умолчанию, - пока не известно.
Для интереса решил посмотреть, а что же сигнал должен быть на катушке возбуждения. Для этого взял тестовый набор от Raymarine и пощупал осциллографом его катушку. И вот, что там увидел...

Это конечно не синус, но как-то больше похоже на то, что как мне кажется, должно быть на катушке компаса 😀
Тогда я решил на макетной плате "построить цифровой транзистор" из обычного, плюс всякие навесные элементы, и подпаять его проводами к плате на место отсутствующего элемента. Методом подбора навесных элементов, было найдена конфигурация, при котором девайс ожил!
При этом ток потребления упал до 80мА (что очень хорошо) и на катушке появился желаемый сигнал

Теперь в режиме auto, при повороте девайса в сторону, он "елозит" штоком, пытаясь поставить руль в нужное положение для компенсации изменения курса.
Эти эксперименты заняли почти 5 дней (для тех, кто интересуется трудозатратами).

Теперь осталось заказать в ЮВА нужный элемент "экзотического типоразмера", чтобы запаять его на плату "как было". Ибо хочется, чтобы все было "красиво".
На просторах РФ такие "редкоземельные элементы" не используются. И это правильно!

Вот только вопрос, - ЗАЧЕМ все это было так сделано разработчиками из Simrad, меня до сих пор не покидает 😆

P.S. Если вам надо починить "что-то морское", - обращайтесь!