Очень часто при первом включении нового устройства на ум приходят кадры военной кинохроники. Лейтенант на фоне развалин машет пистолетом, перемазанный глиной сержантик крутит «адскую машинку»; и очередной мост «взлетает в воздух», унося за собой кучу подлых врагов.
Именно это мы только что наблюдали воочию. Микросхемам «посносило» крышу, от одного транзистора остались только ножки, и вся куча деталей стоимостью две-три сотни кровных превратилась в вонючий дым, поднимающийся к потолку наподобие ядерного грибка.
Примечание.
Это вполне закономерная расплата за самонадеянность. Нужно твердо запомнить одно правило, из которого не бывает исключений — первый вариант любой вновь созданной конструкции никогда не будет работать. Просто не будет.
Потому что такого не бывает, чтобы он заработал с первого раза. И, смело врубив питание, мы отправили наш шедевр не в первый путь, а в последний.
Причин, по которым устройство не будет работать, миллион. Это может быть потому, что мы упустили что-то важное в цепи рассуждений, когда разрабатывали схему. Это может быть неправильное прочтение или ошибка в документации. Это может быть ошибка при разводке печатной платы. Это может быть дефект монтажа. Это может быть все что угодно. И ваша задача — найти эту ошибку, а затем устранить ее.
Давайте вернемся к тому моменту, когда мы нажали кнопку «Вкл.».
Первое, что необходимо было сделать — визуально осмотреть монтаж. Делать это лучше не сразу после того, как плата допаяна, а на другой день. Хитрость проста — за ночь мы успеем немного подзабыть, что на этой плате делалось, поэтому на другой день мы будем на эту плату смотреть, а не угадывать, что на ней расположено. Поиск ошибок — самая трудная часть любой работы, потому что эту ошибку сделали мы с вами.
Цепочка рассуждений здесь предельно проста:
♦ вначале конструкции не было;
♦ затем она была придумана и изготовлена;
♦ кто ее придумал и изготовил? — вы!;
♦ в конструкции оказалась ошибка (вследствие которой она сгорела);
♦ откуда она там взялась? — ее сделали вы! Потому что больше некому!;
♦ вы ее нарочно сделали? — нет!;
♦ раз вы ее сделали не нарочно, значит, вы не знаете, где может быть ошибка? — нет, не знаем;
♦ а, следовательно, где эта ошибка может быть? — ошибка может быть в любом месте;
♦ знаете ли вы, где расположено это любое место? — нет, не знаем, иначе мы бы просто полезли туда и исправили ошибку;
♦ а, стало быть, где нужно искать вашу ошибку — правильно, ее нужно искать везде!
После того, как монтаж осмотрен, нужно брать в руки прибор, например, омметр со звуковой сигнализацией, и тупо, не пытаясь делать никаких умозаключений, «прозвонить» все дорожки печатной платы на предмет замыканий. Повторимся еще раз — не делая никаких умозаключений! Ибо неоднократно случалось, что две дорожки, расположенные чуть ли не в сантиметре друг от друга, и по этой причине якобы в принципе не замыкаемые, все-таки «звонились», а потом оказывалось, что идущие от них провода за каким-то чертом спаяны вместе (вот интересно, какой дурак их спаял?).
Следующий этап — пройтись по всем паяным соединениям, и убедиться, что вывод детали действительно припаян, а не просто торчит из кучки олова. Особенно внимательно нужно осмотреть ножки SMD-компонент — небольшой изгиб их, даже в сотые доли миллиметра, может привести к непропаянным контактам.
Совет.
При пайке горячим воздухом нужно убедиться, что конденсаторы, резисторы и прочая мелочь припаяна с двух сторон — поверхностное натяжение припоя запросто может поднять конец детали так, что он окажется неприпаянным.
Затем следует еще раз осмотреть монтаж, чтобы убедиться в том, что ни одна деталь не касается другой в тех местах, где между ними возможен нежелательный электрический контакт. И только после того, как все эти действия были сделаны, можно начинать выявление ошибок более серьезного уровня — ошибок в логике работы устройства.
Итак, исходя из правила «первый вариант никогда не работает», какие шаги нам нужно предпринять для проверки нашего устройства? Первый, и самый очевидный шаг — проверить работу драйвера UC3843. Памятуя, что смелая подача питания приведет к новому ядерному взрыву, проверять его работоспособность нужно, подав на него отдельное питание от низковольтного источника, например от аккумуляторной батареи. План прост:
♦ подать питание на драйвер;
♦ проверить наличие импульсов на выход драйвера;
♦ измерить их частоту.
Для осуществления этого плана нам потребуется:
♦ источник питания (например, аккумуляторная батарея);
♦ осциллограф;
♦ частотомер.
Неожиданно, правда? Список приборов впечатляет. Хотя, собственно говоря, впечатляться то особенно нечему. Ведь мы собираем первое устройство такого рода, и то, как оно будет работать — всего лишь наши домыслы, возможно, ничего в реальностью не имеющие. Поэтому-то нам и нужны все эти отнюдь не дешевые приборы — увидеть, что работа устройства соответствует нашим ожиданиям. И если для повторения кем-то придуманной и описанной конструкции очень часто ничего из вышеперечисленного не требуется, то при разработке нового без них просто не обойтись. Собираем схему для запланированных измерений (рис. 8.6).
Рис. 8.6. Схема проверки работоспособности драйвера UC3843
А теперь проанализируем, что у нас получилось:
♦ на ножке 4 микросхемы наблюдаем сигнал (точка А). Что ж, похоже, генератор работает;
♦ на ножке 6 микросхемы наблюдаем сигнал (точка Б). Выходной сигнал на микросхеме тоже присутствует;
♦ частота генератора — примерно 80 кГц, что и требовалось доказать.
Итак, можно считать, что драйвер работает так, как мы и ожидали.
Переходим к следующему шагу (рис. 8.7) — теперь нам необходимо проверить правильность работы логической части схемы.
Рис. 8.7. Схема проверки работоспособности логической части устройства управления
Вот что у нас получилось:
♦ на входе триггера присутствуют сигналы с выхода драйвера UC3843, как и ожидалось (точка А);
♦ на выходе триггера микросхемы присутствуют импульсы скважностью около двух (точка Б), что также соответствует нашим ожиданиям;
♦ на выходе инвертора, подключенном к драйверу IR2103, присутствуют импульсы скважностью около» двух (точка Б), что также соответствует нашим ожиданиям;
♦ на подключенном хитрым образом осциллографе («земля» — к одному из инверторов, «сигнал» — к другому) видны очень интересные импульсы (точка Г). Их наличие говорит нам о том, что, во-первых, импульсы на выходах инверторов правильно расщеплены по фазе, и во-вторых, что в них присутствует защитный промежуток, устраняющий сквозные токи в силовых ключах конвертора. Вот, кстати, еще один маленький секрет в радиолюбительскую копилку— «землю» осциллографа вовсе необязательно подключать к «земле» конструкции!