DJI Phantom CNC Brushless PTZ Gimbalin piirilevyn korjaus

Sain viime viikolla hutasu.netin sivuston vierailijalta Tepolta yhteydenoton, missä hän kertoi päästäneensä yllä olevan kuvan mukaisesta laitteesta maagiset savut pihalle. Teppo oli kytkenyt Gimbalin ohjainpiirilevylle menevät käyttösähkön johtimet väärin päin, ja tästähän piirilevy ei ollut pitänyt. Teppo korjasi kytkennän, mutta ohjainkortti ei enää lähtenyt päälle ja ongelma oli syntynyt.

Teppo kyseli minulta apua, josko tietäisin etelän suunnilta ketään, joka voisi auttaa, mutta kun nimiä ei tullut mieleeni ehdotin että hän lähettäisi piirilevyn minulle korjattavaksi. Ja niinhän Teppo tekikin!

Kirjelähetys

Kirjeessä sain alla olevan kuvan mukaisen ohjelappusen sekä itse piirilevyn ja palautuskuoren. Koska piirilevy on pienikokoinen ja kevyt, ei postimaksuihinkaan uponnut kuin postimerkin ja kirjekuoren hinta kaksinkertaisena (lähetys/palautus). "Datasheetissä" kerrotaan, että tämän kapistuksen käyttöjännite on 12 volttia ja piirilevyä vähän aikaa tarkasteltuani aavistelin, että "olisikohan tästä vain regulaattori hajonnut". Ei muuta kuin testailemaan.

Vianetsintä

Viritin aluksi laboratoriovirtalähteeni datasheetissä mainittuun 12:eentoista volttiin ja asetin virtarajaksi noin 100 mA.

Jännitelähteeseen säädetään nominaali käyttöjännite sekä virranrajoitus asetetaan pienelle virralle.

Kytkin banaanijohtimet hauenleukojen avulla syöttöjännitteeseen ja aloin mittailemaan minne kaikkialle sähkö tulee. Alla olevassa kuvassa käyttösähkö tulee punaisella ympyröidyn regulaattorin 1-nastaan, joka on regupiirin 78D05AL INPUT-nasta. Tästä mitattuna näkyy yleismittarilla 12 volttia joten lähdössä pitäisi olla 5 volttia, koska kyseessähän on jänniteregulaattori. No mitään tässä ei kuitenkaan näkynyt, muuta kuin nolla volttia, niin helppo päätelmä oli että tämä tästä ainakin on palanut.

Pääepäilty on punaisella ympyröity.

Seuraavaksi todensin toiminnan ja johtopäätelmäni ennen muihin toimenpiteisiin ryhtymistä syöttämällä jänniteregulaattorin OUT-nastaan (3) sitä jännitettä mitä siinä pitäisi olla, eli 5 volttia.

Jännitelähteeseen säädetään regulaattorin lähtöjännite

Ja tadaa! Ainakin tässä ledit alkoivat vilkuttelemaan. Tästä voinee päätellä, että ainakin tämän levyn "aivot" eli mikrokontrolleri on kunnossa. Alla olevat moottoriohjainpiirit olisi hyvä ollut myös tarkistaa, mutta niiden toiminnallisuutta olisi hankala ollut testata ja varmistaa, koska muut osat ympäriltä puuttuvat.

Miksi tämä regulaattori meni rikki?

Kysyin otsikon kysymyksen itseltäni ja palasin regulaattorin datalehden ääreen. Löysin datalehdestä piirin sisäisen kytkennän ja hetken sitä tuumailtuani havaitsin, että jos tämän piirin kytkee väärinpäin sähköön, niin punaisella piirrettyä reittiä pitkin kulkee niin paljon sähköä 12 voltilla kun vain akusta lähtee. Ja koska kyseessä mitä todennäköisemmin on ollut LiPo-akku, koska kopterista on kyse, niin tämä reitti lienee kaikista todennäköisin joka vaurion on aiheuttanut.

Punaisella merkitty virtareitti kun käyttösähköt ovat väärinpäin

Kuvassa diodi Z1 on ollut tässä tilanteessa johtavassa tilassa ja transistorin T10 kannan ja kollektorin väliin on jäänyt noin 11 volttia. Koska transistorin T10 kannalta kollektorille päin voidaan ajatella, että siinä on toinen diodi myötäsuuntaan, niin näiden komponenttien osalta jännitehäviö on vain pari volttia ja koska diodi ei rajoita virtaa mitenkään, niin näihin on syntynyt suuri tehohäviö eli savut ovat päässeet karkuun.

Transistorin T10 kantaa, kollektoria ja emitteriä voi yksinkertaisesti ajatella myös tämän kuvan kautta, jolloin yllä oleva selitys avautuu ehkä hieman paremmin:

NPN-Transistorin periaaterakenne diodeilla esitettynä.

Asiaa voidaan tutkia myös simulaatiolla, joka varmistaa teorian oikeellisuuden. Simulaatioon on lisätty 1 ohmin vastus, vaikka sitä ei todellisuudessa olekaan, koska muuten virta olisi sangen suuri simulaatiossa ja tulokset hämmentäviä.

NPN transistorin väärin päin kytkennän simulointi

Varaosa

Koska minulla ei ollut kaapissa tähän ulkomuodon puolesta sopivaa regulaattoria, päätin käyttää kuitenkin elektronisesti yhteensopivaa STMicroelectronicsin L7805ABV regulaattoria.

Jouduin taittelemaan kopan jalkoja hieman alla olevan kuvan mukaisesti, että saan regulaattorin mahtumaan piirilevylle. Regulaattorin takapuoli on GND eli maa, joten tämä orientaatio on parempi oikosulkujen ehkäisemiseksi.

Tähän olisi toki voinut pudottaa vielä tipan kuumaliimaa regulaattorin kylkiin, mutta koska en tiennyt joutuuko Teppo tätä vielä muokkailemaan asentaessaan Gimbalia paikalleen niin jätin sen tekemättä.

Eikun palautuskuoreen ja postiin - asianmukaisesti pakattuna toki. Päivän hyvä työ tehty!

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *