Cara Menguji dan Memperbaiki Cacat PCB: Panduan Ahli Langkah demi Langkah

Mendiagnosis Papan Sirkuit Cetak (PCB) yang Rusak

Sebelum membahas detail tentang papan sirkuit cetak (PCB), ada beberapa konsep dasar sirkuit listrik yang perlu Anda ketahui.

Listrik: Listrik adalah energi yang disuplai kepada setiap instrumen, mulai dari lampu kecil hingga mesin berat. Secara sederhana, listrik adalah aliran elektron dari satu level ke level lain (biasanya dari level yang lebih tinggi ke yang lebih rendah).Dalam sirkuit listrik, selalu terdapat sumber tegangan atau arus, komponen sirkuit, dan aliran listrik selalu bergerak dari level tegangan positif ke level tegangan negatif.

Tegangan, arus, resistor, kapasitor, dan induktor dianggap sebagai elemen primer dalam setiap skenario listrik yang disebut sirkuit. Arus listrik dapat berbentuk arus AC (alternating) sinusoidal atau arus DC (direct) berupa garis lurus.

Dalam pengembangan perangkat keras sirkuit listrik, pemasangan semua komponen sirkuit pada satu tempat atau papan yang sama disebut dengan desain PCB.

Papan Sirkuit Cetak (PCB) adalah nama umum yang digunakan untuk papan listrik ini. Secara historis, PCB dikembangkan melalui prosedur penambangan titik-ke-titik yang rumit, dan sirkuit tersebut sangat rentan terhadap kegagalan atau kerusakan. Setelah itu, teknik desain yang lebih akurat dan aman dikembangkan.

Komposisi papan sirkuit cetak saat ini terdiri dari empat komponen utama:

1. Silkscreen
2. Solder Mask
3. Tembaga (Copper)
4. Substrat berupa serat kaca halus (fiberglass)

PCB lama bersifat lapis tunggal, namun saat ini PCB multi-lapir hadir dan digunakan di pasaran. PCB multi-lapir digunakan karena kompleksitas sirkuit listrik juga telah meningkat.

PCB yang baru dikembangkan memiliki komponen dengan pitch tinggi di mana sebagian besar komponen tidak teridentifikasi, tidak dapat diuji, dan melibatkan teknik troubleshooting serta perbaikan yang kompleks. Papan sirkuit lama dapat diperbaiki menggunakan peralatan pengujian otomatis, namun saat ini hal itu tidak lagi memungkinkan. Teknik troubleshooting yang digunakan adalah:

Teknik Troubleshooting PCB

1. Pemeriksaan sambungan solder
2. Pelacakan masalah
3. Troubleshooting elemen diskrit
4. Pemeriksaan rangkaian terpadu (IC)
5. Penggunaan bantuan perangkat lunak
6. Pemeriksaan visual
7. Pengujian fungsional

Sebagian besar teknik ini tidak berfungsi saat harus menghadapi papan sirkuit modern.

Teknik analisis tanda VI yang baru dikembangkan merupakan yang terbaik untuk troubleshooting elemen sirkuit yang lengkap.

Analisis Tanda Analog untuk Menguji Papan Sirkuit Cetak (PCB) yang Tidak Daya

Ini adalah salah satu perangkat penting terbaik yang digunakan untuk analisis mendetail komponen yang rusak dalam sirkuit. Ini adalah salah satu pilihan terbaik untuk menguji PCB ketika tanda komponen atau dokumentasi telah hilang. Pengujian ini tidak membutuhkan suplai daya, sehingga sangat baik saat kita ingin memeriksa papan yang rusak atau mati karena tidak aman untuk menyalainya.

• Anda juga dapat membaca: Apa itu Arduino dan Cara Memrogramnya?

Sinus gelombang disediakan ke komponen tertentu yang diuji menggunakan dua probe. Arus, tegangan, dan pergeseran fase yang dihasilkan ditampilkan pada LCD. Arus berada pada sumbu Y sementara tegangan berada pada sumbu X, dan jejak hasilnya ditampilkan sebagai tanda pada layar. Untuk menggunakan perangkat ini, Anda perlu memiliki pengetahuan teoritis yang kuat tentang tanda-tanda berbagai komponen, dan pemahaman lengkapnya diperlukan.

Strategi untuk Mendiagnosis PCB yang Rusak

Ada tiga tahap berbeda dalam teknik ini.

1. Deteksi kesalahan menggunakan instrumen VI. Tinggi pin count yang tidak teridentifikasi diuji dengan tegangan bergantian.
2. Tahap kedua adalah mendeteksi lokasi kesalahan. Ini menangani analisis kecil untuk menentukan komponen yang rusak. Namun berbeda dengan pengujian fungsional, teknik ini hanya melakukan pengujian pada tahap masukan dan keluaran.
3. Pada tahap ketiga, komponen fungsional baru ditempatkan dalam sirkuit setelah komponen yang rusak dihapus.

Analisis/Hasil

Dalam sirkuit listrik, semua komponen berada dalam rangkaian seri, paralel, atau campuran keduanya (Seri-Paralel), sehingga menjadi tidak mungkin untuk mengidentifikasi tanda-tandanya. Oleh karena itu, solusi yang paling tepat dalam skenario ini adalah mengambil PCB baru dan membandingkan tanda-tanda dari yang rusak dengan tanda-tanda dari yang berfungsi.

• Anda juga dapat membaca: Alat Desain & Simulasi untuk Insinyur Listrik/Elektronika

Untuk membandingkan tanda-tanda, hal pertama yang dilakukan adalah mengambil semua tanda-tanda dari PCB yang rusak dan PCB fungsional baru jika tersedia. Jika tidak, Anda harus memiliki tanda-tanda komponen yang tersimpan. Namun, jika Anda memiliki PCB yang sepenuhnya berfungsi, ambil semua tanda-tandanya menggunakan multimeter. Tegangan, resistansi, arus, dan induktansi setiap komponen dihitung dan kemudian dibandingkan dengan semua tanda-tanda dari PCB yang rusak (Papan Sirkuit Cetak).

1. Pertama-tama, segarkan semua titik (hapus solder kering atau rusak jika ada) dan bandingkan tanda. Jika tanda cocok, kesalahan telah dihilangkan; jika tidak, lanjutkan ke langkah berikutnya.
2. Pada langkah ini, pelacakan dilakukan karena terdapat banyak jejak dalam PCB, sehingga ada banyak peluang jejak mengalami kerusakan. Jika ada jejak yang rusak, kabel jumper dapat digunakan untuk memperbaiki jejak.
3. Ini adalah langkah terakhir di mana pengujian fungsional dilakukan pada setiap pin rangkaian terpadu linear. Masukan dan keluaran pada setiap pin IC diperiksa apakah cocok dengan data sheet asli. Jika cocok, maka baik; jika tidak, Anda harus menghapus IC tersebut.

Baca juga:

• Cara Memrogram Mikrokontroler PIC18 dalam C. Langkah demi Langkah
• Cara Menguji Baterai dengan Test meter?
• Apa itu Efisiensi Motor & Cara Meningkatkannya?

Referensi: Analog Signature Analysis, Saelig Co. Inc.