Menguasai Troubleshooting PCB: Panduan Akhir untuk Mengidentifikasi dan Memperbaiki Masalah Umum

Mengenai PCB Troubleshooting, umum bahwa sebagian PCB yang dibuat gagal tes kontrol kualitas. Jadi troubleshooting PCB biasanya satu-satunya cara untuk menyelamatkannya. Troubleshooting PCB adalah, oleh karena itu, upaya menghemat biaya yang penting untuk fabrikasi elektronik PCB.

Namun, kadang-kadang, mungkin lebih mudah atau lebih murah untuk membuang perangkat yang berfungsi tidak normal atau menggantinya dengan yang baru. Ini menimbulkan banyak pertanyaan mengenai cakupan troubleshooting PCB.

Untuk pemula, pengalaman Anda dengan troubleshooting dapat menentukan apa yang dapat Anda capai dengan troubleshooting PCB. Mereka yang di dekat asal kurva pembelajaran akan mengalami kesulitan paling besar bekerja dengan opsi troubleshooting PCB.

Dossier ini adalah wawasan dalam tentang troubleshooting PCB, untuk membantu Anda melewati kurva pembelajaran dengan mudah. Ini mengungkapkan wawasan tentang cakupan troubleshooting, untuk membantu Anda membuat keputusan yang tepat tentang PCB yang rusak.

PCB Troubleshooting

Overview of PCB Troubleshooting

Kualitas perangkat PBC bergantung pada tingkat presisi di mana ia melaksanakan fungsinya. Namun, input manusia dalam proses pembuatannya dapat menghasilkan Trojan horses.

Kesalahan manusia murni biasanya adalah penyebab utama cacat pada PBCs. Beberapa kesalahan ini meliputi komponen yang disolder salah, penggunaan tegangan yang tidak tepat, dll. Namun, ada sejumlah cacat lain yang bukan hasil langsung dari kesalahan manusia, seperti degradasi komponen.

Namun hal yang umum tentang kedua kumpulan kesalahan adalah sebagian besar cacat ini biasanya sulit untuk dipecahkan. Dalam kasus semacam itu, teknik troubleshooting membantu Anda membuka wawasan.

The Scope of Issues Which PCB Troubleshooting Deals With

Operasi elektronik PCB berputar di sekitar listrik yang merupakan aliran elektron dari satu level ke level lain. Fungsi elektronik PCB didasarkan pada pengaturan tegangan dan arus dalam papan sirkuit.

Elemen yang memberikan atribut pengaturan ini pada elektronik PCB meliputi resistor, kapasitor, induktor, dan kabel yang disolder. Namun, kerusakan akibat lonjakan tegangan dan toren arus berlebihan dapat mengganggu pola aliran elektron di papan.

Sebagian besar cacat yang dihasilkan dari gangguan semacam ini dikenal sebagai kegagalan intermiten.

Factors That Determine Which Troubleshooting Technique Is the Most Effective in a Given Case

Jumlah lapisan, ukuran, rentang komponen, dll., mempengaruhi kelayakan teknik troubleshooting PBC yang digunakan. Papan yang sangat canggih kemungkinan besar akan memerlukan Anda untuk troubleshooting menggunakan peralatan khusus.

Namun, peralatan listrik dasar akan membantu Anda berhasil melakukan troubleshooting PBC sebagian besar waktu. Itu karena, secara umum, PBC cukup mudah untuk ditroubleshooting. Anda, oleh karena itu, akan merasa mudah untuk melakukan troubleshooting PBC rata-rata tanpa menggunakan alat canggih.

Salah satu alat yang paling dinamis untuk troubleshooting PCB adalah multimeter. Namun, dalam kasus yang sangat kompleks, Anda mungkin perlu menggunakan peralatan canggih seperti analisis logika, osiloskop, dan meter LCR.

Alat-alat ini membuka wawasan tentang perilaku operasional dan pemetaan PCB.

Tertarik untuk mempelajari lebih lanjut bagaimana alat troubleshooting mengungkapkan pemetaan dan operasi PBC? Bab berikutnya membahas ini.

PCB Mapping And Troubleshooting

The Importance of PCBMapping in PCB Troubleshooting

Papan PCB tipikal terdiri dari jaringan jejak tembaga dan insulator yang menghubungkan klaster komponen di papan sirkuit. Salah satu alasan mengapa beberapa PCB lebih mudah untuk ditroubleshooting daripada yang lain adalah ketersediaan skematik PCB.

Lebih mudah untuk melakukan troubleshooting PCB jika Anda sudah memiliki pemahaman yang jelas tentang aliran arus, sinyal, dan jejaknya. Penting bagi Anda untuk tahu kapasitor mana yang berpasangan dengan resistor mana untuk melakukan troubleshooting.

Memahami posisi pembagi tegangan, filter, dan chok di PCB juga penting, tetapi jika Anda tidak memahami konfigurasi PCB, terbaik untuk memulai troubleshooting dari konektor.

Konektor adalah antarmuka dari mana input yang salah dari lingkungan eksternal masuk ke PCB. Input yang salah semacam ini dapat menghasilkan lonjakan tegangan, toren arus berlebihan, dan sebagainya. Namun, Anda perlu mahir dalam memetakan PCB untuk melakukan troubleshooting tanpa akses ke skematik papan. Jika tidak, mungkin memakan waktu lama untuk menelusuri konfigurasi PCB.

How to Map Out a PCB

Salah satu cara untuk memulai troubleshooting tanpa memahami skematik PCB adalah menggunakan probe multimeter standar. Namun, ini mungkin melelahkan, karena Anda perlu menguji setiap titik solder dengan probe multimeter.

Namun, cara yang lebih alami untuk menelusuri PCB adalah dengan menggunakan sepotong alumunium. Teknik ini memungkinkan Anda mencari koneksi PBC di area yang lebih luas per waktu, meminimalkan waktu dan upaya. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan multimeter, kabel dengan klip buaya, sepotong foil alumunium, dan pemotong kabel.

Mulai dengan mencabut kulit 2 cm kabel di satu ujung dan 4-5 cm di ujung lainnya. Lilitkan sepotong foil alumunium di sekitar kabel. Kemudian hubungkan kabel foil ke kabel multimeter. Lilitkan foil di sekitar salah satu jari Anda, lalu sentuh kabel multimeter kedua dengan jari itu.

Anda seharusnya mendapatkan pengukuran resistansi 0 ohm. Namun, jika bacaan di atas 15-20 ohm, Anda perlu melakukan operasi foil kembali.

Setelah selesai dengan sukses, gunakan probe multimeter untuk menyentuh papan di satu lokasi pada satu waktu. Oleh karena itu, letakkan jari Anda pada foil dan sentuh bagian yang dilass dari rangkaian. Dengan cara ini Anda dapat dengan cepat menutup lebih banyak area. Ketika multimeter berbunyi, berarti Anda telah menemukan jejak yang menghubungkan komponen.

Sekarang setelah Anda mengetahui banyak tentang pemetaan PCB, Anda harus siap untuk mempelajari langkah-langkah troubleshooting.

 

How To Troubleshoot

Berikut adalah beberapa langkah penting yang perlu Anda ambil pertama kali saat melakukan troubleshooting PBC:

Visual Inspection

Lakukan pemeriksaan visual pada papan untuk mengidentifikasi komponen yang terbakar, retakan, dan klem kering. Ini adalah salah satu cara termudah untuk melakukan troubleshooting tanpa daya.

Kaca pembesar yang baik adalah alat penting untuk pemeriksaan visual karena mungkin ada beberapa kerusakan fisik kecil.

Anda akan mempelajari lebih lanjut tentang pemeriksaan visual dalam bab-bab berikutnya.

Physical Inspection of Power Supply

Jika pemeriksaan visual tidak menghasilkan temuan signifikan, maka saatnya memeriksa sumber daya. Anda perlu memastikan bahwa sirkuit terpadu (IC) menerima level daya yang tepat.

Level daya yang tidak tepat ke IC dapat menyebabkan pemanasan berlebihan atau beban berlebih pada papan. Anda dapat dengan mudah menelusuri di mana tegangan tinggi mungkin telah menyebabkan kerusakan dengan hanya menyentuh permukaan dan komponen PBC.

Dengan menyentuh berbagai bagian dari sirkuit, Anda juga mengubah impedansi sirkuit. Jadi karena ini mengubah perilaku sistem, itu dapat membantu Anda menelusuri bagian-bagian yang membutuhkan kapasitansi tambahan.

Anda dapat menggunakan udara kaleng terkompresi untuk mendinginkan hotspot untuk menguji apakah komponen berfungsi dengan baik. Namun, Anda perlu mengambil beberapa saat melakukannya.

Satu langkah pengaman yang harus Anda ambil selama pemeriksaan fisik adalah memastikan bahwa Anda menyentuh PBC dengan satu tangan pada satu waktu. Itu mencegah kejutan listrik mencapai jantung untuk menyebabkan kejutan mematikan. Praktik yang baik adalah menyimpan satu tangan di saku sambil menyentuh sirkuit yang menyala.

Langkah pengaman yang penting lainnya adalah memblokir semua jalur potensial ke tanah untuk arus untuk mencegah kejutan. Jalur ini meliputi kaki telanjang Anda, serta tali grounding non-resistif.

Explicit Component Testing

Itu adalah tahap troubleshooting di mana Anda perlu mulai menggunakan alat uji. Pertama, Anda perlu mengukur tegangan daya di seluruh papan.

Selanjutnya, ukur tegangan di berbagai bagian sirkuit untuk mengidentifikasi bagian mana dengan tegangan yang tidak tepat. Diagram sirkuit akan berguna pada tahap ini.

Sekarang setelah Anda mengetahui beberapa langkah yang diperlukan untuk melakukan troubleshooting PBC, Anda mungkin ingin tahu langkah terbaik apa. Temukan langkah terbaik troubleshooting PBC di bab berikutnya.

 

The Best Ways To Troubleshoot PCBs

Nodal analysis

Teknik troubleshooting PCB terbaik adalah menguji komponen menggunakan analisis nodal. Teknik ini memungkinkan Anda menguji PCB tanpa menyala papan. Anda hanya perlu menerapkan daya pada komponen tertentu yang ingin Anda uji satu per satu. Tujuannya adalah untuk mengukur tegangan yang diterapkan dan respons arus komponen.

Analisis nodal melibatkan pengukuran secara sistematis tegangan pada simpul tertentu untuk membandingkannya dengan tegangan simpul referensi. Simpul referensi ini dipilih secara acak dari berbagai simpul pada papan. Teknik ini melibatkan penerapan KCL untuk menentukan perbedaan antara tegangan simpul dalam hal arus cabang.

Perbedaan antara tegangan nodal ditentukan oleh sistem persamaan yang menggambarkan operasi sirkuit. Anda dapat dengan cepat menentukan respons arus pada simpul setelah Anda menemukan persamaannya.

Akan ada total N-1 persamaan independen yang menghasilkan tegangan simpul karena satu simpul berfungsi sebagai simpul referensi. Anda kemudian dapat menerapkan hukum ohm pada tegangan simpul yang diukur untuk menafsirkan arus dalam sirkuit.

How to Implement Nodal analysis

1. Identifikasi jumlah simpul, lalu pilih dan labeli simpul referensi. Aturan jempol adalah memilih simpul yang menghubungkan jumlah elemen atau sumber tegangan atau simpul asimetris yang paling besar.

2. Berikan setiap tegangan tidak diketahui dari sebuah simpul dengan variabel. Jadi ungkapkan tegangan tidak diketahui terhadap tegangan yang diketahui.

3. Tulis persamaan yang menyatakan nilai sumber sekunder mengenai tegangan simpul.

4. Tulis persamaan KCL untuk setiap simpul dengan mengurangi arus keluar simpul menjadi nol. KCL menyatakan bahwa jumlah aljabar semua arus yang mengalir masuk dan keluar simpul sama dengan nol. Gunakan KCL untuk menentukan variabel tidak diketahui.

5. Untuk sumber tegangan antara dua tegangan tidak diketahui, gabungkan dua simpul menjadi supernode dan ungkapkan dalam satu persamaan.

 

PCB Problems And How To Fix Them

Kesalahan hampir tidak terhindarkan dalam proses desain dan manufaktur PBCs. Namun, masalah-masalah ini adalah masalah umum yang dapat Anda selesaikan dengan cepat. Berikut adalah rincian tiga masalah paling umum dan bagaimana Anda dapat mengatasi mereka:

Defective Copper-to-Edge Clearance

Tembaga memiliki properti konduktivitas yang bagus. Namun, biasanya dilapisi bahan lain karena rentan terhadap korosi dan aus.

Namun, saat pemotongan, lapisan pada penstempel tembaga yang dekat dengan tepi mungkin terpeleset. Ini dapat menghasilkan banyak cacat pada elektronik PBC. Paparan ini bahkan dapat menyebabkan kejutan listrik ketika seseorang menyentuh PCB secara langsung.

Cara mudah untuk mengatasi masalah ini adalah memastikan ada ruang yang cukup antara tembaga dan tepi papan. Ruang ini dikenal sebagai copper-to-edge atau plate-to-edge clearance.

Electromagnetic Interference from the Operations of Midget Relay

PBCs menghasilkan ark pembalasan saat memotong arus tinggi, dan itu menimbulkan midget relays yang menghasilkan gangguan elektromagnetik. Gangguan ini dapat menyebabkan CPU me-reset dengan sering, serta dekoder yang menghasilkan sinyal salah.

Anda dapat mengatasi masalah ini dengan meningkatkan kemampuan anti-gangguan CPU atau mengurangi sumber gangguan.

Acid Traps

Asam terperangkap di sudut lancip dalam PBC selama proses pencetakan asam. Asam yang terperangkap mungkin akan mengikis papan dan menyebabkan cacat. Acid traps sangat umum, dan biasanya salah satu kesalahan utama yang ditangani oleh pemeriksaan DFM.

 

PCB Troubleshooting Techniques

Visual Inspection

Itu adalah salah satu teknik troubleshooting PCB yang paling nyaman dan efektif. Ini berputar di sekitar pencarian noda bakar coklat yang timbul dari komponen yang terlalu panas.

Pemeriksaan visual juga bertujuan untuk mengidentifikasi klem solder yang buruk. Klem solder yang baik biasanya terlihat halus dan mengkilap. Klem yang terlihat kusam mungkin mengindikasikan klem kering. Klem kering menyebabkan kontak lemah pada klem solder, mengubah konduktivitas sirkuit.

Kadang-kadang, klem kering dan noda bakar mungkin tidak terlihat oleh mata telanjang. Kaca pembesar dapat membantu Anda mengidentifikasi kerusakan yang melampaui mata telanjang. Kaca pembesar, oleh karena itu, adalah alat troubleshooting PBC yang penting.

Comparing Circuit Boards

Ini adalah teknik troubleshooting PCB lain yang cepat namun sangat efektif. Ini melibatkan perbandingan cepat papan sirkuit yang rusak dengan yang baik. Perbandingan ini biasanya dilakukan dengan memeriksa titik referensi dari kedua papan sirkuit, yang rusak dan yang pertama, menggunakan multimeter dan kemudian membandingkan nilai yang diperoleh.

Discrete Component Testing

Itu adalah salah satu teknik troubleshooting PCB yang paling efektif karena melibatkan pengujian setiap komponen. Komponen-komponen ini meliputi kapasitor, resistor, LED, dioda, dan komponen aktif diskrit lainnya.

Anda dapat menggunakan multimeter atau meter LCR untuk teknik troubleshooting ini. Metode analisis nodal yang diuraikan sebelumnya juga merupakan variasi lain dari teknik ini.

Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi komponen dengan nilai yang lebih tinggi dari nilai komponen yang dinyatakan. Nilai yang lebih tinggi semacam ini biasanya terjadi sebagai akibat pemanasan berlebihan, solder yang buruk, atau cacat inersia pada komponen.

Signal Probing

Teknik ini memerlukan pemahaman yang jelas tentang sirkuit untuk mengidentifikasi titik pengujian sinyal dan untuk menafsirkan hasilnya. Signal probing biasanya melibatkan tes tegangan yang menggunakan multimeter tangan, serta tangkapan gelombang yang menggunakan osiloskop.

Dalam tes tegangan, tingkat tegangan yang lebih rendah menunjukkan kebocoran pada sirkuit terpadu. Tangkapan gelombang, yang menunjukkan bagaimana sinyal berubah, memberi Anda lebih banyak informasi daripada tes tegangan.

Sekarang Anda mengetahui banyak tentang teknik troubleshooting PCB yang paling banyak digunakan. Namun, apa yang dapat Anda capai dengan semua informasi ini?

 

Conclusion

Troubleshooting PCB memerlukan perhatian pada detail, ketegasan, dan fokus. Metode dan alat troubleshooting yang paling efektif tergantung pada tingkat kompleksitas PCB serta pengalaman Anda.

Dengan pengalaman yang luas, Anda dapat dengan cepat melakukan troubleshooting hampir semua jenis PCB tanpa menggunakan alat canggih. Namun, jika Anda tidak memiliki alat atau keahlian untuk melakukan troubleshooting PCB, penting untuk menghubungi para ahli di bidangnya sehingga tidak menyebabkan lebih banyak kerusakan.