74HCT125, SGM6130 i kilka słów o naprawie płytki drukarki 3D

Ta historia zaczęła się mniej więcej w lutym tego roku. Razem z zasilaczem trafiły do mnie do naprawy dwie płytki drukarek 3D. O ile zasilacz okazał się stosunkowo prosty w naprawie, o tyle naprawa płytek mocno się przeciągnęła. Niedawno dotarł jednak brakujący element, więc mogę napisać krótki artykuł na ten temat.

Przypominam: żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mnie na Instagramie. Będę tam publikować powiadomienia o nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Można też subskrybować aktualizacje i nowe artykuły na kanale Telegram — https://t.me/KirichBlog

Od razu powiem, że opóźnienie nie było z mojej winy. Po prostu jeden z zamówionych elementów jechał do mnie z Chin ponad 3 miesiące. Dokładniej: pod koniec marca zamówiłem układ, sprzedawca szybko go wysłał, ale z numerem przesyłki, którego nie dało się śledzić na Ukrainie. Wyglądało na to, że element jedzie, ale potem przesyłka utknęła. Czekałem do końca maja i zamówiłem ponownie. Pojawił się jednak drugi problem: początkowo dostawa kosztowała 44 centy, przy superoszczędnej wysyłce. Szkoda mi było po prostu dopłacać za drogą dostawę, więc do elementu za 70 centów musiałem dorzucić jeszcze kilka innych, za łączną kwotę 7 dolarów. Ale o tym dalej.

No więc dostałem dwie płytki drukarek.


W jednej problem był bardzo prosty: uszkodził się układ UART-USB, w tym przypadku CH340C. Cechą tej wersji układu jest wbudowany generator, a ponieważ na płytce nie ma rezonatora kwarcowego, potrzebny jest właśnie ten układ.
Tutaj wszystko jest proste.
1. Bierzemy nowy układ i kładziemy go obok płytki, żeby się zaaklimatyzował.
2. Wylutowujemy stary.
3. Myjemy płytkę.
4. Wlutowujemy nowy i ponownie myjemy płytkę.
Gotowe :)



Z drugą płytką nie było już tak prosto, a sama płytka jest wyraźnie bardziej skomplikowana.


Na pierwszy rzut oka widać układ z dziurą i zwęglony kondensator.


1. Na wyjściu przetwornicy zasilającej jest prawie zwarcie.
2. Wylutowuję kondensator, rezystancja rośnie.
3. Wylutowuję układ z dziurą, rezystancja rośnie jeszcze bardziej.
4. Poszukiwania wskazują, że prawie zwarcie występuje w obwodzie tranzystora polowego, który przełącza jedno z wyjść — prawdopodobnie grzałki stołu. Wylutowuję tranzystor, ale rezystancja nadal jest wyraźnie zbyt niska.


Dalsze poszukiwania wykazały, że uszkodzone jest wyjście układu 74HCT125 sterującego tym tranzystorem.



Po diagnostyce uzbierała się mała kupka elementów:
74HCT125
SGM6130
CTD03N005
kondensator 47/6.3V


I właśnie wtedy zaczęło się najciekawsze.
SGM6130 to w zasadzie zwykły kontroler DC-DC, ale jak to mówią, „jest jeden haczyk” — chodzi o parametry i rozkład wyprowadzeń.
Najważniejsze jest to, że ten układ dopuszcza napięcie wejściowe do 28.5 V, a płytka jest zasilana z zasilacza 24 V. Wygląda na to, że to właśnie ten układ uległ uszkodzeniu, gdy zasilacz zaczął się psuć — zapas jest przecież bardzo mały.


Poszperałem w internecie i ustaliłem, że jedynym dostępnym na miejscu układem o takim samym rozkładzie wyprowadzeń jest XL1853. Niestety, wytrzymuje on maksymalnie 23 V. Inne układy pasowały parametrami, ale miały inny rozkład wyprowadzeń.
W końcu musiałem zamówić SGM6130 na AliExpress. Przy okazji jest też nowsza wersja, SGM6132 — wszystko takie samo, z wyjątkiem częstotliwości: wynosi ona 1.4 MHz zamiast 385 kHz.
Problemem było też to, że zwykle nikt nie sprzedaje ich na sztuki. Znalazłem ofertę na 5 sztuk w najniższej cenie i właśnie na tę przesyłkę czekałem łącznie ponad 3 miesiące.


Przy okazji: w sklepie Voron, gdzie widziałem układ XL1853, błędnie podano maksymalne napięcie — 32 V zamiast 23 V. Uważajcie i zawsze sprawdzajcie takie informacje.


Z układem 74HCT125 sytuacja była nieco lepsza: można go dostać na miejscu, ale był jeszcze jeden haczyk — potrzebowałem układu w obudowie TSSOP-14. I tu kolejna wpadka: znów musiałem zamówić go na AliExpress. Znowu oferta na 5 sztuk, ale cena niższa — $2.07, a dostawa darmowa. Poza tym nie było problemów z dostawą.


Pojawił się też problem z tranzystorem CTD03N005. Chodzi o to, że uszkodził się podczas diagnostyki. Chciałem lekko podnieść wyprowadzenie bramki, ale przy niewielkim nacisku po prostu się urwało. Nie wiem, co było przyczyną, ale ostatecznie trzeba było poszukać również jego, a tranzystor nie jest zwyczajny.
Napięcie robocze 30 V, rezystancja kanału 3,7 mΩ przy 10 V i 6 mΩ przy 4,5 V, prąd do 85 A.


Trzeba było trochę poszukać, a poza tym zdecydowanie nie chciałem zamawiać go na AliExpress, bo szansa na trafienie podróbki jest niemal stuprocentowa.
W końcu znalazłem zamiennik w Kosmodromie: IRLR8743PBF. Moim zdaniem jest nawet nieco ciekawszy.
Ta sama obudowa, napięcie również do 30 V, ale prąd do 160 A, a rezystancja wynosi 2 mΩ przy 10 V i, co ważniejsze, 3 mΩ przy 4,5 V.
Chodzi o to, że ten tranzystor jest sterowany poziomem logicznym 5 V, więc trzeba patrzeć na rezystancję właśnie przy takim napięciu.

Wychodzi więc, że pod tym względem jest mniej więcej dwa razy lepszy, a do tego cena jest całkiem przyjemna.


Z kondensatorem było najłatwiej: zamówiłem go przy okazji z tranzystorem w tym samym Kosmodromie. Do wyboru były dwie wersje: zwykła i LowESR. Wybrałem drugą wersję.

Niedawno w końcu dostałem kopertę z brakującymi drobiazgami, a dokładniej z jednym drobiazgiem. Resztę musiałem dokupić przy okazji, bo inaczej układ DC-DC kosztowałby fortunę, choć nie powiem, żebym potrzebował tych „dodatków”. Przy okazji: sprzedawca bez problemu zwrócił pieniądze za zagubioną przesyłkę, tyle że okres ochrony wynosi 90 dni...


W zamówieniu były:
1. SGM6130, 5 szt., $3.36 – link
2. TOP260EN, 5 szt., $2.18 – link
3. FAN7930C, 10 szt., $1.53 – link , tutaj dostawa jest bezpłatna
4. OB2273, 10 szt., $0.75 – link

Łączny koszt z dostawą: $10.37



Wszystkie elementy są już na miejscu, można przejść do naprawy.


Na wszelki wypadek zdjęcie komponentów z bliska.


Przed montażem komponentów myję płytkę.


Od spodu pobielam wyprowadzenia kontrolera PWM i tranzystora, żeby ułatwić montaż. Przy okazji: może ktoś polecić dobry, nowoczesny topnik do lutowania podobnych komponentów na płytkach?




Lutuję komponenty. Największym problemem było zamontowanie tranzystora: obok jest mnóstwo plastiku, trudno się tam dostać, a do tego wygląda na to, że pole miedzi jest całkiem spore. Musiałem grzać od spodu, a podczas montażu dogrzewać od góry.
Z kontrolerem PWM poszło trochę łatwiej, choć moim zdaniem nie wyszło zbyt schludnie. Właśnie dlatego wcześniej zapytałem o topnik.


Za to montaż TSSOP-14 nie sprawił żadnych problemów. Owszem, złącza i komponenty przeszkadzały, ale mimo to wszystko poszło gładko, nawet przy użyciu grotu SH-K. Chociaż właściwie dlaczego „nawet” — okazał się niemal uniwersalnym grotem i prawie się w nim zakochałem. Można lutować ostrym czubkiem TSSOP-14, a można też rozgrzać całą jedną stronę „wielonóżki” na całej szerokości grotu.


Podaję standardowe 24 V, na wyjściu mamy 5 V — wszystko działa prawidłowo. Przy okazji powiem, że właścicielowi płytki niesamowicie się poszczęściło: główne zasilanie płytki było doprowadzone przez USB, a nie z przetwornicy DC-DC. Jest tam specjalny przełącznik. Owszem, jest stabilizator 5–3,3 V, ale wątpię, żeby pomógł, gdyby na jego wejście trafiło 24 V.
Czyli z przetwornicy DC-DC zasilane były tylko układ 74HCT125 i sterowane przez niego tranzystory. Gdyby jednak zworka była ustawiona w innej pozycji, 24 V trafiłoby w końcu również do kontrolera i sterowników. Krótko mówiąc, łatwiej byłoby wyrzucić całą płytkę.


Sprawdzam pod obciążeniem: najpierw 10 Ω (0,5 A) i 25 V na wejściu. Żadnych problemów, układ jest zimny.


Potem podniosłem napięcie wejściowe do 26 V, zwiększyłem obciążenie do 1 A i zostawiłem tak na około 20 minut. Również bez problemów: dioda się grzeje, dławik się grzeje, układ jest ledwie ciepły.


Nieco później jeden z czytelników podpowiedział mi zamiennik układu SGM6130, za co bardzo mu dziękuję. Chodzi o TD1583. Wygląda na to, że jest to układ o wyższym dopuszczalnym napięciu niż XL1853, ponieważ mają identyczny układ wyprowadzeń. Właściwie SGM6130 również jest z nimi kompatybilny, ale wymaga kondensatora bootstrap, zewnętrznego obwodu kompensacji i jeszcze czegoś. W XL1853 i TD1583 te wyprowadzenia po prostu nie są używane i oznaczono je jako NC.
Ważne jest też to, że TD1583 jest dostępny od ręki i kosztuje stosunkowo niewiele.



Wnioski.
Niestety, sprawdzenie całej płytki jest dla mnie bardzo niewygodne, dlatego wysłałem ją właścicielowi do dalszych testów i czekam na jego odpowiedź.
Udało mi się jednak przynajmniej sprawdzić SGM6130 i pośrednio 74HCT125. Owszem, obciążenie przetwornicy DC-DC nie wynosiło 3 A, ale pozostałe elementy też nie są przystosowane do takiego prądu. Myślę, że maksimum to 1,5 A. Nie chcę specjalnie trawić płytki tylko po to, żeby to sprawdzić, a układ wymaga chłodzenia, więc samo LUT nie wystarczy.

Ogólnie rzecz biorąc, moim zdaniem SGM6130 od tego sprzedawcy można kupować, ale bardziej ciekawi mnie sprawdzenie układów TOP260EN.


Na razie to wszystko, mam nadzieję, że było przydatne.