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8004D的维修

淮南职业技术学院

毕业实践(论文、设计)报告

题目关于车载8004D的维修

系别信息与电气工程系

专业电子工艺与管理

学制三年

姓名余翔

指导老师杨文一

二〇一一年二月十日

关于CRM8004D车载的维修

余翔

(淮南职业技术学院信息与电气工程系08电子工艺与管理0801177)

摘要:CRM8004D是车载摄像设备,主要由电源板、控制板、主板、前面板、IO板组成.CRM8004D是一种多单板组装的车载数码产品,在安全监控上有着广泛的运用,因此,本人总结一点经验和参考资料,对其的维修进行浅谈。

关键词: 静电保护,电烙铁,8004D电源板,主板,前面板,IO板,控制板的检测与维修

维修准备

1 ESD(静电)保护

ESD:静电放电(静电释放)电荷在不同点之间的转移。

1.1 静电的危害

在维修过程中,由于维修人员本身带有静电,极有可能将维修过程中的元器件损坏。

静电具有附尘性,能够使元器件的绝缘电阻降低,缩短使用寿命。

静电具有放电破坏性,静电释放会损毁IC和模块,造成元件的根本损毁。

静电在放电过程中产生的高温和磁场,会损毁和干扰元器件的正常使用。

1.2 静电的防护

佩戴静电手环,将带有金属片的部分紧紧贴在皮肤上,另一端的夹子应将锯齿夹住地线金属部分,形成保护回路。

佩戴静电手套,佩戴时检查手套是否破损有无灰尘,造成静电手套无法使用。

2 电烙铁

2.1电烙铁

一般由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、插头等部分所组成。烙铁头安装在烙铁芯内,用以热传导性好的铜为基体的铜合金材料制成。烙铁头的长短可以调整(烙铁头越短,烙铁头的温度就越高),且有凿式、尖锥形、圆面形、圆、尖锥形和半圆沟形等不同的形状,以适应不同焊接面的需要。

2.2 内热式电烙铁

由连接杆、手柄、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头(也称铜头)五个部分组成。烙铁芯安装在烙铁头的里面(发热快,热效率高达85%~%%以上)。烙铁芯采

用镍铬电阻丝绕在瓷管上制成,一般20W电烙铁其电阻为2.4kΩ左右,35W电烙铁其电阻为1.6kΩ左右。常用的内热式电烙铁的工作温度列于下表烙铁功率/W

20 25 45 75 100

端头温度/℃

350 400 420 440 455

一般来说电烙铁的功率越大,热量越大,烙铁头的温度越高。焊接集成电路、印制线路板、CMOS电路一般选用20W内热式电烙铁。使用的烙铁功率过大,容易烫坏元器件(一般二、三极管结点温度超过200℃时就会烧坏)和使印制导线从基板上脱落;使用的烙铁功率太小,焊锡不能充分熔化,焊剂不能挥发出来,焊点不光滑、不牢固,易产生虚焊。焊接时间过长,也会烧坏器件,一般每个焊点在1.5~4S内完成。

3 电烙铁的选择

3.1 选用电烙铁一般遵循以下原则:

(1)烙铁头的形状要适应被焊件物面要求和产品装配密度。

(2)烙铁头的顶端温度要与焊料的熔点相适应,一般要比焊料熔点高30-80℃(不包括在电烙铁头接触焊接点时下降的温度)。

3.2 选择电烙铁的功率原则如下:

(1)焊接集成电路,晶体管及其它受热易损件的元器件时,考虑选用20W 内热式或25W外热式电烙铁。

(2)焊接较粗导线及同轴电缆时,考虑选用50W内热式或45-75W外热式电烙铁。

(3)焊接较大元器件时,如金属底盘接地焊片,应选100W以上的电烙铁。

4 电烙铁的握法

电烙铁的握法分为三种。

(1)反握法

是用五指把电烙铁的柄握在掌内。此法适用于大功率电烙铁,焊接散热量大的被焊件。

(2)正握法

此法适用于较大的电烙铁,弯形烙铁头的一般也用此法。

(3)握笔法

用握笔的方法握电烙铁,此法适用于小功率电烙铁,焊接散热量小的被焊件,如焊接收音机、电视机的印制电路板及其维修等。

5 电烙铁使用前的处理

在使用前先通电给烙铁头“上锡” 。将电烙铁通电后达到到可以融锡的温度,沾涂一层焊锡,如此反复进行二至三次,使烙铁头的刃面全部挂上一层锡便可使用了。

电烙铁不宜长时间通电而不使用,这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断,缩短其寿命,同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化,甚至被“烧死”不再“吃

锡” 。

5.1 电烙铁使用注意事项

(1)根据焊接对象合理选用不同类型的电烙铁。

(2)使用过程中不要任意敲击电烙铁头以免损坏。在使用过程中应经常维护,保证烙铁头挂上一层薄锡。

5.2 焊料

焊料是一种易熔金属,它能使元器件引线与印制电路板的连接点连接在一起。锡(Sn)是一种质地柔软、延展性大的银白色金属,熔点为232℃,在常温下化学性能稳定,不易氧化,不失金属光泽,抗大气腐蚀能力强。铅(Pb)是一种较软的浅青白色金属,熔点为327℃,高纯度的铅耐大气腐蚀能力强,化学稳定性好,但对人体有害。锡中加人一定比例的铅和少量其它金属可制成熔点低、流动性好、对元件和导线的附着力强、机械强度高、导电性好、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点光亮美观的焊料,一般称焊锡。焊锡按含锡量的多少可分为15种,按含锡量和杂质的化学成分分为S、A、B三个等级。手工焊接常用丝状焊锡。

6 焊剂

6.1 助焊剂

助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂,能溶解去处金属表面的氧化物,并在焊接加热时包围金属的表面,使之和空气隔绝,防止金属在加热时氧化;可降低熔融焊锡的表面张力,有利于焊锡的湿润。

6.2 阻焊剂

限制焊料只在需要的焊点上进行焊接,把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来,保护面板使其在焊接时受到的热冲击小,不易起泡,同时还起到防止桥接、拉尖、短路、虚焊等情况。

使用焊剂时,必须根据被焊件的面积大小和表面状态适量施用,用量过小则影响焊接质量,用量过多,焊剂残渣将会腐蚀元件或使电路板绝缘性能变差。

7 对焊接点的基本要求

(1)焊点要有足够的机械强度,保证被焊件在受振动或冲击时不致脱落、松动。不能用过多焊料堆积,这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。

(2)焊接可靠,具有良好导电性,必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构。只是简单地依附在被焊金属表面上。

(3)焊点表面要光滑、清洁,焊点表面应有良好光泽,不应有毛刺、空隙,无污垢,尤其是焊剂的有害残留物质,要选择合适的焊料与焊剂。

8 焊前准备

准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等工具,将电烙铁及焊件搪锡,左手握焊料,右手握电烙铁,保持随时可焊状态。

(1)用烙铁加热备焊件。

(2)送入焊料,熔化适量焊料。

(3)移开焊料。

(4)当焊料流动覆盖焊接点,迅速移开电烙铁。

掌握好焊接的温度和时间。在焊接时,要有足够的热量和温度。如温度过低,焊锡流动性差,很容易凝固,形成虚焊;如温度过高,将使焊锡流淌,焊点不易存锡,焊剂分解速度加快,使金属表面加速氧化,并导致印制电路板上的焊盘脱落。尤其在使用天然松香作助焊剂时,锡焊温度过高,很易氧化脱皮而产生炭化,造成虚焊

9 脱焊

在焊接电子元件中,最为关键最为难焊的是IC,BGA,数字模块,焊接工艺水平的好坏直接关系到车载的正常运行。

对于多角的IC焊接首先要有适宜的温度,烙铁要加锡饱满,先将IC位置放正,用烙铁适宜加热一端将其固定,然后注意锡一定要足,将所有脚润湿,然后刮干净烙铁头,带薄薄的一层锡,顺着脚的方向移动烙铁,每动一次就要刮净锡渣,不要长时间的将烙铁置于IC脚上以免烫掉铜皮,心一定要静,多次脱锡后,就可以将IC无虚焊的牢牢焊在PCB上。

维修

8004D的主要结构图

1 维修的成本

维修是有成本的,对于返修品,应在规定的成本能尽最大可能的将其维修好,对于超出成本的维修的返修品,应予以报废。

1.1判定报废品的标准

主板3.3V短路,8004D的大部分高成本的IC、数字模块等,都是由主板3.3V 供电,因此该条线路短路,成本是最高的,维修起来也比较困难,所以优先报废。

BGA3.3V短路,BGA是主板上的核心IC一旦损坏无法维修,一般情况下,可以予以报废。

2 电源板的维修

电源板是8004D的主要供电单板,它是有小规模的IC模块,电容、电阻、电感构成的能够转换多种电压的,为各个单板提供基本电能的模拟电路。主要由24V、12V、5V、3.3V四个回路组成。

24V回路与电源插口

2.1 24V不良

先用万用表调到二极管档位,将黑表笔接GND,红表笔接在提供24V的铜柱上,首先判断24V是否短路,所测得值小于100时,可得知24V短路,此时千万不可通电,以防止烧板,发现短路后,先目检24V回路上是否有短路烧毁元件的痕迹,然后再用万用表依次测量所在回路上的元器件是否异常,然后找到短路不良元件更换,更换完后再次测量24V是否短路,以保证电路可以正常导通。如果线路没有短路,可以通电,然后将万用表打到电压档,测电压,看是否断路,同时不断路,还要看电压是否偏高或者偏低。如果偏低或者偏高,需要测量该条回路上的MOS管、三极管、二极管是否不良。

12V回路、电源板主IC

2.2 12V不良

12V回路主要是为8004D的硬盘还有主板风扇部分提供电压,一般12V出现的故障是短路,风扇不转,硬盘无电压。处理12V短路问题时,先是要判断是哪个部分地方断路,将电源板拆下来通电,用万用表测量电压,看12V回路是否能够提供稳定的电压,无电压,就是回路断路,元件断路需要更换,电压偏高或者偏低则是元件老化,不良。电压正常后,再检查硬盘排线是否断路,虚焊,风扇是否损坏或者插座不良。

3.3V回路

2.3

3.3V不良

3.3V是为主板以及前面板核心元器件及IC提供所需的电能。

电源板3.3V不良,先用示波器检查电源板IC是否异常,如果波形异常更换IC问题即可解决,IC没有损坏,用万用表检查回路是否有短路断路(Q24、Q27、ZD5易短路损坏)。

5V回路

2.4 5V

5V是8004D的主要供电电压,从主板、控板、IO板、前面板,硬盘等等都由它提供基本电压,是最重要的供电回路。

2.4.1 5V无电压

无电压的主要原因是开路,首先要判断是元器件开路,还是PCB开路。先看5V回路是否有损坏元器件(直观损坏)再次用万用表依次测量元器件观察数值(Q17、Q18),若有损毁即可更换,检查后通电测量。如果该回路元器件没有开路,可能是PCB开路,查出开路位置用漆包线进行跳线。

2.4.2 5V短路

5V短路会导致前面板灯只亮一个,无指示灯亮,硬盘无法找到,串口错误无法启动等问题。

首先要查清具体是那种故障,无法启动(串口出现DISPLAY= -1),前面板指示灯只亮一个(电源灯颜色红色),硬盘无法找到。明确故障后,仔细检查电源板5V,5VS回路,逐次测量回路元器件,更换损毁元器件(Q11、Q12、D8、D7、Q9、Q10、C92、C93容易损毁)

3 前面板

前面板主要是由电源指示灯、硬盘灯、SD卡灯、报警灯、遥控灯、U盘接

口、SD卡槽、遥控头构成。前面板主要的功能是显示车载的运行状态,硬盘、报警、遥控等功能指示。是各个PCB的纽带。

前面板的核心就是AT89S52,它的主程式主要作用控制前面板的灯的亮灭,用不同的程序代码来表示车载的运行状态并且以控制前面板指示灯的不同显示方式显示出来。

3.1 无法点熄火

控制点熄火开关无法进行点熄火的操作,首先进入车载界面——系统设置——其他——点熄火设置,重启后OK,如果设置后仍旧无法点熄火,可以断定是前面板开路,用万用表测量下R51—JP11,Q2—R53,其中肯定有一方开路,用漆包线将其焊接后OK。

3.2 无法遥控

遥控器无法遥控车载主机,首先检查是否遥控器电池无电,再次查看遥控器遥控时遥控指示灯是否亮起,如果不亮马上更换前面板遥控头和指示灯,如果亮起,检查前面板回路是否开路(JP12(1)—U1(10)、JP12(2)—U1(11)、Q1—U1(12)、J3—U1(13)),如还是无法遥控更换A T89S52

3.3 前面板灯全亮

前面板灯全亮这是由于前面板短路导致A T89S52烧毁,更换烧好程序的AT89S52即可。

3.4找不到USB

找不到USB首先先用万用表检查USB是否有电压,然后检查主板与前面板排线是否损坏,最后检查卡槽是否不良。

控制板核心IC

注*U26包括了开机启动程序以及界面程序

4.1时间无法保存、红屏

当车载的四个摄录窗口的时间无法保存,屏幕红屏时,就是控制板有了故障,一般情况下有积尘,或者电池电压低,电池电能耗尽就是导致屏幕时间无法保存以及屏幕红屏的原因(-3001)。

4.2无法启动、无串口

当车载无法启动时,窗口无任何显示时,就要先将控板上的U25仔细清洗,然后将U26、重新拆下来烧录程序,一般情况就可以解决。如是串口跑的过程中出现(180s)提示可以平台升级。如果烧录程序仍无法启动,就需要更换控板BGA。

5 IO板

IO板是为车载提供串口程序显示,车载报警以及GPS卫星定位功能,主要有三部分构成,GPS模块,报警回路,窗口显示。

5.1无串口显示

串口的功能能够为工作人员显示车载在运行时的程序执行直观显示,能够了解车载运行的状况,无串口显示时应当首先检查串口排线有无破损短路,是否老化开路,然后再见检查串口插座是否虚焊,短路,

5.2无法报警

报警电路

当车载设备无法报警时,首先检查机器设置是否正确无误,再次见还差数字模块(U27)是否老化损坏,最后检查报警各个小回路是否异常不良(第一回路Q13,第二回路Q14,第三回路Q15,第四回路Q16)同时检查整流器是否断路。

5.3 找不到GPS

GPS模块

GPS是通过GPS接收天线发出信号同时接收信号利用卫星定位,因此GPS 找不到主要是两大问题,一、GPS线短路断路,用万用表仔细检查GPS线是否短路短路,二、模块老化损毁,模块受到干扰或者静电击毁,导致模块损毁不良。

6 主板

主板BGA和四个辅助BGA,主要控制处理车载的运行和图像处理,以及数据分析与采样分析,驱动车载的正常运作。

6.1视频丢失

视频显示BGA

该BGA 共四块主要控制车载四个显示窗口的图像显示,视频回放等功能,该BGA 更换工艺水平较高,需要用拆焊台拆焊。更换后便可恢复图像显示,以及视频录像回放。

6.2 主机无法启动

主机无法启动,是由于该机主BGA 损坏无法启动,更换主BGA 后,即可启动。

6.3 音频通道无声音

由于音频通道IC 短路烧毁或者长期老化不良,更换IC 。

维修实例

硬盘灯不亮

经检测是电源板5V 短路,5V 电压无法正常供电到前面板指示,更换短路部分损毁元器件(1、电源灯不亮,2、电容C92,3、电容C93,4、三极管)

电源灯长时间闪动,串口无任何显示,经测试发现控制板程序丢失,拆下集成电路IC(U26)重新烧录程序。

4

U26

无串口

U26位号

启动显示画面后红屏,测试控制板电池电压为零,更换控板电池。

在测试录像回放时回放画面无声音,主板音频通道集成电路损坏老化,更

换后录像回放声音正常。

无GPS 和报警,检测后GPS 模块由于操作人员未按要求导致静电损坏,报警部分IC 老化无法正常工作,更换GPS 模块与报警电路集成电路模块。 。

电 池

音频通道IC

报警与GPS

GPS 模块

小结:

本文通过对8004D的维修与分析,较为详细的阐述了现代安防车载产品的维修情况,同时本文从8004D的电源板,控制板,IO板,主板,前面板系统的分析了各个PCB的故障,判断故障的方法和维修处理方法,能够很好的指导安防维修技术员的工作,为广大维修技术员提供了宝贵的经验,虽然这些还只是一个系列的一种机型的维修说明,但是基本上安防车载设备的核心原理也是大致一样的,都是由供电——指示——处理——输出,因此对指导其他类型的车载也有一定的借鉴作用。

从本文来看现代车载是由多单板(PCB)构成多功能的视讯数码产品,随着发展必将走向单板多功能的阶段,因此本文分单板的分析故障与维修,是有利于集成单板功能的维修的,因此本文可以作为车载设备维修的指导书。

参考文献:

﹝1﹞深圳市同洲电子车载8004D电子电路图。2008(1)。

﹝2﹞周筱龙潘海燕。电子技术基础。电子工业出版社,2006(1)。

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