Rozwiązanie krok po kroku: Diagnostyka sekwencyjnego włącznika oświetlenia

Ze schematu odczytuję, co jest podłączone do wejść D przerzutników (oba taktowane tym samym impulsem z B2):

• D1 = Q̅2 - wejście U1 dostaje zanegowane wyjście U2,
• D2 = Q1 AND Q̅2 - wejście U2 dostaje wyjście bramki B1, na której wejściach są Q1 i Q̅2,
• Q1 przez R1 steruje bazą T1 (cewka PK1), Q2 przez R2 bazą T2 (cewka PK2), D1 i D2 to diody gaszące przy cewkach.

Elementy generatora (B2, P1, C1, R3, R4) i przekaźniki arkusz uznaje za sprawne - szukam usterki w B1, U1, U2, T1, T2, D1, D2.

Przerzutnik D przepisuje na Q stan wejścia D z chwili zbocza zegara. Startując od Q1 = Q2 = L:

To dokładnie tabela 1 arkusza (PK1 = Q1, PK2 = Q2). Na Rys. 2 widać coś innego: D2 jest cały czas w stanie H, więc Q2 wchodzi w H przy pierwszym impulsie i już z niego nie wychodzi - stąd trwale załączony PK2. Q1 zmienia się poprawnie (H tylko w trybie 2), a mimo to PK1 nie działa - usterka musi być też w torze T1.

Wszystkie pomiary robi się na pracującym układzie (napięcie +12 V z Rys. 1), więc pierwszą pozycją jest zasilacz - funkcja: zasilenie układu. W kolumnie „Liczba” wpisuję 1 (klucz tej kolumny nie ocenia).

Przebiegi z Rys. 2 zarejestrowano „za pomocą analizatora poziomów logicznych” - wpisuję analizator stanów logicznych, funkcja: określanie poziomów logicznych. Klucz uznaje też oscyloskop.

Tabela 2 to napięcia na bazach i kolektorach T1, T2 względem masy - woltomierz (multimetr), funkcja: pomiar napięcia.

Tabela 3 to „test diody” elementów wymontowanych z układu - tester diod, funkcja: test złącza p-n.

Blok analogowy badano po odłączeniu od bloku cyfrowego w punktach A i B, podając sygnały „z zewnętrznego generatora poziomów logicznych” - piąta pozycja to generator poziomów logicznych, funkcja: zadawanie poziomów logicznych.

Na wejściach L i H, czyli iloczyn logiczny to L. Na Rys. 2 w trybie 1 przebieg D2 (wyjście B1) jest w stanie H. Bramka AND daje H tylko wtedy, gdy oba wejścia są w stanie H, więc wniosek: niezgodny.

Na wejściach H i L - iloczyn L. Rys. 2 pokazuje D2 = H. Bramka AND daje H tylko wtedy, gdy oba wejścia są w stanie H, więc wniosek: niezgodny.

Na wejściach L i L - iloczyn L. Rys. 2 pokazuje D2 = H. Wyjście bramki nie reaguje na wejścia: jest „zawieszone” w stanie wysokim. Bramka AND daje H tylko wtedy, gdy oba wejścia są w stanie H, więc wniosek: niezgodny.

Po załączeniu zasilania wiersz jest w całości wypełniony w arkuszu: odczyt (Q1 = L, Q̅1 = H) zgadza się ze stanem wynikającym → zgodny.

W trybie nr 1 przerzutnik jeszcze nie dostał impulsu zegarowego - stan wynika z konfiguracji R = S = L (uwaga pod tabelą): Q1 = L, Q̅1 = H. Odczyt z Rys. 2 jest taki sam → zgodny.

Przejście do trybu 2 to zbocze zegara, a w trybie 1 na wejściu było D1 = H. Przerzutnik przepisuje je na wyjście: Q1 = H, Q̅1 = L. Rys. 2 pokazuje to samo → zgodny.

W trybie 2 na wejściu D1 było L, więc po zboczu: Q1 = L, Q̅1 = H → zgodny z Rys. 2. Przerzutnik U1 działa poprawnie we wszystkich trybach.

Tak samo jak w U1: po załączeniu i w trybie 1 przerzutnik jest wyzerowany (R = S = L) → Q2 = L, Q̅2 = H, odczyt z Rys. 2 identyczny → zgodny w obu wierszach.

Kolumna „D2 wynikające” podaje dla trybu 1 stan H, więc po zboczu: Q2 = H, Q̅2 = L. Rys. 2 pokazuje to samo → zgodny.

Kolumna „D2 wynikające” podaje dla trybu 2 stan L, więc w trybie 3: Q2 = L, Q̅2 = H. Na Rys. 2 jest Q2 = H, Q̅2 = L → wniosek niezgodny.

Uwaga: ta niezgodność nie obciąża U2. W uszkodzonym układzie na jego wejściu D2 rzeczywiście był stan H (wyjście zawieszonej bramki B1), a przerzutnik przepisał go poprawnie. Klucz ocenia w tym bloku tylko stany Q2 i Q̅2 (bez wniosku), a w tabeli 9 U2 jest sprawny.

Sprawny klucz tranzystorowy: w stanie pasywnym (na A zero logiczne) baza ma ok. 0 V, w aktywnym przewodzące złącze B-E trzyma bazę na ok. 0,7 V - tak jak T2 (0,719 V). Na bazie T1 w stanie aktywnym jest 11,92 V, czyli prawie całe napięcie z wejścia A: przez R1 nie płynie prąd, złącze B-E nie przewodzi → niezgodny.

W stanie pasywnym na kolektorze jest napięcie zasilania (12,11 V, przez cewkę PK1). W aktywnym nasycony tranzystor powinien zejść do ok. 0,1 V (jak T2: 0,101 V). T1 zostaje na 12,11 V - nie przewodzi, cewka PK1 nie dostaje prądu → niezgodny. To wyjaśnia, dlaczego PK1 nie załącza się mimo poprawnego Q1.

Baza T2: 0,06 V / 0,719 V, kolektor T2: 12,11 V / 0,101 V - dokładnie tak, jak przewiduje się dla sprawnego klucza → oba wiersze zgodny.

Sprawna dioda krzemowa 1N4148 na testerze pokazuje ok. 0,5 ÷ 0,7 V w kierunku przewodzenia i ∞ w zaporowym:

• D1: ∞ w obu kierunkach - przerwa w złączu → niezgodny,
• D2: 0,5612 V i ∞ → zgodny.

Złącza B-E i B-C tranzystora NPN w kierunku przewodzenia dają ok. 0,7 V (jak T2). W T1 oba pokazują ∞ w obu kierunkach - złącza są przerwane → oba wiersze niezgodny. To potwierdza wynik z tabeli 7.

B-E: 0,7073 V i ∞, B-C: 0,7012 V i ∞ → oba wiersze zgodny.

Tabela 5: wyjście w stanie H przy każdej kombinacji wejść, w tym L i L → bramka niesprawna. To ona trzyma D2 w stanie H i powoduje trwałe załączenie PK2.

Oba przepisują na wyjście stan wejścia D z chwili zbocza zegara, a Q̅ jest zawsze przeciwne do Q → sprawny, sprawny. Niezgodny wiersz U2 w tabeli 6 wynika z błędnego sygnału na jego wejściu, nie z samego przerzutnika.

T1 - złącza przerwane, nie przewodzi w stanie aktywnym → niesprawny. T2 - złącza i napięcia poprawne → sprawny.

D1 - przerwa (∞ w obu kierunkach) → niesprawny. D2 - poprawne napięcie przewodzenia → sprawny.

Uszkodzona D1 nie zatrzymuje pracy PK1, ale bez niej przepięcie z cewki przy wyłączaniu przekaźnika trafia na kolektor tranzystora - nowy T1 szybko by się uszkodził.

Pierwszy wiersz: bramka B1, typ CD4081BP. Na stanowisku są układy CD4081BP, więc zamiennikiem jest ten sam typ: CD4081BP.

Drugi wiersz: tranzystor T1, BC547C → zamiennik BC547C (dostępny na stanowisku).

Trzeci wiersz: dioda D1, 1N4148 → zamiennik 1N4148. Wymiana samego T1 bez D1 zostawiłaby tranzystor bez ochrony przed przepięciem z cewki.

Na koniec czytam kartę jako całość:

• trzy elementy „niesprawne” w tabeli 9 (B1, T1, D1) to dokładnie trzy wiersze tabeli 10,
• trwale załączony PK2 tłumaczy zawieszona w stanie H bramka B1 (tabela 5), a niedziałający PK1 - przerwany T1 (tabele 7 i 8),
• w tabeli 6 jedyna niezgodność (U2, tryb 3) wynika z sygnału z B1, nie z przerzutnika.

Po wymianie (klucz tego nie ocenia) warto przejść cykl przycisku: tryb 1 - oba przekaźniki rozłączone, tryb 2 - PK1, tryb 3 - PK1 i PK2.