Rozwiązanie krok po kroku: Diagnostyka automatu schodowego

Zanim cokolwiek wpiszesz, przyporządkuj objawy do bloków schematu:

• blokada świetlna to FT1 + R4, R5 + tranzystor T1. W dzień oświetlony FT1 przewodzi, prąd płynie w bazę T1, T1 się nasyca i zwiera wejście CLR (nóżka 4) układu 555 do masy - timer jest zablokowany. Skoro światło włącza się w dzień, T1 się nie nasyca: podejrzany jest FT1, T1 albo R4, R5,
• żarówka E3 jest połączona równolegle z E1 i E2 przez styk PK1. Skoro E1 i E2 świecą, przekaźnik i timer działają - winna jest sama E3 (przerwane włókno) albo jej połączenie.

Taki plan skraca pracę: tabele 6-8 podają wyniki pomiarów, a my sprawdzamy, czy potwierdzają te podejrzenia.

Tabela 6 zawiera pomiary napięć: jeden przemienny (PP1a-PP1b, uzwojenie wtórne transformatora) i sześć stałych względem masy. Potrzebny jest woltomierz napięcia stałego i przemiennego - w praktyce multimetr na zakresie V DC / V AC. Woltomierz włącza się równolegle do mierzonego odcinka (tu: między punkt pomiarowy a masę).

Tabela 8 zaczyna się od rezystancji R1-R6 i żarówki E3 - to zadanie omomierza. Pomiar rezystancji wykonuje się na elemencie bez zasilania, najlepiej wylutowanym (tak jak tutaj), bo równoległe gałęzie układu zafałszowałyby wynik.

Druga część tabeli 8 to pojemności C1-C8, od 95 nF do 1030 μF - potrzebny jest pojemnościomierz (albo multimetr z funkcją pomiaru pojemności). Kondensator przed pomiarem musi być rozładowany, a elektrolityczny podłączamy z zachowaniem biegunowości.

Tabela 7 ma w uwagach wprost: „Pomiary wykonano testerem diod”. Tester diod (funkcja multimetru) wymusza mały prąd i pokazuje spadek napięcia na złączu w mV - dla złącza krzemowego w kierunku przewodzenia ok. 0,5-0,8 V, w kierunku zaporowym przekroczenie zakresu („∞”, „OL”).

Tabela ma 6 wierszy, ale wypełniamy cztery - wiersze 5 i 6 zostają puste. Klucz ocenia osobno, czy w wykazie są wyłącznie niezbędne przyrządy: w tabelach 6-8 nie ma pomiaru prądu, częstotliwości ani przebiegów, więc amperomierz, częstościomierz czy oscyloskop byłyby nadmiarowe i kosztowałyby punkt.

Wpis „multimetr” przy każdej funkcji też jest poprawny (klucz dopuszcza „woltomierz lub multimetr” itd.), ale przeznaczenie musi mówić, co mierzymy.

Kółko przyrządu jest już narysowane - wpisujemy w nie symbol. Dla rezystora to omomierz, oznaczany jednostką Ω. Element jest wylutowany, więc omomierz dołączamy bezpośrednio do jego końcówek, bez zasilania.

Kondensator mierzymy pojemnościomierzem; w kółko wpisuję jednostkę pojemności F (spotyka się też zapis μF albo C - ważne, żeby symbol jednoznacznie oznaczał pomiar pojemności).

Dla diody wrysowuję symbol testera diod (dioda w kółku). Biegun „+” testera łączę z anodą D1 (lewa końcówka, od strony podstawy trójkąta) - wtedy złącze jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia i tester pokaże ok. 0,6 V. Po zamianie przewodów otrzymamy kierunek zaporowy (∞), jak w wierszach 9 i 10 tabeli 7.

Tranzystor NPN to dla testera dwie diody o wspólnej anodzie w bazie. Rysunek ma trzy kółka i w każde wrysowuję tester diod:

• górne kółko (baza - kolektor): „+” do bazy → złącze B-C w kierunku przewodzenia,
• dolne kółko (baza - emiter): „+” do bazy → złącze B-E w kierunku przewodzenia,
• prawe kółko (kolektor - emiter): w sprawnym tranzystorze bez prądu bazy nie przewodzi w żadnym kierunku (wynik ∞).

To odpowiada wierszom 1-6 tabeli 7.

Fototranzystor ma tylko kolektor i emiter - bazą „steruje” światło. Tester diod dołączam między kolektor („+”) a emiter: oświetlony fototranzystor powinien przewodzić (mały spadek napięcia), zaciemniony - nie przewodzi (∞). Tak powstają wiersze 7 i 8 tabeli 7.

Ciągłość włókna żarówki sprawdza się omomierzem (Ω), oczywiście po odłączeniu od sieci 230 V. Sprawne zimne włókno ma małą rezystancję, przerwane - nieskończoną.

Między PP1a i PP1b jest uzwojenie wtórne TR1 (wejście mostka M1). Tabela 4 podaje napięcie wtórne TS2/56: 15,8 V. Zmierzono 15,8 V AC → zgodny. To potwierdza, że transformator i styki PK1 doprowadzające 230 V działają.

PP2 to wejście stabilizatora (kondensatory C6, C7 za mostkiem). Kondensator ładuje się do wartości szczytowej pomniejszonej o spadki na dwóch przewodzących diodach mostka:

• wartość szczytowa: 15,8 V × √2 ≈ 22,34 V,
• minus 2 × ok. 0,7 V → ok. 20,94 V bez obciążenia.

Pod obciążeniem napięcie jest trochę niższe, więc zmierzone 20,58 V jest zgodne. Mieści się też w wymaganiach stabilizatora (musi mieć na wejściu wyraźnie więcej niż 12 V) i poniżej 25 V - napięcia znamionowego C7.

US1 to stabilizator 7812 - liczba „12” w oznaczeniu to napięcie wyjściowe 12 V. Zmierzono 12,0 V → zgodny. Tym napięciem zasilany jest 555 (UCC), przekaźnik i blokada.

Wejście CV (nóżka 5) to wyprowadzony środek wewnętrznego dzielnika 3 × 5 kΩ. Opis rysunku 2 mówi, że próg komparatora K1 to 2/3 UCC: 2/3 × 12 V = 8 V. Zmierzono 8,0 V → zgodny.

PP5 leży między rezystorem R2 a bazą T2. Po wyzwoleniu 555 wyjście OUT ma stan wysoki, przez R2 płynie prąd bazy i T2 przewodzi, zasilając cewkę PK1. Na przewodzącym złączu baza-emiter krzemowego tranzystora jest ok. 0,6-0,7 V - zmierzone 0,6 V jest zgodne. Timer i stopień z przekaźnikiem pracują.

PP6 to baza T1. Gdy FT1 jest oświetlony, przewodzi i z +12 V przez R4 i FT1 płynie prąd do bazy T1. T1 powinien się nasycić, więc w PP6 powinno być napięcie przewodzącego złącza B-E, ok. 0,6-0,7 V. Zmierzono 0 V - prąd bazy nie płynie, T1 nie blokuje 555 → niezgodny. To jest dokładnie objaw „blokada nie działa”.

Zaciemniony FT1 nie przewodzi, a R5 ściąga bazę T1 do masy. Spodziewamy się 0 V i tyle zmierzono → zgodny. Ten sam wynik 0 V raz jest dobry, a raz zły - o ocenie decyduje stan oświetlenia, nie sama liczba.

Złącza krzemowe w kierunku przewodzenia dają na testerze ok. 0,5-0,8 V:

• B-E: 670 mV → poprawny,
• B-C: 667 mV → poprawny (zwykle minimalnie mniej niż B-E, tak jak tu),
• C-E: ∞ → poprawny - między kolektorem a emiterem są dwa złącza „przeciwsobnie”, więc sprawny tranzystor nie przewodzi w żadną stronę. Przewodzenie C-E oznaczałoby przebicie.

T1 jest sprawny - przyczyny braku blokady trzeba szukać dalej, w FT1.

Te same kryteria co dla T1: B-E 670 mV, B-C 669 mV, C-E ∞ → we wszystkich trzech wierszach poprawny. Zgadza się to z tabelą 6 (PP5 = 0,6 V - T2 przewodzi po wyzwoleniu).

Oświetlony fototranzystor powinien przewodzić - światło generuje prąd „bazy” i tester pokazuje skończony, mały spadek napięcia. Wynik ∞ oznacza, że FT1 nie reaguje na światło (przerwa w strukturze) → niepoprawny. Razem z PP6 = 0 V przy oświetleniu to dowód: uszkodzony jest FT1.

Zaciemniony fototranzystor nie przewodzi, więc ∞ jest wynikiem oczekiwanym → poprawny. Sam ten pomiar nie wykrywa usterki - dopiero porównanie z wierszem 7 pokazuje, że FT1 nie przewodzi nigdy.

1N4148 w kierunku przewodzenia: 590 mV (typowo dla małej diody krzemowej) → poprawny; w kierunku zaporowym ∞ → poprawny. D1 gasi przepięcie z cewki przekaźnika przy wyłączaniu T2 - jest sprawna.

Wykaz elementów: wszystkie rezystory mają tolerancję ±10 %. Dla każdego liczymy przedział i sprawdzamy, czy wynik w nim leży:

• R1: 10 kΩ ±10 % → 9 ÷ 11 kΩ, zmierzono 10,4 kΩ → zgodny,
• R2: 3,9 kΩ ±10 % → 3,51 ÷ 4,29 kΩ, zmierzono 3,81 kΩ → zgodny.

Uwaga do druku: numeracja Lp. w tabeli 8 zaczyna się w arkuszu drugi raz od 1 po rezystorze R4 - przepisuję ją tak, jak jest, wnioski wpisuje się przy nazwie elementu.

• R3: 1 kΩ ±10 % → 0,9 ÷ 1,1 kΩ, zmierzono 1,02 kΩ → zgodny,
• R4: 3,9 kΩ ±10 % → 3,51 ÷ 4,29 kΩ, zmierzono 3,83 kΩ → zgodny.

• R5: 10 kΩ ±10 % → 9 ÷ 11 kΩ, zmierzono 10,2 kΩ → zgodny,
• R6: 10 kΩ ±10 % → 9 ÷ 11 kΩ, zmierzono 9,84 kΩ → zgodny.

Sprawne R4 i R5 zamykają sprawę obwodu bazy T1 - z elementów blokady uszkodzony jest tylko FT1.

Rozgrzane włókno żarówki 230 V, 35 W ma rezystancję U²/P = 230² / 35 ≈ 1511 Ω, a zimne - wielokrotnie mniejszą (rezystancja wolframu rośnie z temperaturą). W każdym razie jest to wartość skończona. Zmierzono ∞ - włókno jest przerwane → niezgodny. To wyjaśnia drugi objaw: E3 nie świeci, choć E1 i E2 działają.

Kondensatory też mają tolerancję ±10 %:

• C1: 1 μF ±10 % → 0,9 ÷ 1,1 μF, zmierzono 1 μF → zgodny,
• C2: 100 nF ±10 % → 90 ÷ 110 nF, zmierzono 95 nF → zgodny - 95 nF jest poniżej nominału, ale w tolerancji.

• C3: 220 μF ±10 % → 198 ÷ 242 μF, zmierzono 220 μF → zgodny - C3 razem z R3 i POT1 wyznacza czas świecenia (t = 1,1 · (R3 + POT1) · C3),
• C4: 100 nF ±10 % → 90 ÷ 110 nF, zmierzono 102 nF → zgodny.

• C5: 470 μF ±10 % → 423 ÷ 517 μF, zmierzono 470 μF → zgodny,
• C6: 100 nF ±10 % → 90 ÷ 110 nF, zmierzono 101 nF → zgodny.

• C7: 1000 μF ±10 % → 900 ÷ 1100 μF, zmierzono 1030 μF → zgodny,
• C8: 100 μF ±10 % → 90 ÷ 110 μF, zmierzono 100 μF → zgodny.

Wszystkie kondensatory są w tolerancji - zgadza się to z poprawnymi napięciami PP2 i PP3 (filtr i stabilizator działają).

Usterkę blokady potwierdzają dwa niezależne pomiary: PP6 = 0 V przy oświetleniu i ∞ na oświetlonym FT1. Do wymiany: FT1 - fototranzystor SFH 300.

Zamiennik bierzemy z wykazu elementów dostępnych na stanowisku. Są tam dwa fototranzystory, ale tylko SFH 300 się nadaje:

• SFH 300: UCE0 = 35 V, IC = 4,8 mA - pracuje przy 12 V z zapasem i daje prąd zdolny nasycić T1,
• TEPT5600: UCE0 = 6 V - mniej niż 12 V zasilania, więc zostałby przebity; do tego IC tylko 0,6 mA.

Najprościej i najpewniej: element tego samego typu - fototranzystor SFH 300.

Do wymiany: E3 - żarówka halogenowa JCDR 230 V, 35 W (w kolumnie elementu wymienianego klucz uznaje też sam zapis „JCDR 230 V”).

Ze stanowiska wybieramy żarówkę o tym samym napięciu i mocy co E1 i E2: JCDR 230 V, 35 W. Żarówka 24 V spaliłaby się od razu po podaniu 230 V, a 50 W świeciłaby jaśniej od pozostałych i zwiększyła obciążenie styków PK1 - klucz wymaga 35 W.

Trzeci wiersz tabeli zostaje pusty: pozostałe elementy są sprawne, a wymiana sprawnych elementów nie jest naprawą.

Na koniec sprawdzamy, czy karta mówi jedno i to samo:

• każdy wpis „niezgodny/niepoprawny” prowadzi do elementu w tabeli 9: PP6 i FT1 oświetlony → FT1, rezystancja ∞ → E3,
• w tabeli 9 nie ma elementów sprawnych (T1, R4, R5 też są w blokadzie, ale pomiary je oczyściły),
• każdy przyrząd z tabeli 5 został użyty na rysunku 3 (Ω, F, tester diod) albo w tabeli 6 (woltomierz), i odwrotnie,
• zamienniki są z wykazu stanowiska i mają parametry nie gorsze niż oryginał.

Dobra praktyka (klucz tego nie ocenia): po wymianie sprawdź blokadę latarką - przy oświetlonym FT1 w PP6 powinno pojawić się ok. 0,6 V, a przyciski nie mogą włączać światła.