Dit is de motor controller van een baggerschuit. Dit waren 4 kapotte sets. Gelukkig helemaal compleet met kabels, bediening en installatie handleiding. Eerst 2 units gerepareerd, toen samen met de field engineer van de klant een test opstelling gebouwd en deze sets getest en bekeken wat de oorzaak zou kunnen zijn (aan board) van het probleem (4 kapotte sets vlak achter elkaar) . Hij had nog twee reserve sets bij zich die af en toe vreemd deden. Deze heb ik daarna ook in orde gemaakt. Problemen waren oa soldeerbreuken, verbrande mosfet en twee nieuwe schakelaartjes. Deze ook weer getest voor ze terug gingen. De F.E. liet later weten idd een probleem aan board te hebben gevonden en opgelost.
Hierboven een van de units aan de controller dmv de berg kabels rechts ervan. De controller zit via een CAN bus gekoppeld. De witte kast bevat 2 motoren die de gas en versnellingsbak kabels naar de motoren bedienen. Verder een paar microswitches en twee printplaten.
Dit is een 48V accu lader uit een boot. Door vocht en stroom te combineren krijg je heel interessante gevolgen. Alles wat aan de meest-plus kant hing is weg gevreten.
close up
Dit ziet er heftiger uit dan het is. Het board is voorzien van een conformal coating die schade aan traces en vias voor het grootste deel heeft voorkomen. Er waren een paar vias weggerot en hier en daar een stukje trace. De schade was vooral oxidatie van onderdeel pootjes. Wat condensators, weerstanden en diodes. Het meeste werk is dat de coating weg moet en de grote onderdelen waar vocht onder kan zijn gekropen.
Close up bij trafoDiverse grote onderdelen al verwijderdNa schoonmaken maar voor opnieuw coaten.
Na schoonmaken en vervangen van de rotte onderdelen heb ik de boel met een verse coating ingespoten. Dit soort reparaties is veel werk doordat een harde conformal coating als hier is gebruikt alles lastig maakt. Desolderen is een ramp omdat een desoldeerbout de tin smelt en dan opzuigt. Door de coating blijft het gat aan de andere kant van het board afgedekt en valt er weinig te zuigen.
Er was een tweede lader van dit type waar twee van de vier IGBTs waren overleden. Het probleem is dat deze fabrikant liever heeft dat het ding niet te repareren is door van veel onderdelen, incl de IGBTs, de opdruk weg te laseren en zo de stapel e-waste te laten groeien. Ik heb op basis van de stromen en spanning en meting aan de 2 nog goede IGBTs een paar dikke IGBTs uitgezocht als vervangers. Als er andere kapotte onderdelen zijn, vooral ICs, dan is de fout vinden lastig tot onmogelijk omdat je niet weet wat het onderdeel is. Zonder schemas moet ik weten wat een onderdeel is en wat het doet. Daar zijn datasheets van de component fabrikant voor. Maar zonder merk en type onderdeel kun je ook geen datasheet zoeken.
Deze connector zit op een motor controller van Rolls Royce (maritiem) Daar moesten de elcos en backup batterij vervangen worden. Het zijn 2 PCBs die met interboard connectors op elkaar geklikt zitten. Bij inspectie bleken er scheurtjes in the zitten. Door de constructie is dan gelijk het contact niet goed meer.
Het lijken best grote connectors maar ze zijn slechts 35mm lang. De juiste connector vinden was ook een gezoek want er staat niets op.
Het zijn 4 connectors met 100 contacten met een pitch van 0,6mm. Zelfs onder de microscoop was het priegelwerk. Deze ligt mooi vrij maar aan de andere kant en bij het andere board zaten er de nodige onderdelen net genoeg in de weg om het priegelwerk nog lastiger te maken. Losmaken is ook een sport op zich. Je moet honderd mini pinnetjes op mini pads, half “verstopt” onder de connector allemaal tegelijk los krijgen zonder de inimini pads waar ze op gesoldeerd zitten los te trekken. Drag soldering ging niet omdat de pitch te klein was dus dit was pin voor pin vast solderen. Gelukkig heb ik heel erg goede soldeer apparatuur van Pace.
Deze meter gaf na lang stilstaan fout meldingen bij het opstarten. Hij moest weer in gebruik worden genomen en daarom gecalibreerd worden. De boel open gemaakt om wat scoop en DMM metingen te verrichten. De voedingspanningen waren aanwezig en correct maar met nogal wat rimpel. Dat heb ik verholpen en tevens de back-up batterij vervangen. Het advies van Datron was iedere 5 jaar. Hij was nog vol maar een verse kan geen kwaad. Als de batterij te leeg raakt kan de meter zijn calibratie data niet langer vast houden.
Het analoge board
Het is altijd leuk om dit soort redelijk zeldzame apparaten van binnen te mogen zien. Normaal gesproken hou je ze dicht en zo schoon mogelijk. Maar om ze te repareren moet je ze nu eenmaal open maken. In het midden twee piggyback PCBs met handgeschreven stickers met serienummer en assembly nummer. Dat laatste is voor beide gelijk dus het zijn de originele Vrefs. Niet dat daar twijfel over was, de hele geschiedenis van af nieuw is bekend want de eigenaar heeft er van af nieuw mee gewerkt.
Hand gemeten heel stabiele weerstanden
Er zitten een paar voedingrails in met schakelende voedingen. Deze zitten op het digitale board.
Deze elco’s zaten net tegen of net buiten de specificaties. Een was er lek. De “niet-schakelende” voeding op het analoge board. Analoog en digitaal PCB in gebouwdTRMS converter, voedings trafos en weerstand meet boards
Hier zat een probleem wat zo niet op te lossen was. Dat alu plaatje links boven zat vast met schroeven waarvan er een paar met geen mogelijkheid los wilde. Aangezien de TRMS converter werkte en er verders niets vreemds was deze met rust gelaten. De schroeven zijn absoluut gezien wel te verwijderen maar dingen als uitboren, slagschroevendraaiers of andere vormen van geweld ga je niet toepassen op een 8,5 digit meter. Als de converter defect was geweest wordt het een ander verhaal, dan moet het wel. Daarnaast gebruikt de eigenaar de AC meetfunctie van de meter nooit.
Deze meter heeft net als de Keysight/Agilent/HP3458 een zelf-kalibratie mogelijkheid. Tegenwoordig hebben meer high-end meters dat (bv mijn Keithley 7510 7,5 digit meter) Na reparatie is hij naar Fluke gestuurd voor Kalibratie en weer in gebruik genomen.
Dit is iets van een schip, het schakelt met 4 enorme thyristors iets aan/uit. De reden waarom ik het plaats is omdat dit een probleem geval was om diverse redenen. Er waren schemas maar het ging niet aan zonder de zekering te laten klappen. Alle ICs verwijderd en getest, 3 ICs waren kapot. Maar toen begon het. Er zit een opamp welke een sample neemt van de AC van de trafo, dit versterkt hij en geeft het door naar opamp nummer 2. Dit werkte soms maar meestal niet. Meten gaf de vreemdste waarden maar alles klopte. De uitgang liep vast tegen de voedingrail. De ingang klopte ook en de opamps waren goed. Alles geïsoleerd van de rest en nog het zelfde. Alle onderdelen waren goed. Opamps er weer af en met de weerstanden etc in een breadboard geduwd, het werkte. Dus de onderdelen waren zeker goed. Na lang zoeken de fout gevonden. De vieze dikke keiharde conformal coating was gaan geleiden. Na een hoop poetsen was hij nog steeds niet weg maar in ieder geval isoleerde hij weer.
Verder zat het vol met rotte solderingen, de elcos waren rot, 2 folie condensators sloegen door en alle moeren en bouten waar de hoge stroom door liep waren zwaar geoxideerd. De laatste zoektocht was een trafo welke de thyristor gates aanstuurde. Een ervan was blijkbaar ooit vervangen maar ipv de originele bevestiging (die nogal wat thermische massa had) was het ding met 4 pinnetjes “zwevend” gemonteerd. De soldeer was duidelijk gedaan met een soldeerbout die het niet trok. 2 aansluitingen zaten los en maakte alleen nog een (zwaar geoxideerd) druk contact. Daarom werkte het soms wel en soms niet.
Dit was geen gewone reparatie meer, dit was een complete restauratie.
Overzicht, de trafos zitten tussen de twee boards. Die grote koelprofielen staan onder spanning (230VAC)Zonder boven PCBDe bovenkant
Iemand had al een poging gedaan om de 19 relais er af te halen. Het resultaat was een hoop pcb schade. Er waren pads weg, vias in twee getrokken en loshangende sporen. Gelukkig maar bij 1 van de 6 printplaten waar dat bij moest gebeuren. Er waren meer problemen. Het grootste probleem is dat er twee microprocessors opzitten met uitleesbeveiliging. Twee waren er kapot. De boards met defecte processor zijn verder gerepareerd en worden als reserve bewaard. Ze zetten dan de processor over bij uitwisselen.
Het zijn printplaten die een paal met waarschuwings-lampen en een sirene aansturen aan board van een zeegaande veerboot.
Alle koperkleurige cirkeltjes zijn nieuwe vias. De dunne zilverkleurige spoortjes hingen los.
Niet alle vias zijn hersteld, alleen de gene van de contacten die worden gebruikt. De nieuwe vias zijn kleine koperen busjes met een omgebogen randje. De andere kant vorm ik zelf mbv een stukje zelfgemaakt gereedschap.
Weer eens wat uit de scheepvaart. Een Simrad roer stand indicator welke was overleden door een bedrading probleem. De meter is een servo motortje.
Roerstand indicator
Het waren twee gelijke units. Er waren wat onderdelen verbrand en nog wat andere kapot. Gelukkig had ik alleen een labvoeding en functie generator nodig om ze te testen. Ze gingen met de nieuwe onderdelen wel aan maar werkte niet. Doordat ik met een functie generator het “roer” kon simuleren kon ik er in meten en de fout vinden.
Door en door verbrand. Nieuwe weerstanden, halfgeleiders en het brandgat verholpen. (Dwz uitfrezen/krabben, opvullen, nieuwe traces, verven en coaten )
De bovenkantDe onderkantBovenkant klaarDe onderkant
Dit is de Rofin, HPC-816 voeding en een RF voor een 6kW laser. Bij de voeding waren er twee mosfets geploft. De reparatie was niet echt spannend maar het is een imposant gebouwde unit. Veel massief koperen bus-bars, een paar enorme elcos en een trafo gewikkeld met brede stroken ipv draad. Het is een schakelende voeding.
De twee kapotte mosfetsbussbars
Hieronde de RF. Het zijn 4 “units” Aan de andere kant zit zo’n zelfde verzameling PCBs. Wat je hier ziet zijn 7 printplaten. Elke printplaat heeft 4 vrij prijzige en gematchte RF mosfets. Alle 6 de printplaten staan parallel.
de RF
Deze hele unit zit in een enorme aluminium “kist” en het in en uitbouwen is een vreselijke klus. De knelkoppelingen voor de waterkoeling maken het ook niet makkelijker. Als ze de opening 2 cm groter hadden gemaakt zou het al een hele hoop schelen.
Het probleem zat op de twee boards die er tussen in zitten. De twee units moeten dus gesplitst worden wat ook een aardige klus is. Het probleem was corrosie en daardoor trace schade en een aantal weerstanden die hun aansluit “flappen” en dekseltje kwijtwaren. Gelukkig waren ze bij de oorspronkelijke weerstand fabrikant nog te koop. Dat witte keramiek is vrij giftig, alleen met handschoenen aanraken. Trace schade is hersteld en alle weerstanden zijn vervangen. Er zat ook nog een weerstand waar zoveel roest opzat dat de roest de massa raakte. Van 1 board waren de weerstandjes van de coupler zwaar verlopen en op de preamp zaten twee zeners die via een trace onder het board aan elkaar zaten maar dat was aardig verbrand. Nu zitten ze direct aan elkaar vast en een standoff houdt ze nog extra vast. Daarnaast het vebrande PCB materiaal weg gehaald en met epoxy gevuld.
De geroeste weerstandjes en groen uitgeslagen traces. RF loopt aan het oppervlak, dit zijn coplanaire transmisslijnen, dus hoogohmige groene prut erop helpt niet echt.Links de twee zeners met zwarte pootjes en rechts onder de weerstand, waarbij de roest het massavlak om de pad heen raakte.De zeners aan de onderkantDe zeners gemonteerd met ceramische afstandhouderDe trace schade, die zwartige prop had het koper eronder compleet weg-gegeten en de groene prut was geen optie bij aanschaf.. Boven op de foto zit nog een tweede propHier zie je het gat, dat witte zijn de vezels van het pcb materiaal . (op de foto lijkt het tin)De nieuwe weerstanden maar nog met de aansluitstrips los en de schade van hierboven gerepareerd (rechts onderin)
Dit PCB had een zwart plekje wat vanwege de grote componenten en koelprofielen niet echt goed zichtbaar was. Leek wat overslag door het vuil wat er op zat (komt uit een machine). De onderdelen bleken allemaal heel, maar dit kwam er na wat krab en freeswerk onderuit. Het bleek ook nog een 6 layer board te zijn. Het board ligt op een lichtbak die ik gebouwd heb om bij dit soort dingen min of meer door het board heen te kunnen kijken. Die lichtgroene plekken is waar het licht doorschijnt. De donkere zijn koper traces
De kortsluiting kwam uit het board zelf. Waarschijnlijk doorslag tussen lagen. Zoals je ziet een heel onderhuids brand-spoor.
Ook aan de achterkant. Dat was de reden waarom ik al verwachtte dat de schade dieper zat. Het stond behoorlijk bol. Het gat wat je nu ziet was niet zichtbaar. Ik begin met het weghalen van alle koolresten. Dat is nodig want dat geleidt stroom. Ze maken er niet voor niets ook weerstanden mee.
Na het weghalen van alle koolresten is dit het resultaat. De klant had ook nog een goed board, dat was in dit geval wel nodig om te kunnen achterhalen welke inner-traces er hersteld moest worden. Ik kan het meestal wel zien maar dit waren 6 lagen en dan wordt het lastiger. Een voorbeeld is dan wel zo veilig. Ook omdat er wat vias waren weggebrand. De hoofd traces was niet zo’n probleem maar er liepen ook wat hele smalle spoortjes die “ergens” heen gingen. En die zitten er niet voor de sier.
Zo ziet het er uit met de onderdelen weer gemonteerd. Ik heb een varistor en condensator vervangen omdat ze wat brandschade hadden. Er zijn ook een stuk of 5 nieuwe vias geplaatst. De rest is eerst getest voor ze weer terug gingen. Met name die zwarte “koelprofielen” (dat zijn SSR’s, een soort electronische schakelaars voor hoge stromen)
Ik heb intern wat doorverbindingen gemaakt met dun geïsoleerd draad voor wat van de dunne traces. Voor de hoge stroom traces van de connectoren naar SSR heb ik aan de onderkant nog wat dikke draden aangebracht zodat het grootste deel van de stroom nu buitenom gaat. Het is erg leuk werk, een soort electronica modelbouwen maar het kost aardig wat tijd. OA omdat de epoxy in meerdere lagen gaat en een paar dagen moet uitharden voor ik kan solderen.
