This LCR meter was dead. Hameg was always very helpful in providing manuals.To bad this is not the case for the newer gear. This is a very nice LCR meter with a lot of useful functions.
The power supply
This is the power supply. The quality from the soldering is not very good, and it was dead. Strange enough the rest of the meter was build very nice.
After the repair was done it was time to test it
Testing, using an ESI-1010 standard
Here a GR 100mH inductor standard
Heel dikke trafo’s
Dit is een Behlman BL1350 1,35kVA AC powersupply.
Een erg zwaar apparaat dankzij 2 enorme trafo’s. Deze was gemodificeerd, waarschijnlijk voor een vaste meet opstelling. Het gevolg was dat hij niets meer deed. Dit was gedaan met een extra PCB van experimenteer printplaat en twee ceramische steuntjes met een stuk of 6 shuntweerstanden. Daarnaast was de Volt potmeter afgekoppeld. Afkoppelen was niet lastig maar ze hadden ook andere dingen gedaan waardoor het goed zoeken was.
Qua reparatie stelde het niet veel voor maar het was een erg imposant apparaat.Output is 0 tot bijna 300VAC.
Heel dikke MOSFET
Niet alleen de trafo’s waren groot, de mosfet kan er ook wat van.
Ik was vergeten een totaal foto te maken dus hier de foto van mijn eigen scoop
Deze scoop was door iemand gebruikt gekocht en zou prima werken. Helaas was dat niet het geval en de verkoper reageerde niet meer. Het ding flitste een keer met wat ledjes en dat was alles. Dit zijn geen apparaten om zonder service documentatie aan te gaan werken. Het is een vrij geavanceerde 350 MHz DSO. Dat betekent dus veel heel kleine componenten en naast een analoog RF deel ook een uitgebreid digitaal gedeelte. Aangezien ik zelf deze scoop ook heb durfde ik de reparatie wel aan. Daarnaast zijn scoop reparaties een erg leuke bezigheid en was ik benieuwd naar de bouw kwaliteit. En dat viel niet tegen. Overal staat made in Germany op, merk componenten en goed soldeerwerk.
Het analoge deel met sporen van eerdere reparatie activiteiten.
Dat er al eerder problemen waren wordt al snel duidelijk. Zoals je hierboven ziet was de afscherming van de ingangen los-gesoldeerd. Dan gaan er gelijk alarmbellen rinkelen. Verdere inspectie bracht veel meer sporen aan het licht. Zoals krassen op diverse PCB’s waarvan sommige dwars over traces liepen.
De voeding
Maar het eerste waar elke reparatie mee begint (na de optische controle) is de voeding. Zonder goede voeding houdt het op. Daar was niets mis. Gelukkig staan de te meten spanningen naast de testpunten gegraveerd. Erg chique gedaan. Wel heel klein maar daar als je daar een probleem mee hebt moet je niet aan zoiets als deze scoop beginnen.
In de voeding was wel iets vreemds en ook erg opvallend. Een van de blauwe condensators op de foto hierboven was aan 1 poot vast gesoldeerd, de andere kan zweefde boven de print. Het was duidelijk te zien aan het soldeerwerk dat dit een fabriek-foutje was. Dit viel zo erg op dat het dus ook duidelijk was dat de eerdere reparateur de voeding had overgeslagen. (gelukkig maar)
Toen het digitale board, wat aan de zijkant zit, verwijderd voor nadere inspectie. Hier zaten de meeste krassen op.
Het digitale board
De krassen bleken geen traces te hebben beschadigd maar ik kwam iets veel ergers tegen. In het rode vierkantje op de foto hierboven. Een half afgebroken weerstandje en toen ik de mincroscoop versterking wat opvoerde bleken er 4 pads waar zo te zien ooit onderdeeltjes hadden gezeten. Een stukje verderop zat een weerstand waar een barst in zat. De vraag was nu, wat had daar gezeten ?
En dan is het handig om een zelfde werkende scoop bij de hand te hebben. De onderdelen waren allemaal weerstanden. Dus eerst maar eens nieuwe erin. Daarna het board terug geplaatst en even als een testje de spanning erop gezet. En tot mijn verbazing ging de scoop gewoon aan. Als test een functie generator aangesloten en nog steeds geen probleem. Daarna een heel snelle puls erop om te kijken of er op hoge frequenties problemen waren.
Een snelle puls
Zoals te zien was daar ook geen probleem. Nog wat meer tests gedaan maar ook die waren succesvol. Afschermblik vast gesoldeerd, pcb’s schoon gemaakt en de scoop weer dicht gemaakt.
Maar het blijft wat vreemd. Zonder deze onderdelen werkt de scoop niet. Deze onderdelen zijn door een klungel beschadigd toen hij op zoek was naar een of andere fout. Maar wat die fout nu was….ik zou het niet weten. Alles doet het en dat is het belangrijkste.
Nog wat sfeerplaatjes.
Achter het voorfront.
Van boven gezien. Onder dat blik zit de voeding
Van onderaf gezien
Aan een nagebouwd Tek scoop evaluatie board. Een staircase met veel jitter, glitzen en noise modulatie
Bij deze scope was wat onbekends fout gegaan. De eigenaar had hem defect gekocht. Dat maakt zoeken wat lastiger. Gelukkig is er service documentatie beschikbaar. Het probleem hier was dat iedere keer als ik een fout vond er weer iets anders stroomafwaarts defect ging.
De scoop bestaat uit een paar ASICs die samenwerken en alles regelen. Oa een voor de voeding en een voor het digitale deel. Die werken samen. Op het board zit een smps die bestuurd wordt door deze combinatie. Het laden van de accu aan board ook.Toen ik zover was dat het accu deel weer werkte leek de fet van de smps defect en had de accu vrij spel (er zit nu een zekering) wat resulteerde in dit resultaat:
Soms zit het tegen
Vreemd genoeg bleek bij het schoonmaken de schade naarmate ik dieper kwam, groter te worden. Je ziet dat alleen de source pad weg is. De bron van de hitte kwam van onder de pad/fet. Er was een via en een stuk trace weg gebrand. Dat zag er na uitkrabben met een tot beiteltje geslepen naald zo uit:
Na schoonmaken
Dat ding op het diepst is een restant van de via en links halverwege zie je een restant trace. Ik zit op zijn diepst helemaal tegen het koper van de bovenkant aan. Het lijkt een enorme krater maar je praat hier maar over een paar mm. Kijk maar naar de afmeting van die diode.
Tijd voor het betere priegelwerk met koperfolie en epoxy. Het resultaat was niet een optisch kunstwerkje maar wel functioneel. De fet die Fluke gebruikt was obsolete en had een afwijkende pin bezetting. Dus gelijk de footprint aangepast en er een wat stevigere fet opgezet. Ook de footprint van de meetshunt tussen source en gnd vergroot voor een 1 maat grotere weerstand. Ook heb ik de krokante laadstroom shunt vervangen door 2 grotere parallel. De shunt zit er hier nog niet op.
Wat lijm en plakwerk na het graven. Mooi is anders maar het is wel geslaagd.
Daarnaast heb ik een geheugen IC moeten reballen , diverse fets en diodes vervangen. En het laatste probleem was de D-asic. Een grote BGA (zo’n ding met een enorme hoeveelheid tin balletjes ipv pootjes). Daar bleek troep onder te zitten. Het apparaat deed steeds meer maar bleef in mask mode. Nadat ik het pcb had gereinigd en het pcb onder de bga had gespoeld met een injectiespuitje met ipa en goed had laten drogen was daar het grote moment, hij deed piep ven de display kwam op.
Het eerste teken van leven
Daarna alles getest en gekeken of hij nog binnen de specs zat. En dat viel niet tegen, hij zat er nog ruim binnen. Er handig apparaat voor reparatie werk. Het zijn geïsoleerde ingangen zodat je differentiële metingen kan doen zonder je scoop op te blazen en in de multimeter mode kan je de enorme cijfers vanaf grote afstand nog lenen. Deze scoops zijn niet voor niets gewild en zelfs oud nog stevig aan de prijs.
Als multimeter aan – 0,99997V
Na de reparatie
Een (loodzwaar) apparaat wat bedoeld is om bepaalde tripunits van Schneider Electric te testen. Een tripunit is een ding wat “het brein” van nog al forse industriele zekeringen is. Deze kunnen geprogrammeerd worden mbt dingen als de max stroom en de tijd dat hij bv inrush stroom kan hebben. Er was geen documentatie en de hele print was voorzien van een dikke flexibele conformal coating.
Er was zo te zien al een reparatie poging ondernomen. Dat zal niet veel resultaat hebben gehad. Men had de coating laten zitten en dat geeft dit soort plaatjes.
Hoe het niet moet
De soldeer drijft min of meer op de coating met het resultaat dat er niet een echt goede verbinding was.
Het pcb
De onderkant
De printplaat zit op een zwaar massief stuk aluminium gemonteerd. Je kan er zo niet echt handig aan meten.
Economisch eigenlijk niet de moeite van het repareren waard maar dit zijn erg fijne en goede scoops met cursors en readout. En als je hem al lang hebt en de geschiedenis weet is dat ook wat waard. Een andere gebruikte kopen is ook een gok en een vergelijkbare kwaliteit DSO is veel duurder dan reparatie. Deze wordt scoop wordt commercieel gebruikt en dan wordt het een heel ander verhaal.
Tek 2245A zonder kast
Zo’n scoop ziet er voor veel mensen nogal overweldigend uit maar reparatie van analoge scoops is vaak eenvoudiger dan het lijkt. (als de fout zoals hier in de signaalweg zit)
Kanaal 2 deed het niet goed meer. Een blokgolf werd heel erg vervormd. De oorzaak was snel gevonden. Een condensator in een van de hybrides was short. Deze zijn “officieel” niet te repareren. In het service manual staan dus ook geen component waarden. Gelukkig zitten er meer in en mbv een VNA en LCR meter kon ik achterhalen wat de waarde moest zijn. Met twee 0804 condensators op elkaar kon ik de impedanties van beide kanalen gelijk krijgen. De fout was zo gevonden. Het uitmeten en repareren was wat meer werk.
De andere kant, heel veel logic IC’s
Het ingang circuit van 1 kanaal
Hier zijn de hybrides zichtbaar.
Het defecte deel
De condensator links onder U23 was short. Deze hybrides zijn gemaakt van een keramisch substraat waar laser getrimde weerstanden en traces op zitten. Solderen is heel tricky want het kan barsten. Dit soldeer je het veiligste met zilver-tin-lood soldeer. In de buizentijd zat er standaard een klosje van deze soldeer in de scoops gemonteerd. Soms nogal verstopt. Bij reparatie van een 453 (een scoop uit 1966) uit mijn eigen collectie bleek het er nog te zitten, netjes weg gewerkt tussen een PCB en chassis.
Het resultaat:
Een strak blok
Na reparatie de test. Het is voor de eigenaar van deze scoop heel belangrijk dat de delay tussen beide kanalen zo klein mogelijk is. Daarvoor is opnieuw afregelen van het front end wel nodig maar het resultaat mocht er zijn. De traces lijken wat wollig maar dat komt omdat het kanaal 1 en 2 over elkaar zijn. Zoals je ziet geen fase of amplitude verschil. Dit is een 40,48 MHz blokgolf met een 500ps stijgtijd.
2 traces over elkaar
Zo ziet het blok eruit op een 5GHz sample scoop. Om een 40 MHz blok goed weer te geven heb je grofweg een 400 MHz scoop nodig.
Zp ziet het eruit op een 5 GHz sample scoop
De transmitter
Een thermal mass flow meter. Hier zitten 2 PT100 sensors in. De ene wordt verwarmd de andere krijgt een extra weerstandje zodat de meter denkt dat die warmer is. Zo ontstaat een verschil tussen beide. De gewone wordt nu zover verwarmd tot beide de zelfde waarde hebben. De extra stroom die daar voor nodig is wordt gemeten en is proportioneel tot de flow. Bij geen flow is dat verschil nul graden.
Door nu een gas of vloeistof door de buis te laten lopen wordt de verwarmde sensor afgekoeld. De andere neemt de temperatuur van het gas aan. Er ontstaat zo een verschil wat de meter oplost door de stroom te verhogen. En dat is dan weer proportioneel voor de flow.
Een van de 6 PCB’s
Er zit best veel electronica in zo’n ding. Waarschijnlijk om het modulair te houden.
Ter verhoging van de feestvreugde zijn een aantal PCB’s met conformal coating behandeld. Wel vreemd dat dit niet echt uniform is gedaan. Er zitten bv twee boards naast elkaar in de behuizing hieronder waarvan er 1 wel en 1 niet is gecoat.
De transmitter en display
Een van de problemen
Dit is dus zo’n gecoat PCB. Nu is het de bedoeling dat je het hele board coat en dat doet bij een schoon board. Dat is hier een beetje fout gedaan. Naast een paar haren, de nodige bolletjes tin (waarvan er 1 bijna kortsluiting veroorzaakte) zat er hier ook nog iets wat op zand lijkt onder ???
De onbeschermde delen hadden zwaar aangetaste solderingen. Er waren er ook een paar solderingen rondom een component pin losgebroken/gescheurd. Dat geleidt nog wel min of meer maar veroorzaakt onvoorspelbaar gedrag. Dat zie je zo niet maar ik gebruik een microscoop voor inspectie van solderingen. Bij electronica in een industriële omgeving geen overbodige taak. Ik verwijder de oude soldeer, soldeer het opnieuw en daarna voorzie ik het weer van een geschikte coating.
Daarnaast was de “powerbrick” niet goed meer. Hij gaf wel de juiste spanningen maar zakte te veel in bij belasting. Al deze op zichzelf kleine foutjes veroorzaakte samen een apparaat fors ging afwijken. Dit kwam bij calibratie aan het licht en het werd richting fabrikant gestuurd. Omdat het daarna als “niet repareerbaar” werd bestempeld kwam het hier terecht.
Links de PT100 simulator
Er zat ook een flinke pijp bij met de sensor electronica. Testen van een thermal flowsensor is makkelijker dan van een Coriolis model. Gewoon een computerfan in de buis zetten met een min of meer bekende flow. Dat is natuurlijk alles behalve precies maar laat samen met andere metingen prima zien of het systeem werkt naar behoren.
Ik gebruik bij de reparatie een zelfgemaakte PT100 “simulator”. Een kastje met traploos verstelbare weerstand. Decade boxen hebben hiervoor te weinig resolutie. Die simulator kan ik met 1 mOhm resolutie instellen. Hij kan trouwens ook de andere kant op werken en heel precies 0-25 mA sourcen. Handig bij reparatie. Ik heb ook een paar echte calibrators (met 1 uA resolutie) maar dat is zware overkill en nogal omslachtig bij fout zoeken. Ik calibreer dan wel niet maar het is toch wel handig als het apparaat na een reparatie eerst afgeregeld moet worden om daarna weer door een officiële calibratie te komen.
De regelbare ventilator
De buis met sensorbehuizing
Het aluminium aan weerskanten is een fixture die ik gebouwd heb om bv dit soort dingen veilig recht op te houden.
Dat elcotje heeft betere tijden gekend
Een versterkertje wat hoort bij een stroomprobe voor een oscilloscoop. Het kan 1mA tot 1A per divisie. Deze is van mij zelf en was NOS toen ik hem kreeg. Hij lag al jaren te wachten op de bijbehorende probe. Alleen was viel de werking wat tegen bij de eerste test met de inmiddels gevonden probe. Snel even open gemaakt en toen werd het duidelijk…..
Het geheel
De reparatie stelde niks voor maar het is wel heel mooi gebouwd en daarom de moeite van het showen waard.
Het lijkt net een frituurpan, maar dan wel een hele dure.
Dit is een verwarmd bad. Er zitten de nodige aansluitingen op zodat de inhoud bv ergens door heen gepompt kan worden om temperatuur sensors in een systeem te calibreren. Er zit een grote pomp en een enorme heater in.
Deze werkt vanaf 50 graden. Je kan ze veel lager instellen maar dan is de warmte van bv de pomp te hoog en loopt de temperatuur toch wat op. Ondertussen heb ik 3 van deze baden hier gehad met allemaal het zelfde probleem. Ze blijven door verwarmen. De oorzaak is de soort regeling. Het component wat daar voor zorgt is voorzichtig gezegd nog al onvoorspelbaar. Dat geeft niets bij fabricage. Het ontwerp is best goed maar op den duur kan dat fout gaan. En dat gebeurde dus bij deze 3. Gelukkig is de reparatie zelf vrij simpel (als je weet wat er fout gaat en hoe je dat kan testen. Ik had een curvetracer nodig om dat te vinden. Het is in dit soort gevallen verleidelijk om in het wilde weg dingen uit te wisselen maar vaak is dat een heel korte termijn oplossing. Ik wil 100% zeker zijn van de fout. Dan weet ik ook zeker dat de reparatie echt geslaagd is en niet per ongeluk tijdelijk. Bij deze jongens is het een combinatie van twee onderdelen die beide op zich zelf niet defect zijn maar samen er een potje van maken.
Niet zo vers meer
En natuurlijk check ik eerst de voeding. Deze elco zag er niet echt vers meer uit. En voor de ESR meter liefhebbers. Hier zie je dat een ESR meter een leuk stuk speelgoed is maar niet echt betrouwbaar. Een ESR van 0,059 ohm is erg laag voor deze elco. Maar helaas was hij dat ook voor DC. In de meeste calibrators worden erg goede elco’s gebruikt. De meeste houden het zeker 15 jaar uit. Maar ik neem geen risico en test ze op capaciteit, Dissipation factor en lekstroom op werkspanning. Ik zou ze natuurlijk ook gewoon kunnen vervangen. Dat doe ik ook bij de minste twijfel maar daar zit ook een risico aan. Als het ding net een maandagmorgen exemplaar is en een maand na calibratie de geest geeft kun je opnieuw beginnen. Ik kom elco’s tegen die bij doormeten betere specs hebben dan de vervangers. En ik gebruik geen ebay specials, ik gebruik alleen elco’s van A-merken met specificaties die minimaal gelijk zijn aan de door de fabrikant gebruikte elco’s.
De heater besturing
Er zit niet veel electronica in zo’n apparaat. Het relais (zwart blok op PCB) wordt door mij ook getest (dynamisch en statisch) Bij 2 baden was een schoonmaakbeurt geen overbodige luxe. Bij 15A op 230Vi s een paar ohm weerstand echt een probleem. Goed schoongemaakt en afgesteld zit de weerstand onder de 0,01 ohm.
Dat die vermogens electronica boven een bak heet water zit maakt werken aan dit apparaat extra avontuurlijk. 15A is best veel.
De testopstelling
De twee decades op de foto vervangen de PT100 sensors. Zo heb ik de controle over de heater. onafhankelijk van de echte water temperatuur. Het is noodzakelijk de heaterstroom op de scoop te zien maar mijn precisie scoop stroom-tangen gaan niet tot 15A dat los ik op met een adapter. Dat is het kastje op de grijze General Radio decade. Deze adapter maakt het mogelijk 1/10 van de stroom af te takken. De tweede hoepel werkt net andersom en maakt het mogelijk om met mijn probes stroom van minder dan 1mA te meten.
PCB
De werking is eigenlijk heel simpel van principe maar door een juist ontwerp en hoogwaardige onderdelen werkt het heel erg mooi. Met zo’n probe zie je precies wat er gebeurd.
Micromotion Transmitter
Dit is de transmitter van een mass flow meter. Een mass flow meter is een apparaat om te meten hoeveel materiaal er door een buis stroomt. Er zijn veel verschillende systemen. Het principe is meestal een pijp met wat sensors. Die sensors geven een signaal wat door de zogenaamde transmitter wordt uitgelezen en vertaald naar een gewenste grootheid.
Deze mass flow meter deed dat niet meer. Hij gaf alleen nog maar errors. Dit stukje loodgieters werk zat erbij. Het is een Coriolis variant. Er zitten buizen in die in trilling worden gebracht. Meestal komen ze met de buis erbij binnen. Dat is handig om dingen uit te sluiten. (meetechnisch handig, voor de rest niet echt fijn zo’n zwaar stuk buis op tafel)
Het ijzerwerk waar de sensors in zitten
In de transmitter kwam ik dit tegen. Geen technisch probleem maar wel grappig om te zien. Alle condensatortjes staan scheef. Iets te snel door het soldeerbad getrokken ? Toch maar even goed de solderingen nagekeken.
Tegenwind bij fabricage ?
De transmitter bestaat uit een behoorlijk aantal PCB’s die heel creatief tot een soort kaartenhuis zijn gebouwd. Een mooie compacte manier van bouwen en ook mechanisch stevig. Maar repareer-technisch wordt je er niet blij van. Om te meten moet je nu eenmaal overal bij kunnen terwijl het ding aan staat.
Kaartenhuis constructie
We leven niet in een ideale wereld en ook dit moet toch gerepareerd worden. Dit is een reden waarom sommige apparatuur als niet te repareren wordt beschouwd. Er zijn de nodige technieken en methodes om dit toch te kunnen. Je hebt daar wel wat apparatuur voor nodig die je in de meeste labs niet vindt en natuurlijk een grondige kennis over de componenten zelf. Zeker als er zoals gewoonlijk ook geen service documentatie en schema’s zijn.
Binnen in het kaarthuis
Helemaal leuk wordt het wanneer een van de binnenste boards nog eens extra is ingepakt.
Bij dit soort dingen gaat er redelijk wat tijd zitten in het demonteren en monteren. Een groot complex ding als een scoop ziet er open voor de niet techneut nog al angstaanjagend uit maar die kast is in 5 minuten open en dan kan je meestal overal bij om te meten. Maar de reparatie is geslaagd en daar gaat het uiteindelijk om.