Узел индикации и формирования команд
Узел формирования команд служит для приема команд с контактных групп селектора программ и функциональных кнопок, а также их передачи на соответствующие входы микроконтроллера IC1.
Собственно узел представляет собой простейшую динамическую матрицу, выходами опроса которой служат выв. 27, 28 IC1, а входами приема (после контактных групп селектора программ и функциональных кнопок) - выв. 29-32 IC1 (см. рис. 9).
Для подавления "дребезга" контактов к указанным выше выводам микроконтроллера подключены RC-цепи.
Ручка селектора программ механически связана с сетевым выключателем - в исходном положении ручки контактные группы сетевого выключателя разомкнуты, а в любом другом - замкнуты. Соответственно, в любом положении селектора контактные группы К1-К4 в его составе формируют соответствующий код выбранной программы стирки.
Узел индикации представляет собой набор ключей и элементов индикации (светодиодов), размещенных непосредственно на плате электронного модуля. Управление элементами индикации обеспечивает микроконтроллер IC1 с выв. 35-37, 39-42 (см. рис. 10).
Рис. 10. Принципиальная электрическая схема. Узел индикации
В некоторых типах СМ с модулями рассматриваемого семейства на панели управления установлен дисплей. Он соединяется с модулем 4-проводным шлейфом (питание 5 В, общий и две информационные шины). Принципиальная схема управления дисплеем приведена на рис. 11.
Узел регулировок
Этот узел регулирует скорость отжима, выполнен на потенциометре, установленном непосредственно на плате модуля (см. рис. 12). В зависимости от положения ручки данного регулятора, на выв. 50 IC1 поступает постоянное напряжение (0...5 В), в соответствии с этим меняется и скорость вращения барабана СМ в режиме отжима.
Узел контроля температуры
Элементы узла (R1, R2, R7, C1, C2, VD1) совместно с терморезистором NTC (установлен на баке СМ) формируют напряжение, пропорциональное температуре воды в баке. Оно поступает на вход АЦП в составе микроконтроллера (выв. 2 IC1) для дальнейшей обработки (см. рис. 13).
Рис. 11. Принципиальная электрическая схема. Цепи управления дисплеем и контроля состояния контактной группы УБЛ
Узел тахогенератора
Узел на элементах VT4, R6, R7, C4(см.рис. 14)предназначен для преобразования переменного синусоидального напряжения с изменяемой частотой, поступающего с выхода катушки тахогенератора (в составе приводного мотора), в последовательность прямоугольных импульсов фиксированной амплитуды.
Узел контроля уровня воды
Узел предназначен для контроля состояния контактных групп датчика уровня воды - II уровня и уровня перелива (рис. 4, 12). Состояние контактной группы I уровня воды (защитного уровня) не контролируется модулем - в этом случае залив воды происходит под управлением таймера в составе микроконтроллера. Контактная группа I уровня коммутирует (разрешает) включение ТЭНа (эта цепь еще коммутируется микроконтроллером через реле ТЭНа). Это сделано для того, чтобы питание на ТЭН могло подаваться только в том случае, если в баке имеется вода.
Сигнал с контактной группы II уровня датчика через элементы R4-R8, R10, VD1, VD3, C2 поступает на выв. 49 микроконтроллера IC1 (рис. 12).
Сигнал уровня перелива через элементы R13-R17, VD2, C3-C5, VT3 также поступает на выв. 49 IC1 (рис. 12). Отличие данных сигналов в том, что при достижении уровня перелива открывается транзистор VT3, поэтому на выв.
49 IC1 будет уровень лог. "0". При достижении уровня II на выв. 49 будет поступать сигнал частотой 50 Гц, а в исходном состоянии на этом выводе уровень лог. "1".
Необходимо отметить, что при достижении уровня перелива также открывается транзистор VT2, а с него сигнал поступает на включение помпы и на 2-направленный порт микроконтроллера IC1 (выв. 22). Этот порт используется для контроля состояния включения помпы (в режиме перелива), а также в случае непосредственного управления помпой при выполнении программ стирки.
Рис. 12. Принципиальная электрическая схема. Элементы цепи управления УБЛ, регулятор оборотов отжима, цепи контроля состояния датчика уровня воды
Цепи управления силовыми элементами - клапанами залива воды, помпой, приводным мотором, УБЛ, ТЭНом
Перечислим элементы некоторых цепей управления силовыми элементами СМ:
• клапанов залива воды (см.рис. 15): выв. 20 (21) IC1 - R5 (R6) - VT1 (VT2) - R1, R3 (R2, R4) - симистор TR1(TR2). В скобках указаны элементы для цепи управления вторым клапаном;
• помпы: выв. 22 IC1 - R2 (рис. 12) - R3 (рис. 16) - VT1 - R1, R2, C1 - симистор TR1;
• УБЛ (рис. 12): выв. 23 IC1 -
VT1 - R2, R3, С1 - симистор TR1. Необходимо отметить, что при срабатывании замка УБЛ его контактная группа замыкает цепь сетевой фазы для питания клапанов залива воды, помпы, приводного мотора и др. Внешний вид УБЛ и назначение его выводов показано на рис. 17;
• ТЭНа (рис. 13): выв. 38 IC1 -R3, R4 - VT1 - обмотка реле К1.
Рис. 13. Принципиальная электрическая схема. Формирователь тактовой частоты 50 Гц, элементы цепей управления ТЭНом и контроля температуры
Рис. 14. Принципиальная электрическая схема. Элементы управления приводным мотором, цепь тахогенератора
Рис. 15. Принципиальная электрическая схема. Цепи управления клапанами залива воды
Цепь управления приводным мотором приведена на рис. 14. При работе СМ в различных режимах мотор может менять свою скорость и направление вращения - для этого служат отдельные цепи. Обмотки ротора и статора приводного мотора включены последовательно. Контроль за скоростью вращения обеспечивает катушка тахогенератора, сигнал с которой через промежуточные элементы поступают на выв. 15 IC1 (см. выше).
Рис. 16. Принципиальная электрическая схема. Элементы цепи управления помпой
Рис. 17. Внешний вид и назначение выводов УБЛ
Управление скоростью вращения ротора мотора обеспечивается с помощью ШИМ по цепи: выв. 47 IC1 - R5 - VT1 - (R2-R4, С2, VD3) - симистор TR1. Изменение направления вращения мотора обеспечивается изменением фазировки питания статора с помощью реле по цепям (элементы в скобках указаны для цепи управления реле К2): выв. 26 (25) IC1 - R10(R9) - VT3(VT2) - обмотка К1 (К2).
Назначение контактов на колодке приводного мотора показано на рис. 18.
Рис. 18. Назначение контактов на колодке приводного мотора
Примечание.
1. В отличие от электронных модулей других производителей, в рассматриваемом семействе модулей отсутствуют цепи контроля работоспособности силовых компонентов (управляющих симисторов приводного мотора, УБЛ и др., поэтому при возможных отказах в этих цепях диагностировать неисправность можно лишь по внешним признакам.
2. В рассматриваемых электронных модулях в цепях управления между силовыми компонентами (симисторы, реле) и микроконтроллером установлены буферные транзисторные ключи и формирователи, которые предохраняют порты IC1 от возможного пробоя.
3. На приведенных выше принципиальных схемах типы биполярных SMD-транзисторов указаны в соответствии с их корпусной маркировкой.
Описание SMD-компонентов
Маркировка элемента | Наименование и тип | Основные характеристики |
1Gs | Универсальный биполярный транзистор ВС847С | Структура n-p-n, корпус SOT-23, Ik max=100 мА, Uke= 50 В |
WTs | "Цифровой" биполярный транзистор BCR166 | Структура p-n-p, корпус SOT-23, Ik max=100 мА, Uke= 50 В Сопротивление встроенных резисторов (подключенные последовательно к базе/ между базой и эмиттером) - 4,7/47 кОм |
WGs | "Цифровой" биполярный транзистор BCR116 | Структура n-p-n, корпус SOT-23, Ik max=100 мА, Uke= 50 В Сопротивление встроенных резисторов (подключенные последовательно к базе/ между базой и эмиттером) - 4,7/47 кОм |
Z9 | Маломощный симистор Z0109 | Корпус SOT-223, Uмакс = 800 В, Iпр макс = 1 А, I отп = 5 мА |
Компоненты для поверхностного монтажа, используемые в электронном модуле
В рассматриваемом семействе электронных модулей подавляющее число компонентов - для поверхностного монтажа. Мы хотим остановиться на тех полупроводниковых SMD-компонентах, тип которых промаркирован на корпусе в виде определенного кода. В таблице приведено описание некоторых элементов для поверхностного монтажа, которые используются в электронном модуле.
Характерные неисправности модуля и способы их устранения
Как показывает статистика, описываемые в этой статье электронные модули являются достаточно надежными узлами СМ. Большинство их отказов вызывается попаданием влаги на плату модуля, на элементы цепей питания и управления внешних элементов (клапанов залива воды, обмотку помпы, контактную колодку приводного мотора и др.) или эксплуатацией СМ во влажных помещениях.
В самых простых случаях на модуле приходится проверять работоспособность соответствующих варисторов, симисторов, реле и других элементов в этих цепях. Обязательное условие - при выходе из строя элементов указанных цепей необходимо не только проверить/заменить соответствующие компоненты на плате модуля, но и сами внешние узлы, а также по возможности устранить причину выхода их из строя (устранить протечки и др.).
Часто отказы в работе модуля и в целом СМ могут быть вызваны вследствие неконтактов на его внешних соединителях.
Еще одна причина выхода из строя модуля может быть вызвана тем, что эксплуатация СМ проводилась при значительном повышении сетевого напряжения - в этом случае необходимо проверить элементы ИП.
Работоспособность электронного модуля можно почти всегда восстановить при условии, что при его отказах не пострадал микроконтроллер.
Рассмотрим некоторые характерные дефекты модуля.
СМ часто в процессе работы бессистемно "зависает" - в процессе выполнения программ стирки происходят ее остановки и необъяснимые сбои. Проверки внешних элементов модуля ни к чему не привели
В подобных случаях необходимо проверить влажность помещения, в которой эксплуатируется СМ.
При необходимости можно просушить электронный модуль феном. Следующим шагом проверяют работоспособность ИП (в том числе и уровень пульсаций выходного напряжения), стабилизатор напряжения 5 В (L4949) и наличие сигнала RESET на микроконтроллере. Также контролируют работу кварцевого генератора (8 МГц) на выводах микроконтроллера, а также формирователя тактовой частоты 50 Гц.
После включения и запуска выбранной программы стирки СМ слышен характерный щелчок УБЛ, после этого машина не работает (нет залива воды, не вращается барабан и др.)
Как отмечалось выше, контактная группа УБЛ замыкает цепь питания силовых элементов: клапанов залива воды, мотора, помпы. Поэтому при признаках подобной неисправности необходимо проверить УБЛ и цепи его управления.
Отсутствует нагрев воды
В первую очередь следует убедиться в исправности ТЭНа и целостности элементов в его цепи питания (реле ТЭНа и датчик уровня - I (защитный) уровень). Также необходимо проверить датчик температуры и его цепи на модуле.
При включении СМ происходит залив воды в бак, по достижении уровня перелива включается помпа. Этот процесс можно прекратить, только выключив СМ
Подобный случай не следует путать с явлением так называемого "самослива" (или "сифона"). В этом случае необходимо проверить правильность подключения сливного шланга СМ к канализации.
В подобном случае проверяют клапаны залива воды и исправность их цепей питания. Также необходимо проверить, приходят ли с датчика уровня сигналы II уровня и перелива (см. описание). Дальнейшие действия предпринимают исходя их выявленных неисправностей в цепях контроля уровня или залива воды.
При выполнении программ стирки барабан может вращаться на больших оборотах
В этом случае необходимо проверить элементы цепи тахогенератора (см. описание).
Частой причиной подобного дефекта является попадание влаги на колодку приводного мотора. Контакты тахогенератора находятся рядом с контактами мотора, на которые подается сетевое напряжение (рис. 18). Влага является проводником электрического тока - таким образом, в слаботочную цепь контроля оборотов мотора может попасть сетевое напряжение. Можно считать удачей, если при подобном дефекте выходят из строя только компоненты модуля в цепи тахогенератора (R6, R7, C4, VD4, VT4 - см. рис. 14). Если вышел из строя микроконтроллер (по выв. 15), необходимо менять модуль целиком. В подобных случаях также необходимо проверить крепление магнита в составе тахогенератора, а также целостность самой катушки.
Неисправности, связанные с отказом функционирования помпы и клапанов залива воды
Собственно помпа, клапаны залива воды управляются микроконтроллером через цепи, в составе которых имеются маломощные си-мисторы.
Поиск возможных неисправностей в цепях управления указанными исполнительными устройствами не представляет труда.
Неисправности, связанные с отказами в работе приводного мотора (вариант, когда это не связано с цепью тахогенератора)
Прежде чем выполнять поиск неисправных компонентов на модуле, необходимо проверить сам приводной мотор. Сделать это несложно, соединив последовательно обмотки статора, ротора и подав на два оставшихся вывора обмоток питающее напряжение через ЛАТР или через мощный "балласт". Также необходимо проверить щетки мотора.
Как отмечалось выше, исполнительными элементами узла реверсивного вращения мотора являются реле (К1, К2), а регулятора скорости вращения - симистор TR1 (рис. 14). Необходимо проверить цепи их управления - см. описание.
Автор: Максим Новоселов (п. Усть-Абакан, Республика Хакасия)
Источник: Ремонт и сервис