Riparazione alimentatore switching per macchina CNC

Ci è arrivato un modulo di alimentazione per una macchina CNC marca Fidia. Il modulo, non è più in produzione perché la macchina ha più di trent’anni. Una perdita d’acqua ha mandato in corto circuito i due moduli di alimentazione e la macchina si è fermata.

Come sempre, riparare, in questi casi, conviene perché non ci sono alternative se non quella di sostituire per intero una macchina molto costosa. I moduli sono abbastanza semplici anche se leggermente fuori standard rispetto ai moderni circuiti. Possiamo comunque individuare gli elementi tipici di un alimentatore SMPS e provvedere alla riparazione.

L’acqua ha messo in corto la scheda di controllo, bruciando i chip che generano il segnale PWM, che seppur fuori produzione siamo riusciti a recuperare. È stato necessario sostituire tutti i condensatori della scheda di base perché l’acqua li aveva danneggiati irreparabilmente. Al termine del nostro intervento la macchina ha ripreso a funzionare.

Riparazione Frigorifero Ariston HotPoint LT C126

È arrivata al lab la scheda di un frigorifero da incasso ARISTON HOTPOINT (lt c126). Il difetto che presenta è il seguente: «il display si accende ma non si accende il compressore, quindi c’è una sorta di attacca/stacca continuo e il frigo non parte». Ariston fa parte del gruppo Indesit, una multinazionale concorrente del gruppo Electrolux, un gigante dell’elettronica e degli elettrodomestici i cui prodotti, diffusi ed economici, non si evidenziano per la loro durata e resistenza.

Solitamente di queste schede si danneggia il modulo di alimentazione “switching” oppure, in casi più rari, la sezione degli azionamenti, cioè relé e TRIAC di pilotaggio di motori, resistenze, pompe ecc ecc. I moduli switching della maggior parte degli elettrodomestici sono progettati cercando di risparmiare il più possibile sui componenti, riducendone il numero e utilizzandone di bassa qualità. Il modulo switching serve per alimentare la logica della scheda e gli eventuali relè, quindi solitamente si trovano tensioni a 5V e 12V (altre volte 15 o 24V). La tensione di rete è raddrizzata con un semplice diodo in serie con una resistenza e una bobina e quindi convertita direttamente in bassa tensione utilizzando un chip “PWM” tipo gli LNK305GN, LNK306GN o TNY267. Solitamente sono questi i componenti a “cedere”, anche a causa dei condensatori elettrolitici di bassa qualità che dopo 3 o 4 anni si danneggiano mandando in corto la scheda.

La scheda del frigorifero non era danneggiata nel modulo di alimentazione ma negli azionamenti. A lungo andare i TRIAC di pilotaggio si sono danneggiati e per ripristinare il funzionamento del frigorifero è stato sufficiente sostituirli. Per sicurezza li abbiamo sostituiti tutti, verificando anceh lo stato dei condensatori elettrolitici, che purtroppo presentavano elevati valori di ESR. Nel giro di 48 ore la scheda era di nuovo funzionante.

Reelco, dal 2016, ha riparato parecchie decine di queste schede e può intervenire rapidamente rigenerandole con componenti di alta qualità, garantiti per altri 12 mesi, con grande risparmio per i propri Clienti.

Il rischio del firmware

Attualmente, la quasi totalità delle schede elettroniche utilizza un microcontrollore che permette di semplificare i circuiti e di svolgere operazioni più complesse con costi inferiori. Quando una scheda elettronica si danneggia, solitamente le parti compromesse sono quelle di potenza e cioè l’alimentazione o i controlli/pilotaggi, cioè quei moduli che lavorano con forti correnti e tensioni. I moduli di alimentazione riducono o elevano le tensioni, mentre i moduli di pilotaggio azionano motori, relè o comunque dispositivi che assorbono elevate correnti. È naturale che queste parti si consumino e si danneggino, ma in caso di guasto, sono sempre riparabili.

Un chip EEPROM con il programma o i dati della scheda

 

Quando uno sbalzo di tensione, un corto circuito o un qualsiasi tipo di problema raggiunge un microcontrollore, il danno è molto più grave perchè si perde il firmware, cioè il programma (il softawre) scritto al suo interno, di cui solitamente nessuno possiede una copia se non il produttore della scheda che lo conserva gelosamente. Il firmware può essere presente in microcontrollori e ROM di vario tipo e può coinvolgere anche le logiche programmabli. Un danno a uno di questi elementi rende irreparabile la scheda.

Microcontrollore con il firmware. Salvare il firmware garantisce la riparabilità della scheda

 

Come mettersi al riparo dai danni al firmware

Per mettersi al riparo da questo tipo di problemi e garantire la riparabilità delle schede è possibile salvare una copia del firmware presente sulle schede. Con appositi strumenti è possibile leggere e salvare una copia del software e dei dati presenti su molti microcontrollori e sulle ROM. Reelco consiglia sempre questo tipo di intervento ai propri Clienti, per salvaguardare danni futuri. Non sempre è possibile salvare i dati, ma quando c’è la possibilità, vale assolutamente la pena provvedere ad un salvataggio.

Lettura e copia del firmware da una scheda elettronica

 

La lettura del firmware non compromette la funzionalità della scheda e può essere fatta “a freddo” senza alimentarla. In alcuni casi è sufficiente rimuovere i chip dai loro zoccolini per eseguire la copia.

Riparazione scheda memoria per CNC

Le macchine CNC di alcuni anni fa utilizzavano sistemi di controllo ad-hoc, spesso progettati e realizzati in Italia. Al nostro laboratorio arrivano spesso delle schede appartenenti a questo tipo di macchinari. La loro riparazione è possibile anche se a volte ci possono essere dei problemi dovuti all’età delle schede. Questi moduli erano realizzati quasi esclusivamente con circuiti integrati logici e occasionalmente con logiche programmabili. Dopo alcuni anni questi chip si possono dannegiare e nel caso delle logiche programmabili, così come per il firmware o le EEPROM, se non si prendono delle precauzioni si rischia di dover buttare l’intera macchina per colpa di un chip.

La scheda che ci è appena arrivata è un modulo di memoria RAM per una macchina CNC. Il modello della scheda è: sem068a rev1.1 CMEM REV1, di produzione italiana. La memoria non mantiene più le informazioni. Abbiamo verificato tutti i circuiti integrati che sono risultati in ordine. In effetti il problema è nelle memorie RAM (fuori produzione) che abbiamo recuperato da un fornitore cinese. Avevamo un dubbio su due chip, due logiche programmabili, che però abbiamo potuto leggere con le nostre attrezzature. Sostituite le memorie, la scheda è tornata a funzionare. Un intervento rapido, eseguito in pochi giorni con grande risparmio per il nostro Cliente.

Le logiche programmabili sono “segnate” con delle etichette adesive.

 

Riparazione Agitatore Infors

Un agitatore è un macchinario utilizzato in laboratori chimici, biologici e di analisi per agitare provette e altri contenitori. Una macchina abbastanza semplice che controlla un motore elettrico, collegato al piatto con i recipienti da sollecitare. Spesso è necessario creare un ambiente con particolari condizioni e quindi il circuito pilota anche un sistema di riscaldamento ed eventualmente un refrigeratore. Gli agitatori possono avere anche un costo importante e quando si guastano, dopo molti anni di lavoro, può essere un problema doverlo sostituire per intero perchè non ci sono più ricambi a disposizione.

Il nostro laboratorio è intervenuto su un doppio agitatore Infors, ormai fuori produzione, ripristinando la scheda di controllo del dispositivo e sostituendo i motori in cortocircuito. I motori in cortocircuito hanno fatto bruciare il modulo di potenza. Per riparare la scheda abbiamo dovuto ordinare una decina di relè allo stato solido, ormai fuori produzione da anni. Per fortuna il nostro fornitore cinese è molto ben rifornito! Il risparmio per il nostro Cliente è stato notevole e anche la sua soddisfazione nel vedere risolto il suo problema.

La scheda di potenza dell’agitatore.

 

Reelco ripara strumentazione da laboratorio di ogni tipo. Interveniamo su analizzatori da banco e schede di controllo di macchine e attrezzature. Possiamo recuperare la funzionalità delle macchine che non sono più seguite dalle aziende costruttrici.

Il motore principale dell’agitatore

Libro: Riparare (quasi) ogni cosa

Vi segnaliamo un libro molto interessante sul tema “riparazioni”. Il libro uscirà in libreria a dicembre/gennaio. Attualmente è possibile scaricare il primo capitolo. La versione gratuita sarà ampliata nelle prossime settimane fino ad arrivare a un piccolo libretto completo.

Riparare (quasi) ogni cosa

Come aggiustare gli oggetti di uso quotidiano

di Paolo Aliverti

«Gli oggetti che ci circondano sono progettati per rompersi allo scadere della garanzia. ll mestiere del riparatore è ormai sparito e più nessuno ripara perché non è conveniente. Ma è proprio così? Non possiamo fare altro che riciclare e portare in discarica tutto quello che si rompe? Oppure esistono delle alternative sostenibili e più interessanti?

Questo libro nasce per trasmettere a tutti la passione del riparare, un mestiere non certo semplice, che ricorda spesso il lavoro di un investigatore privato. É vero che gli oggetti si rompono più facilmente, ma le nuove tecnologie elettroniche e di prototipazione rapida, unite a un approccio razionale possono aiutare a riparare quasi ogni cosa. Il libro presenta varie tecniche di riparazione elettronica e stampa 3D con numerosi esempi pratici, disegni e foto per costruire ricambi su misura e ridare vita ai propri oggetti.»

Maggiori informazioni e download.

A chi si rivolge

Un libro per Maker, studenti, hobbisti e curiosi. Una guida utile a tutti, spiegata in modo chiaro e adatta sia ai principianti che agli esperti.

Contenuti
  1. Introduzione sul mondo delle riparazioni e del lavoro manuale
  2. Nozioni di elettronica, componenti e possibili guasti
  3. Utilizzo degli strumenti
  4. Metodologia: un approccio scientifico alla riparazione
  5. Esempi di riparazione e riparazione degli alimentatori switching.
  6. Appunti di meccanica
  7. Stampa 3D e riparazioni. Esempi pratici.
  8. Vetroresine, plastica armata e molding

Repair Manifesto

1. Allunga la vita ai tuoi prodotti!
2. Gli oggetti dovrebbero essere progettati per poter essere riparati.
3. Riparare non è sostituire.
4. Ciò che non distrugge, rinforza.
5. Riparare è una sfida creativa.
6. Riparare non è una moda.
7. Riparare è scoprire
8. Si ripara anche quando non c’è crisi!
9. Gli oggetti riparati sono unici.
10. Riparare dona l’indipendenza.
11. Puoi riparare qualsiasi cosa, anche una borsa di plastica.

Non riciclare, ripara!

(Traduzione del Repair Manifesto di Platform21)

Riparazione Klingelnberg AGW 231

Questo mese abbiamo ridato vita a una macchina affilatrice Klingelnberg AGW 231. Un nostro Cliente ci ha chiamato segnalandoci dei problemi all’affilatrice che ben presto ha smesso di funzionare. L’affilatrice è stata costruita alcune decine di anni fa e il controllo è effettuato da trenta schede elettroniche. La Klingelnberg AGW 231 ha una concezione “elettro-meccanica” innovativa, infatti non impiega classici relè, ma dei dispositivi di switching allo stato solido, molto avanzati per l’epoca di produzione.

Il problema dei malfunzionamenti è da imputare ad alcuni di questi blocchetti di commutazione a stato-solido unito alla normale usura del resto dei componenti. I blocchetti sono stati creati appositamente per questa macchina e sono attualmente introvabili! Ogni blocchetto è in realtà formato da un piccolo circuito stampato con alcuni transistor. Per poter capirne il funzionamento ne abbiamo esguito il reverse-engineering, sciogliendo la resina che racchiudeva il circuito e ricavando lo schema elettrico.

Con lo schema elettrico abbiamo ridisegnato i circuiti stampati e prodotto una nuova serie di blocchetti di controllo. Dopo qualche problema con alcune piste lievemente danneggiate, la macchina ha ripreso a funzionare!

Riparazione Frigorifero Electrolux Frost Free

Questa settimana alla Reelco ci siamo cimentati nella riparazione di un frigorifero Electrolux Frost Free.
Il nostro affezionato cliente Luigi ci ha portato la scheda da lui smontata dall’elettrodomestico.
Dopo tre anni di funzionamento, il frigorifero ha smesso di funzionare.
L’analisi superficiale della scheda non mostra nulla di particolare, anche se verificando con maggior attenzione, abbiamo notato una sottile crepatura sul chip presente nella sezione di alimentazione. Il chip è siglato: top222P ed è facilmente reperibile presso molti distributori di componenti. Il TOP222p è un Off-Line PWM Switch a tre terminali in package DIP a 8 piedini.

La scheda di pilotaggio del frigorifero potrebbe essere presente su vari modelli Electrolux come per esempio:
ELECTROLUX ENN2853COW
ELECTROLUX EN3454MFX
ELECTROLUX EN3854NOX
ELECTROLUX EJF4352AOX
ELECTROLUX ENN2910EOW

La riparazione non presenta grandi difficoltà se si dispone delle necessarie attrezzature di analisi della scheda.
Prima di tutto abbiamo verificato la sezione di alimentazione con i componenti che sono situati nelle vicinanze del chip TOP222P.
L’alimentazione è di tipo switching e si nota subito il condensatore ad alta capacità e alto voltaggio.
In effetti i condensatori ad alta tensione riportano valori leggermente inferiori a quelli nominali, ma non preoccupanti.
Li abbiamo sostituiti per sicurezza. A valle del chip di switching troviamo un condensatore elettrolitico da 47 uF/ 35 V usato per livellare la tensione in uscita dai diodi raddrizzatori. Il condensatore è in corto e quindi lo sostituiamo assieme al condensatore adiacente, nominalmente da 220 uF, ma che presenta perdite e un valore di 140 uF.


In apparenza l’analisi sembra completata, perchè anche i diodi raddrizzatori, provati con il tester presentano valori corretti. Li analizziamo con il nostro strumento di disgnosi avanzata e scopriamo che sono entrambi danneggiati. Dopo la sostituzione il frigo ritorna a funzionare.

Per scrupolo abbiamo anche controllato tutti gli altri diodi, transistor e circuiti integrati che per fortuna non sono stati danneggiati.

Riparazione Esposimetro Satis Vacuum

È arrivato al nostro laboratorio un esposimetro della Satis Vacuum non più funzionante. L’apparato accende una lampada e misura la quantità di luce per colorare correttamente lenti e vetri. Dopo decine di anni di servizio, l’esposimetro si è rotto. L’azienda aveva a disposizione anche gli schemi elettrici!

Il problema iniziale pare essere sull’alimentazione. Troviamo dei diodi bruciati tra cui uno zener. Procediamo alla sostituzione delle parti. Il guasto ha causato il danneggiamento di alcuni transistor e amplificatori operazionali tipo L141 o LM131 ormai introvabili.

Dopo alcune ricerche su Internet e utilizzando manuali d’epoca individuiamo dei circuiti integrati equivalenti. Li ordiniamo e provvediamo alla sostituzione. Nella foto alcune “antiche meduse al silicio”.

Lo strumento pare funzionare ma le cose non vanno ancora per il verso giusto. Le letture non arrivano a fondo scala. Per risalire al guasto costruiamo un simulatore della macchina originale utilizzando Arduino. Con il simulatore accendiamo e spegnamo una lampada come nella macchina originale.

Il simulatore ci permette di risalire ad altri problemi: alcuni cablaggi interni si erano danneggiati (o erano stati compromessi da interventi precedenti al nostro). Ricostruendo i cablaggi, la macchina è tornata a funzionare.

Reelco ripara apparati “datati”, magari prodotti da aziende ormai fallite o nel caso non sia più possibile trovare parti di ricambio.