Como verificar a manutenção do microcontrolador

Ao reparar equipamentos e montar circuitos, você sempre precisa ter certeza de que todos os elementos estão em boas condições de funcionamento, caso contrário você perderá seu tempo. Os microcontroladores também podem queimar, mas como verificar se não há sinais externos: rachaduras no caso, áreas carbonizadas, cheiro a queimado e assim por diante? Para fazer isso, você precisa:

• Fonte de alimentação com tensão estabilizada;

• Multímetro;

• Osciloscópio

Atenção:

Uma verificação completa de todos os nós do microcontrolador é difícil - a melhor maneira de substituí-lo por um conhecido ou bom, ou pelo existente, atualize outro código de programa e verifique sua execução. Nesse caso, o programa deve incluir a verificação de todos os pinos (por exemplo, ligar e desligar os LEDs após um período de tempo especificado), além de interromper os circuitos e outras coisas.

Teoria

Microcontrolador É um dispositivo complexo em nós multifuncionais:

• circuitos de potência;

• Registros

• entradas e saídas;

• ALU;

• RAM

• ROM

• ADC;

• interfaces e muito mais.

Portanto, ao diagnosticar um microcontrolador, surgem problemas:

A operação de nós óbvios não garante a operação dos componentes restantes.

Antes de prosseguir com o diagnóstico de qualquer circuito integrado, é necessário familiarizar-se com a documentação técnica para encontrá-lo, escrever em um mecanismo de busca uma frase como: "nome do elemento da folha de dados", como opção - "atmega328 datasheet".

Nas primeiras folhas, você verá informações básicas sobre o elemento, por exemplo, considere momentos individuais da folha de dados até o 328º atmega comum, por exemplo, temos no pacote dip28, precisamos encontrar a pinagem dos microcontroladores em pacotes diferentes, considere o dip28 que nos interessa.

A primeira coisa que prestaremos atenção é que os pinos 7 e 8 são responsáveis ​​por mais energia e um fio comum. Agora precisamos conhecer as características dos circuitos de potência e o consumo do microcontrolador. A tensão de alimentação é de 1,8 a 5,5 V, a corrente consumida no modo ativo é de 0,2 mA, no modo de baixa energia é de 0,75 μA e um relógio em tempo real de 32 kHz está incluído. Faixa de temperatura de -40 a 105 graus Celsius.

Esta informação é suficiente para realizarmos um diagnóstico básico.

Razões principais

Os microcontroladores falham, tanto em circunstâncias descontroladas quanto devido a manuseio inadequado:

1. Superaquecimento durante a operação.

2. Superaquecimento durante a solda.

3. Sobrecarga de conclusões.

4. Fonte de alimentação reversa.

5. Eletricidade estática.

6. Picos de energia.

7. Danos mecânicos.

8. Exposição à umidade.

Considere em detalhes cada um deles:

1. O superaquecimento pode ocorrer se você operar o dispositivo em um local quente ou se você tiver colocado seu design em um compartimento muito pequeno. A temperatura do microcontrolador também pode ser aumentada por instalação muito apertada, layout inadequado da placa de circuito impresso, quando houver elementos de aquecimento próximos a ela - resistores, transistores de potência, reguladores de potência lineares. As temperaturas máximas permitidas dos microcontroladores comuns estão na faixa de 80 a 150 graus Celsius.

2. Se você soldar com um ferro de solda muito poderoso ou segurar a picada nas pernas por um longo tempo, poderá superaquecer mícrons. O calor através dos fios alcançará o cristal e o destruirá ou sua conexão com os pinos.

3. A sobrecarga dos terminais ocorre devido a circuitos incorretos e curtos-circuitos no terra.

4. Reversão de polaridade, ou seja o fornecimento de energia negativa para Vcc e mais para GND pode ser devido à instalação incorreta de CIs na placa de circuito ou conexão incorreta ao programador.

5. A eletricidade estática pode danificar o chip, durante a instalação, se você não usar atributos antiestáticos e aterramento, ou durante a operação.

6. Se ocorrer um mau funcionamento, o estabilizador interromperá ou, por algum motivo, o microcontrolador tiver uma tensão maior que a permitida - é improvável que permaneça intacto.Depende da duração da emergência.

7. Além disso, não seja muito zeloso ao montar a peça ou desmontar o dispositivo, para não danificar as pernas e a caixa do elemento.

8. A umidade se torna a causa de óxidos, leva à perda de contatos, curto-circuito. E estamos falando não apenas do impacto direto do líquido no painel, mas também da operação de longo prazo em condições de alta umidade (perto de lagoas e porões).

Verificando o microcontrolador sem ferramentas

Comece com um exame externo: o gabinete deve estar intacto, a soldagem dos terminais deve ser impecável, sem microfissuras e óxidos. Isso pode ser feito com lupa comum.

Se o dispositivo não funcionar, verifique a temperatura do microcontrolador; se estiver muito carregado, pode aquecer, mas não queimar, ou seja, a temperatura da caixa deve ser tal que o dedo tolere com uma longa espera.Você não fará nada sem uma ferramenta.

Verificação multímetro

Verifique se a voltagem está chegando a Vcc e Gnd. Se a tensão for normal, é necessário medir a corrente; para isso, é conveniente cortar a faixa que conduz à saída de energia Vcc, e você pode localizar as medições em um microcircuito específico, sem a influência de elementos conectados em paralelo.

Não esqueça de colocar a tampa da placa na camada de cobre no local em que você tocará na sonda. Se você cortá-la com cuidado, poderá restaurar a pista com uma gota de solda ou um pedaço de cobre, por exemplo, no enrolamento do transformador.

Como alternativa, você pode alimentar o microcontrolador a partir de uma fonte de alimentação externa de 5V (ou outra voltagem adequada) e medir o consumo, mas você ainda precisa cortar o trilho para excluir a influência de outros elementos.

Para todas as medições, precisamos de informações suficientes na folha de dados. Não será supérfluo ver para qual voltagem o regulador de energia do microcontrolador foi projetado. O fato é que diferentes circuitos do microcontrolador são alimentados por tensões diferentes, podendo ser de 3,3V, 5V e outros. A tensão pode estar presente, mas não corresponde à classificação.

Se não houver tensão, verifique se há um curto-circuito no circuito de energia e nas outras pernas. Para fazer isso rapidamente, desligue a alimentação da placa, ligue o multímetro no modo de discagem, coloque uma sonda no fio comum da placa (terra).

Geralmente passa ao longo do perímetro da placa e, nos pontos de fixação da caixa, existem plataformas estanhadas ou nas caixas de conectores. E o segundo, tire todas as conclusões do chip. Se ele compra em algum lugar - verifique que tipo de pino é esse, a discagem deve funcionar no pino GND (8º pino no atmega328).

Se não funcionar, o circuito entre o microcontrolador e o fio comum pode estar quebrado. Se funcionou em outras pernas - consulte o diagrama para obter baixa resistência entre o pino e menos. Caso contrário, você precisará remover o microcontrolador e tocar novamente. Verificamos a mesma coisa, mas agora entre a potência positiva (com o 7º pino) e os terminais do microcontrolador. Se desejado, todas as pernas são telefonadas juntas e o diagrama de conexão é verificado.

Teste do osciloscópio

Osciloscópio - os olhos de um engenheiro eletrônico. Com ele, você pode verificar se há lasers no ressonador. Ele se conecta entre os terminais XTAL1,2 (pernas 9 e 10).

Mas a sonda do osciloscópio tem uma capacitância, geralmente 100 pF; se você definir o divisor para 10, a capacitância da sonda cai para 20 pF. Isso faz uma alteração no sinal. Mas para testar o desempenho não é tão essencial, precisamos ver se há alguma flutuação. O sinal deve ter uma forma como esta e a frequência correspondente a uma instância específica.

Se o circuito usa memória externa, você pode verificar com muita facilidade. Deve haver rajadas de pulsos retangulares na linha de dados.

Isso significa que o microcontrolador executa corretamente o código e troca informações com a memória.

Nós usamos o programador

Se você remover o microcontrolador e conectá-lo ao programador, poderá verificar sua reação.Para fazer isso, no programa no PC, clique no botão Ler. Após o qual você verá o ID do programador, no AVR, você pode tentar ler os fusíveis. Se não houver proteção contra leitura, você poderá ler o despejo de firmware, baixar outro programa, verificar a operação no código que você conhece.Esta é uma maneira fácil e eficaz de diagnosticar defeitos no microcontrolador.

O programador pode ser especializado, como USBASP para a família ATS:

E universal, como o Miniprog.

Diagrama de conexão USBASP para atmega 328:

Conclusão

Dessa forma, verificar o microcontrolador não é diferente de verificar qualquer outro microcircuito, a menos que você tenha a oportunidade de usar o programador e ler as informações do microcontrolador. Então você está convencido de sua possibilidade de interconexão com o PC. No entanto, ocorrem avarias que não podem ser detectadas dessa maneira.

Em geral, o dispositivo de controle raramente falha, mais frequentemente o problema é a ligação; portanto, você não deve ir imediatamente ao microcontrolador com todas as ferramentas, verificar todo o circuito para não ter problemas com o firmware subsequente.