Что делать, если вы (или не вы) сожгли автостол?

Заголовок статьи, конечно же, кликбейт — универсальной инструкции о том, что делать, не будет, т.к. число возможных проблем слишком велико, и проблемы эти слишком разнообразны. Однако здесь будет рассказано про один конкретный случай, который произошел в феврале 2020 года, когда автостол по ошибке был подключен к сети 220В вместо положенных ему 100В (цепочка неудачных стечений обстоятельств, которая в итоге привела к подготовке автостола к игре некомпетентными людьми).

Вступление

Стандартное напряжение в сети в Японии — 100В, поэтому японские автостолы расчитаны именно на такое входное напряжение. В России же напряжение в сети будет 220В (или 230В). Поэтому автостол можно подключать к сети только через трансформатор 220В на 100В.

[фото автостола]

[фото трансформатора]

Первичная диагностика

Первое что сделали — проверили предохранитель. В нашем автостоле используются стеклянные предохранители, расчитанные на ток 3А. Расположен предохранитель во входном блоке, в месте, куда подключается шнур питания.

[фото предохранителей]

Оказалось что предохранитель действительно сгорел, однако замена предохранителя не помогла. При попытке включить автостол (уже через трансформатор конечно же) предохранитель снова сгорал. Т.е. проблема серьезнее и, видимо, где-то происходит короткое замыкание уже внутри стола.

Отвинчиваем крышку, на которой крепится входной блок и смотрим, что внутри.

1. Красные провода — ноль и фаза, кто из них кто нам сейчас не важно. Дальше они идут в блок с кнопкой включения (3), и оттуда уже идет питание в сам стол.
2. Зеленый провод — земля.
3. Блок с кнопкой включения.
4. Схема регулировки громкости для озвучки объявления риичи. На фото она отключена от стола (при дальнейшей сборке подключим обратно).

С помощью мультиметра измеряем сопротивление между нулем и фазой (красными проводами) и обнаруживаем, что между ними КЗ! Видимо, произошло замыкание где-то дальше по схеме, нужно смотреть, куда дальше идет питание.
Внутри стола видна плата и страшное месиво из проводов, провода питания идут куда-то глубже внутрь.

Открываем крышку с противоположной стороны стола.

Проследив путь проводов обнаруживаем следующее: провода питания идут, во-первых, на трансформатор (1, на фото мы разомкнули этот провод), во-вторых, на реле (2), которое предположительно управляется платой для подключения/отключения подачи питания на двигатели (3, 4), и в-третьих, еще куда-то, предположительно на боковую панель. Транформатор 100В на 12В и дальше эти 12В подаются на управляющую плату, которая видна на предыдущем фото.

Проводим следующие эксперименты:
1. Отключаем трансформатор (и соответственно все за ним) от питания (на фото выше как раз он уже отключен). Снова измеряем мультиметром сопротивление на входе — КЗ пропало, видим сопротивление в несколько МОм. Включаем автостол (снова заменив предохранитель), он включается, предохранитель не сгорает. Ничего больше конечно же не работает, т.к. на управляющую плату питание не подается.
2. Подключаем трансформатор обратно и отключаем провод, идущий от трансформатора к плате. Все еще видим КЗ. На всякий случай (измерения мультиметром могут быть не точны, если у трансформатора просто очень низкое входное сопротивление) пробуем включить автостол в такой конфигурации — предохранитель тут же сгорает.

На этом первый день диагностики завершен, выводы следующие:
1. Трансформатор 100В на 12В внутри стола неисправен. Что конкретно в нем замкнуло непонятно, да и не слишком важно, его в любом случае придется заменить.
2. Живы ли платы и двигатели — неизвестно. Трансформатор мог успеть подать на плату какое-то большое напряжение прежде чем сгореть, а мог и не успеть (может он и не был способен выдать достаточное напряжение, чтобы испортить плату).

Второй этап диагностики

Теперь самое главное понять, в порядке ли платы и двигатели. Чтобы проверить плату, решаем попробовать запитать ее от лабораторного источника 12В постоянного напряжения. Тут уже фонариком и мультиметром не обойтись, поэтому разбираем автостол: снимаем ногу, переворачиваем стол, и отвинчиваем короб с платой и двигателями. Все конструктивные элементры внутри стола прикреплены к нему самому, а не к коробу, так что проблем с этим не возникает. Наблюдаем такую картину:

1. Входной блок.
2. Управляющая плата.
3. Трансформатор 100В в 12В.
4. Реле.
5. Двигатели.
6. Динамик.

Осматриваем управляющую плату — визуально выглядит вроде в порядке, конденсаторы целы, следов чего-то сгоревшего тоже нет. Держится она на защелках, аккуратно отщелкиваем крепления и наклоняем плату, чтобы проследить, куда дальше идет питание по плате, и вообще, что на ней есть.

Видим, что питание на входе платы идет на диодный мост (последнее фото), т.е. схему выпрямления. Т.е. плата получает на вход 12В переменного тока, выпрямляет его, и дальше работает с постоянным током (неизвестно, какое именно постоянное напряжение получается в результате выпрямления — но предположительно в пределах 12-16.8В). Если подадим на схему постоянное напряжение 12В, ничего страшного не произойдет, схема с диодным мостом просто пропустит его дальше. В худшем случае его не хватит для нормального функционирования платы, но точно ничего не сожжем. Пробуем.

Плата жива! Плата издает свое обычное пищание при подключении, светодиоды загораются. В такой конфигурации мы не подаем питание на двигатели, поэтому проверить в порядке ли они, не можем.

Чтобы проверить двигатели, делаем следующее: собираем автостол обратно, но внутренний трансформатор не подключаем (мы его сразу отвинтили от корпуса и сняли), вместо этого запитываем плату от блока питания на 12В (лучше было бы от лабораторного источника, т.к. он по идее выдает более стабильное напряжение, но когда автостол собран, им не подлезть).

Автостол полностью функционален! Перемешивает тайлы, строит стены, и даже рамка для подсчета очков работает и все верно отображает.

Теперь нам нужно привести стол в состояние, в котором за ним смогут играть, т.е. заменить трансформатор, подключить его нормальным способом, и в целом вернуть все как было.

Замена трансформатора

Оригинальный трансформатор, который стоял в столе, принимал на вход 100В, на выходе выдавал 12В, и имел максимальную мощность 10Вт, т.е. способен был обеспечить ток порядка 0.8А. Найти в России трансформатор с входным напряжением 100В — невыполнимая задача, т.к. все трансформаторы рассчитаны на 220В на входе. Заказать из Китая такой же трансформатор почему-то тоже оказалось непросто, трансформатор с нужной конфигурацией отказывался гуглиться.

[фото с трансформерами]

(по запросу 电源变压器 выдача была конечно лучше, чем на скрине выше, но все еще не удалось найти ничего подходящего)

Поэтому мы рассматривали два решения:
1. Взять трансформатор, рассчитанный на 220В входа и просто подать на него 100В. Рассчитать при этом выходное напряжение так, чтобы на выходе получилось 12В. 12 / 100 * 220 == 26.4, т.е. нам нужно подобрать трансформатор с выходным напряжением 26-27В.
Плюс этого подхода заключается в том, что нам не нужно ничего менять конструктивно.
Минус в том, что если вдруг история повторится, то этот трансформатор уже точно выдаст на плату 27В, и она вряд ли такое выдержит.
2. Взять AC/DC адаптер, как от ноутбука, рассчитанный на вход 100-240В, и выдающий постоянное напряжение 12В.
Плюсы здесь в том, что такой адаптер дешевле, а также гарантированно защитит плату от высоких напряжений (больше 12В он не выдаст).
Минус в том, что на плату будет подаваться постоянное напряжение, а не переменное. В принципе схема выпрямления просто пропустит его дальше как есть, но все же не до конца понятно, рассчитана ли плата на длительную работу с таким входом и достаточно ли ей 12В постоянного напряжения для нормальной работы. Кроме того, если бы возьмем обычный адаптер, рассчитанный на входное напряжение 100-240В, то может произойти так, что при подаче на стол напряжения 220В, плата будет работать как надо, однако она откроет реле и пустит на двигатели, рассчитанные на 110В напряжение 220В, что может повредить уже их. В принципе можно попробовать найти адаптер со входом строго 100В или с разделенными входами, но опять же непонятно, вырубится ли он раньше, чем плата откроет реле и пустит напряжение 220В на двигатели. Еще один минус — отсутствие у дефолтных адаптеров гальванической развязки.

После некоторых обсуждений решили остановиться на варианте 1, и продумать какую-то дополнительную защиту от включения автостола в 220В.

Самый подходящий вариант, который нашелся на чипдипе — тороидальный трансформатор ТТП120. Он имеет два выхода и максимальный выходной ток 2.5А, что конечно оверкилл, но зато обеспечивает очень близкое выходное напряжение: 27 / 220 * 100 == 12.27В. Вообще, оглядываясь назад, наверное имело смысл взять трансформатор с меньшей выходной мощностью, например, 25В, так мы могли бы спокойнее подключать стоил и к 100В входа и к 110В входа.

Трансформатор получился неожиданно большим, поэтому для удобного его размещения в корпусе автостола пришлось немного поколдовать, горизонтально он помещался плохо, и в итоге мы закрепили его на двух стяжках, протянутых через крюки, которые мы вкрутили на место старых винтов. Под трансформатор подложили немного поролона, чтобы он сидел на стяжках плотнее.

Для присоединения нового трансформатора, мы отрезали от старого провода и припаяли их к входам и выходам нового, таким образом сохранив разъемное соединение во всех местах, в которых оно было ранее.

[фото после пайки]

Что касается обеспечения защиты от повторного включения стола в 220В, то на текущий момент обошлись приматыванием кабеля от автостола изолентой к трансформатору.

[фото]

Заключение

 

Свежие записи

IORMC 2018

Завершился командный этап IORMC! Наша команда заняла третье место, набрав 211.1 турнирных очков, сборная Канады получила второе место с 212.4 очков, и 235.9 очков набрали победители турнира — сборная Гонконга.

Читать далее

  1. Риичи-портал Добавить комментарий
  2. Итоги Чемпионата Москвы 2018 Добавить комментарий
  3. Открытый Чемпионат Москвы по риичи-маджонгу 2018 Добавить комментарий
  4. Встреча восьмого июня Комментарии (4)