Как отремонтировать китайскую люстру — история одного ремонта

В статье «Как управлять люстрой по двум проводам» были рассмотрены разные схемы, позволяющие переключать несколько групп ламп. Алгоритм работы у всех схем одинаковый: при кратковременном щелчке выключателя загорается первая группа, при втором вторая, при третьем щелчке обе группы сразу. Чтобы выключить люстру выключатель, как обычно, установить в разомкнутое положение.

Все рассмотренные схемы в разные времена были разработаны радиолюбителями. В люстрах китайского производства такие устройства уже установлены, а кроме них еще какие-то дополнительные световые и даже иногда звуковые эффекты. Ремонтом одного из таких устройств занимался мой коллега по работе: пока не занят ремонтом производственного оборудования, можно и для себя потрудиться. А дефект упомянутого устройства был такой, — сколько ни щелкай выключателем, ничего не включается. Отремонтировать схему все-таки удалось, но несколько необычным способом. При этом сам дефект так и не был нами понят. Но обо всем по порядку.

По внешнему виду устройство достаточно простое. На плате размером чуть больше спичечного коробка установлено два реле, микросхема и несколько навесных деталей. Внешний вид платы показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Внешний вид платы китайской люстры

Китайский DATASHEET

Естественно было предположить, что вся логика работы скрывается в микросхеме HL2609. Поиск по привычным сайтам с даташитами ничего не дал: обнаружить микросхему нигде не удалось. Но в результате поисков в Гугле и Яндексе, обнаружить таинственную незнакомку все-таки удалось. Правда, описание было на китайском языке, что собственно и ожидалось.

Скачать его, как обычно, в формате *.pdf не удалось, поэтому пришлось довольствоваться снимками с экрана – скриншотами. Всего получилось три таких скриншота, первый из которых показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Цоколевка и режимы работы микросхемы HL2609.

Если не обращать внимания на иероглифы, то из этого рисунка можно почерпнуть следующие сведения.

Во-первых, что перед нами микросхема типа HL2609 в корпусе DIP-8. Во-вторых, это микросхема структуры CMOS (в русском варианте она же КМОП), работоспособна в диапазоне питающих напряжений 2…16V, при максимальном выходном токе до 70mA. Здесь же показана цоколевка (более современный, несколько жаргонный термин, — распиновка) микросхемы.

Питание подается между 1 и 5 выводами, нагрузка (L1,L2) подключается к выводам 7 и 8, выводы 2 и 6, обозначенные как NC (No Connect) внутри микросхемы никуда не подключены.

Вывод 3, обозначенный как R, — сброс микросхемы в исходное состояние при первом включении, а вывод 4 CLK, — тактовый импульс, изменяющий состояние микросхемы при последующих кратковременных щелчках выключателя.

На рисунке 3 в нижней таблице показана логика работы микросхемы (таблица истинности). В подробных объяснениях она не нуждается.

Рисунок 3. Логика работы микросхемы HL2609.

На той же странице китайского даташита приведена и схема всего устройства, видимо, как типовая схема включения. Она показана на рисунке 4. К сожалению, внутреннее устройство микросхемы не показано, но, чем бы оно могло помочь при ремонте?

Рисунок 4. Типовая схема включения микросхемы HL2609.

Как это должно работать

Детали на схеме, как и на самой плате не имеют позиционных обозначений стандартного вида, как например R1, R2, C1 и т.п. Поэтому для упрощения описания, на схеме эту нумерацию пришлось сделать дополнительно. Нумерация деталей показана на рисунке 4.

Питание всей схемы осуществляется от бестрансформаторного выпрямителя VD1, выполненного по мостовой схеме с гасящим конденсатором C1. При первом включении устройства (1 колонка таблицы истинности), пока не зарядился конденсатор C2, на конденсаторе C3 напряжение низкого уровня, которое сбрасывает микросхему в начальное состояние, оба реле отключены, лампы, естественно, не горят. Далее конденсатор C3 заряжается до высокого уровня и на дальнейшую работу схемы не влияет.

В это же время заряжается конденсатор C5, который обеспечивает питание микросхемы на время короткого щелчка выключателем для переключения групп ламп. При каждом щелчке происходит формирование тактирующего импульса на конденсаторе C4, и переключение реле согласно таблице истинности, показанной на рисунке 3.

Поскольку во время короткого щелчка конденсатор C2 разрядиться полностью не успевает, импульс сброса на конденсаторе C3 не формируется и устройство в исходное состояние не приходит. Выключение люстры производится как обычно, что соответствует последней колонке таблицы истинности.

Вроде бы все просто, наглядно и понятно, но, как говаривал классик…

«А включаешь, — не работает!»

Схема устройства и логика его работы проста и понятна, казалось бы, не работать в ней просто нечему. И тем не менее…

Внешнее проявление дефекта, — не включается ни одна группа ламп. Проверка деталей, диодов и резисторов, мультиметром неисправных деталей не обнаружила. Конденсаторы были проверены просто методом замены. Какой отсюда следовал вывод? Виновата микросхема.

При исследовании схемы выяснилось, что реле, как будто, пытаются включаться, причем, последовательность переключений полностью соответствует таблице истинности, показанной на рисунке 3. Вот только включение происходит не полностью: на выводах 7 и 8 напряжение падало лишь только до 5 вольт. А ведь при полностью открытых выходных транзисторах напряжение на этих выводах должно быть не более 0,5В.

Кстати, напряжение на конденсаторе C2 также «просаживалось» до 5В. Увеличение емкости гасящего конденсатора C1 к устранению дефекта также не привело. Также заменой был проверен диодный мост. Положительного эффекта достигнуто не было.

Исследования были продолжены. Вместо реле подключили светодиоды, конечно, с ограничительными резисторами. При щелчках выключателя светодиоды зажигались и гасли в требуемой последовательности, показанной в таблице истинности. Вот, кажется, путь к решению проблемы! Надо поставить оптрон с транзистором, такой своеобразный усилитель, который и будет управлять работой реле. Эти опыты показаны на рисунке 5.

Рисунок 5.

Рассуждения были таковы. Неисправная микросхема не может включить реле, а светодиод оптрона должен разгрузить выходной каскад микросхемы. Транзистор на выходе оптрона легко и непринужденно включит реле. Но удивлению нашему не было предела, когда эта доработка все равно реле не включила. Казалось бы, опыты зашли в тупик и дальнейшее продолжение не имеет смысла.

Решить проблему удалось совсем другим методом. Схема была восстановлена в исходное состояние, а параллельно конденсатору C2 был подключен дополнительный источник, просто подходящих размеров трансформатор на 12В с выпрямительным мостом.

После такого дополнения схема заработала, как положено, весь алгоритм переключений выполняется полностью. Все-таки проблема кроется внутри микросхемы, но купить такую маловероятно. Поэтому тут можно только повторить избитую фразу, что для достижений результата хороши все средства. Сделанные дополнительные подключения показаны на рисунке 6.

Рисунок 6.