大陸那邊有位修家電的師傅,專業知識上與我差不多,但實際經驗明顯高出目前的我一大截。發了一篇文講到修按鍵的事,沒幾個字來看一下:
「客戶送來個破鍋說按鍵不好使了,測按鍵不良,換之,M 個與 LED 若干。試機正常但發現一按鍵仍無反應,顯示器故,怎麼問題一大堆?它奶奶的!抽隻煙……加個 D 搞定收工。」
大概就這樣而已。如此看得明白嗎?所謂江湖一點訣就是這樣嘛!我看完後,感嘆原來還有這一招,學習了!活到老就學到老。(對我來說重點就只「加D」二個字)
……
本來到這邊為止了,有點時間講一下細節吧!
要知道這東西,得先要有相關的專業知識,否則肯定聽不懂!
雖然是難得開講,但我也不會講太多,生活沒無聊到那種程度,簡單提而已。
首先要知道,現代的 MCU 控制 LED 與 SWITCH 的方法,因為 MCU 接腳不夠多,所以常常是共用接腳的情況。如果 LED 故障的話 SWITCH 就會受到影響。
那,為什麼「LED 故障 SWITCH 就會受到影響」呢?這要從它的結構來講起:
這就是典型的接線圖,基本都是長成這樣子。其中 K1/SEG1/GRID1 這些都是接到 MCU 的腳上受控。
當要作為顯示使用時,K1 為輸出高位,GRID1 為輸出低位,此時 SGE1/SGE2 可以分別控制 D1/D2 的亮滅,要亮時 SGEn 就輸出高位,要滅 SGEn 就輸出低位。這是第一步。
接下來就作為按鍵使用。K1 為輸出低位,GRID1 為 輸出高位.SGE1/SGE2 改為輸入加弱上拉,此時如果按鍵沒有按時,SGEn 上的電位為高位,代表無按鍵;反之當按鍵動作時,SGEn 上的電位呈現低位,代表按鍵動作。
這樣就完成一個循環,接下來再回到上一步,如此重覆,一秒做這事最少 20 次以上。以上就是動作原理。
好。此時如果 LED 故障的話會發生什麼事?LED 故障時有三種情況,第一種是斷路,按鍵不受影響;第二種是短路,按鍵與 LED 同時受影響;第三種是漏電,按鍵受影響 LED 也許還能使用。
前兩種不談,別無選擇,只能換新(所以沒零件要備料時就頭痛了),或直接拆掉當作沒看到如果客戶沒意見的話。第三種就比較特硃,開頭的維修就是屬於這一種,所以有其它種選擇。所謂的漏電指的是反向崩潰電壓過低。通常情況是 LED 在上加逆向偏壓時無電流通過或是電流很小,而這個電壓值通常有幾十個伏特。所以這裡的漏電是指這個逆向電壓變得很小,不到 6V (高於 5V 時功能不受影響)甚至可能只剩 1V 不到(此時客戶發現明顯故障、按鍵失效等),但順向偏壓時發光卻是正常的,所以沒有經驗的人都不知道這個事情。
這個時候會發生什麼事?當 GRID1 為輸出高位時,比如說 5V,按鍵不動作時 SGEn 上測到的電壓是 5V 沒有問題(注意這個 5V 來自於 SGEn 本身的弱上拉而不是由 GRID1 提供的),但當按鍵動作時呢?這裡有個前提是,GRID1 通常是強輸出,也就是它可以提供很高的輸出電流(講專業點就很高的扇出或扇入能力),而 K1 通常是弱輸出,電流不高。這個時候因為 K1 由 MCU 作輸出低位,S1 動作時 SGE1(KS1) 上測到的電壓正常是 0-(-VF)=0-(-0.7)=0.7V,此時 MCU 會認定按鍵動作。不過一但 D2 漏電時呢?因為 GRID1 為高位 5V,所以 SGE1(KS1) 上測量到的電壓為 5V-逆向電壓,比如說 D2 現在 1V 的逆偏壓就能導通的話,SGE1 上就會測量到 4V 的電壓,而這個電壓不會因為 S1 動作而有所改變。為什麼?因為 K1 是弱輸出,K1 與 GRID1 打架時 K1 一定會打輸,否則就要燒 MCU 了!在 IC 設計時就會考慮這種事情,事先就先做好了設計。所以,在這種情況之下,S1 就被 D2 鎖死了(GRID1 上的 5V 越過 D2 的 1V 後將 SGE2 鎖在 4V)。
再來看另一種情況,比如說 D2 漏電為 4V?在 S1 不動作時,此時 SGEn 上為 5V(來自於 SGEn 本身的弱上拉)。在 S1 動作時,SGEn 正常為 0.7V, 但當 SGE2 降到 1V 時 D2 導通,SGEn 被 GRID1 鎖定保持在 1V 不會再向下降。此時 MCU 有可以認為 S1 動作或不動作,看它的規格而定。總之就是此於一個不穩定狀態中,客戶會反應按鍵不好使、時好時壞等等說法。
那正常的情況之下,D2 的漏電壓大於 5V?這個時候 D2 相當於不存在,S1 就能正常動作了。
另外一種情況是,當執行按鍵讀取時,GRID1 不是高電位而是懸空的狀態時呢?一樣計算,比如 D2 故障逆偏變成了 1V 時,SGE2 的弱上拉 5V 經過 D1 順偏至 GRID1 為 3.2V (紅光 LED 的 VF 常為 1.8V 此時 D1 會有微光),再經 D2 逆偏灌到 SGE1 線上成了 2.2V,與本來在 SGE1 上的 5V 弱上拉進行平衡,SGE1 的值介於 5V 至 2.2V 之間,SEG2 則低於 5V,其精確值可經過一些數學計算來取得。不過無論如何都已經偏離了設計正常範圍,成了不穩定狀態。而如果 D2 逆偏不是 1V 而是 2V 至 3V 的話,按鍵有可能就直接被鎖死。
那維修時要怎麼辦?換新的 D2 為正解。但有時候會有困難,比如七段或其它的特硃陣列不好取得,因為這個故障是由於 D2 的漏電壓過低,此時偷吃步的方法就是只要在故障的 D2 上再串聯一個二極體(我們這行常常簡稱它叫 D),使得漏電壓大於 5V 這問題不就解決了嗎?這就是開頭提到的方法。
聰明的您也許看出這種作法有什麼問題了?不過這裡不討論技術外的事。
好了講到這邊。希望這篇文能對您有所幫助了。