Электронные контроллеры  Hansa серии PС

Устройство и ремонт электронного контроллера стиральных машин Hansa серии PС

В этой части рассматриваются устройство и ремонт контроллеров, которые используются в следующих моделях стиральных машин HANSA серии PC:

РС4510В423/425(S), РС4512В425, РС5510В423/425, РС5512В425(С), РС4580В425, РС5580В425, РС4510А423, РС5510А423, РС4580А422, РС5580А422 и др.

Электронный контроллер стиральных машин (СМ) HANSA серии РС, в отличие от предыдущей линейки (РА), имеет следующие особенности:

• применен импульсный источник питания (ИП), формирующий одно выходное напряжение -5 В и эффективно работающий при изменении сетевого питающего напряжения в широких пределах;
• в программном переключателе (селекторе программ) используется принцип формирования управляющего кода. В предыдущей версии контроллера (серии РА) использовался принцип формирования управляющего напряжения, что зачастую приводило к ошибкам выбора программ. Кроме того, переключатель новой версии контроллера объединен в одном корпусе с выключателем питания;
• применена более функционально насыщенная и устойчиво работающая микросхема процессора (ST72F324J6);
• применены маломощные симисторы в корпусе для поверхностного монтажа (SMD) — они рассчитаны на прямой ток в открытом состоянии, равный 1 А (в ранней версии использовались симисторы на ток 0,8 А);
• сведено к минимуму количество аналоговых сигналов, поступающих на микросхему процессора, для которых требовалась цифровая обработка с помощью АЦП — это сигнал с датчиков температуры, уровня воды и AQUASTOP (в ранней версии к этому списку были добавлены сигнал с программного переключателя, регулятора скорости вращения барабана и управляющих кнопок передней панели). Это позволило при работе контроллера исключить формирование ложных управляющих сигналов;
• в новой версии контроллера используется цифровой индикатор (наряду с традиционными светодиодами). Отметим, что подобный знакосинтезирующий индикатор не используется в моделях СМ линии «Optimum», имеющих в своем названии индекс «А» (например, РС5580А422);
• использование только одного выходного напряжения ИП (-5 В) потребовало изменения схемотехники контроллера, а также параметров некоторых элементов, которые в ранней версии контроллера питались напряжением 12 В (в основном это относится к ключам управления реле ТЭНа и реверса приводного мотора).

Порядок запуска и выполнение сервисного теста стиральных машин HANSA серии РС, а также возможные коды ошибок СМ и причины их возникновения описаны в статье о ремонте HANSA

Расположение и описание работы элементов и узлов контроллера

Внешний вид контроллера показан на рис. 1 (вид сверху) и рис. 2 (вид снизу).

Рис. 1 Внешний вид электронного контроллера (вид сверху) СМ HANSA серии PC

Рис. 3 Внешний вид электронного контроллера (вид снизу) СМ HANSA серии PC

Так как принципиальных схем электронных контроллеров производители бытовой техники не распространяют даже в сервисных организациях, приведем расположение основных элементов на его электронной плате. Структурная схема контроллера показана на рис. 3.

Рис. 3 Структурная схема контроллера СМ HANSA серии PC

Рассмотрим назначение и взаимодействие внешних элементов СМ и электронного контроллера.

Источник питания

ИП построен на основе микросхемы ШИМ TNY264G со встроенным высоковольтным полевым транзистором. В состав ИП входят сетевой выпрямитель и фильтр, микросхема ШИМ, импульсный трансформатор, выходной выпрямитель, оптрон цепи обратной связи и другие элементы.

Расположение элементов ИП на печатной плате контроллера показано на рис. 1 (1) и 2 (1), а принципиальная схема источника — на рис. 4.

Рис. 4 Принципиальная электрическая схема источника питания

Высокие эксплуатационные характеристики ИП позволяют исключить большинство дефектов, присущих СМ HANSA серии РА, возникающих вследствие пониженного сетевого напряжения. Цоколевка микросхемы TNY264G приведена на рис. 5.

Рис. 5 Цоколевка микросхемы TNY264G

Потребляемая мощность ИП от сети переменного тока составляет не более 9 Вт, а максимальная частота работы его преобразователя составляет 132 кГц.

Как уже отмечалось, ИП формирует выходное напряжение -5 В, которое используется для питания элементов электронного контроллера.

Примечание. При ремонте контроллера необходимо иметь в виду, что гальваническая развязка ИП от питающей сети отсутствует.

Элементы управления исполнительными устройствами СМ

На плате контроллера расположены следующие элементы управления исполнительными устройствами СМ:

• симистор распределительного клапана JET SYSTEMS (2 на рис. 2), подключен к соединителю CN5 контроллера и управляется с выв. 4 процессора U2 (см. рис. 3);
• симисторы клапанов залива воды (3 на рис. 2), подключены к соединителю CN6 и управляются с выв. 2 и 5 процессора;
• симистор сливного насоса — 4 на рис. 2 подключен к соединителю CN3 и управляется с выв. 6 U2. Следует отметить, что этот симистор также управляется от датчика уровня воды, но только в том случае, если вода в баке достигнет уровня перелива (см. рис. 3). Это необходимо для аварийного понижения уровня воды в баке (ниже уровня перелива);
• симистор замка блокировки люка — 5 на рис. 2 подключен к соединителю CN7 (рис. 1) и управляется с выв. 28 микросхемы U2;
• симистор приводного мотора — 2 на рис. 1 подключен к соединителю CN4 (рис. 2) и через транзисторный ключ управляется с выв. 18 U2;
• реле ТЭНа — 3 на рис. 1 подключено через соединитель CN7 к нагревательному элементу и управляется через транзисторный ключ с выв. 30 процессора;
• реле реверса — 4 на рис. 1 подключены через соединитель CN4 к ротору приводного мотора и управляются через транзисторные ключи с выв. 12 и 15 U2.

Транзисторные ключи реле реверса, ТЭНа и симистора приводного мотора (6 на рис. 2).

Элементы измерительных цепей СМ

На плату контроллера поступают сигналы со следующих датчиков СМ:

• с датчика уровня воды, подключенного к соединителю CN7 контроллера (рис. 1). Сигналы с него через соответствующие схемы согласования (СС) поступают на выв. 6 процессора (уровень перелива) и на выв. 10 — вход АЦП (номинальный уровень или уровень 2). Причем, в первом случае этот сигнал также управляет включением сливного насоса. Датчик уровня также управляет включением ТЭНа — его контактная группа включена в цепь питания нагревательного элемента. Это необходимо для того, чтобы исключить включение ТЭНа, если в баке СМ отсутствует вода. Замыкание этой контактной группы датчика происходит в тот момент, когда в баке будет достигнут уровень воды 1;
• с датчика AQUASTOP, подключенного к соединителю CN2 контроллера (рис. 2). Его сигнал через «весовой» резистор (730 кОм) поступает на выв. 10 процессора. Этот вывод является входом АЦП, на который поступает также сигнал с датчика уровня воды (уровень 2). АЦП в этом случае необходим, чтобы по уровню входного напряжения определить, какой датчик сработал;
• с датчика температуры, подключенного к соединителю CN1 контроллера. Его сигнал поступает на выв. 8 процессора (вход АЦП);
• с тахогенератора находящемся на приводном моторе и подключенному к соединителю CN4 контроллера. Формируемый им сигнал (синусоидальной формы) далее поступает на усилитель 7 (рис. 2), ас него — на выв. 17 процессора.

Для обеспечения работоспособности встроенных в процессор таймеров на его выв. 31 поступает тактовый сигнал 50 Гц (формируется из сетевого напряжения).

Элементы управления и индикации

В составе контроллера имеются следующие элементы управления и индикации СМ:

• программный переключатель (ПП) или селектор программ, который предназначен для формирования кодовой комбинации в соответствии с выбранной программой стирки СМ. Код с ПП поступает на выв. 34—37 микросхемы процессора. Сигнал опроса переключателя формируется на выв. 19 U2 — см. рис. 3. Расположение ПП на плате контроллера показано на рис. 1 (5), а в разобранном виде — на рис. 6.

Рис. 6 Программный переключатель

На этом рисунке видно, что в ПП входят: четыре контактные группы (1) переключателя, программный диск (2) и сетевой выключатель, состоящий из двух подвижных (3) и двух неподвижных (4) контактов. Подобная конструкция ПП позволила (по сравнению с предыдущей версией контроллера в линейке СМ серии РА) исключить ложное считывание управляющего кода процессором, а также значительно повысить надежность работы сетевого выключателя. ПП легко разбирается, что также позволяет проводить обслуживание его контактных групп;

• управляющие кнопки передней панели, подключены к выв. 20, 25, 26, 34, 35 процессора и позволяют выбирать необходимые режимы работы СМ. Опрос состояния кнопок процессором происходит в динамическом режиме;
• цифровой индикатор и индикаторные светодиоды. Они отображают состояние и выбранные режимы работы СМ и работают по принципу динамической индикации и поэтому в большинстве своем подключены к одним и тем же выводам процессора (как и кнопки) — см. рис. 3;

Процессор, память и сервисный разъем

Основным управляющим элементом электронного контроллера является процессор U2 (8 на рис. 2 и 3) типа ST72F324J616, выполненный в 44-выводном корпусе TQFP. Он включает в себя следующие основные элементы:

• 8-битное процессорное ядро;
• Flash-память объемом 32 кбайт, в которой хранится управляющая программа СМ;
• ОЗУ объемом 1 кбайт;
• тактовый генератор, стабилизированный внешним кварцевым резонатором частотой 4 МГц;
• 32 универсальных порта ввода/вывода;
• 10-битный 12-канальный АЦП;
• 4 таймера;
• последовательные интерфейсы SPI и SCI.

Следует отметить, что в зависимости от программного обеспечения процессора, его выводы могут иметь различное назначение.

Обозначение выводов микросхемы ST72F324J616, а также их функциональное предназначение применительно к электронному контроллеру СМ HANSA серии РС приведено в табл. 1.

Таблица 1. Назначение выводов процессора ST72F324J616

Примечание:

1. В таблице используются следующие сокращения:

• универсальные порты ввода/вывода обозначены как РА (В, С, D. Е, F). Следующие за этим обозначением цифры — это номер разряда порта;
• входы АЦП процессора обозначены как АIN, а следующая цифра соответствует номеру разряда;

1. Так как на рассматриваемой электронной плате к общей шине подключено питающее напряжение +5 В (с источника питания), следует считать, что выводы микросхемы процессора V_SS подключены к шине питания -5 В, а V_DD— к общей шине.

Для начального сброса процессора на его выв. 39 U2 поступает сигнал RESET. Он же может поступать с внешнего программатора Flash-памяти процессора, который подключается к сервисному разъему контроллера (см. рис. 1).

Отметим, что для программирования Flash-памяти процессора (с помощью внешнего программатора), а также микросхемы ЭСППЗУ U1 (см. рис. 3) используется интерфейс SPI, а также внешнее напряжение 12 В (оно поступает на выв. 38 U2) — все они выведены на контакты сервисного разъема (рис. 1). Назначение этих и других контактов сервисного разъема приведено в табл. 2.

Таблица 2 Назначение контактов сервисного разъема

Условно будем считать первый контакт сервисного разъема — нижний, см. 9 на рис. 2.

Сервисный разъем используется для программирования Flash-памяти процессора на этапе производства. Если во Пазп-памяти процессора не активирован бит защиты записи, файл прошивки с управляющей программой СМ можно записать вновь — но для этого необходим соответствующий программатор. В ремонтной практике чаще всего поступают следующим образом — прошивают «чистую» микросхему процессора, а затем устанавливают ее на плату контроллера.

Процессор через интерфейс SPI обмениваеткя данными с микросхемой энергонезависимой памяти U1 типа 24С04АN объемом 4 кбит — (см. 10 на рис. 2). Она используется для хранения  служебных констант в соответствии с выбранной ; программой стирки СМ. Наименование выводов микросхемы 24С04АN приведено на рис. 7.

Рис. 7. Цоколевка микросхемы 24С04

Характерные неисправности контроллера и способы их устранения

Прежде чем принимать решение по ремонту контроллера, следует убедиться, что дефект вызван именно из-за него, а не его внешних элементов СМ: датчиков, клапанов, приводного мотора и др. Довольно часто неисправности СМ возникают по причине плохих контактов в соединителях как самого контроллера, так и его внешних элементов, а также в случае попадания на него влаги (пены). Определить работоспособность элементов СМ можно с помощью сервисного теста, а также по индикации кодов ошибок.

Рассмотрим характерные неисправности электронного контроллера, а также способы их устранения.

СМ не включается

В подобном случае вначале проверяют поступление сетевого напряжения с сетевого фильтра на соединитель, расположенный в верхней части крышки программного переключателя (рис. 1). Затем проверяют поступление этого напряжения на выходы сетевого выключателя и далее — на ИП. Исправность контактных групп выключателя можно проверить омметром. Проверка работоспособности ИП, а также поиск возможных неисправных его элементов не требует комментариев (принципиальная схема ИП приведена на рис. 4), так как подобные методики общеизвестны.

Причина подобного дефекта СМ также может быть вызвана отказом процессора, а это в свою очередь происходит чаще всего из-за попадания на плату контроллера влаги (пены).

СМ не выполняет одну или несколько программ стирки (или выполняемая программа не соответствует выбранной)

Наиболее вероятная причина подобного дефекта — отсутствие контакта в ПП. Разбирают корпус переключателя (см. рис. 6) и очищают его контактные группы от окислов (при необходимости, контакты подгибают).

В противном случае проверяют элементы схемы согласования между ПП и процессором Если и в этом случае не было выявлено неисправных элементов, необходимо заново прошить содержимое Flash-памяти процессора или заменить сам процессор, предварительно записав в его память файл с управляющей программой.

В некоторых случаях помогает программный сброс процессора. Выполнить это можно, например, запустив сервисный тест

В режиме стирки барабан СМ вращается только в одну сторону (после паузы)

Причина подобного дефекта может быть вызвана неисправностью одного (из двух) реле реверса или соответствующего электронного ключа (см. приведенное выше описание).

В процессе работы СМ в баке не нагревается вода (вода в бак заливается). В некоторых случаях отображается код ошибки Е05 (программа стирки в этом случае прерывается)

Проверяют реле ТЭНа и цепи его управления (см. описание), датчик уровня воды, а также соединители ТЭНа и сам нагревательный элемент. Датчик уровня подлежит проверке из-за того, что одна из его контактных групп стоит в цепи питания ТЭНа (она замыкается при достижении уровня 1 воды в баке);

Не включается (или наоборот, постоянно включен) один из элементов, управляемый соответствующим симистором на контроллере (приводной мотор, клапаны и др.)

Если указанные элементы исправны, проверяют их цепи управления: от соответствующего вывода процессора (см. рис. 3) — до симистора. Также проверяют исправность самих симисторов, соединители на контроллере и проводные соединители самих элементов.

Отметим, что при коротком замыкании одного из симисторов велика вероятность выхода из строя микросхемы процессора, а также соответствующих элементов в цепи управления симистора.

Выполнение программы стирки СМ прекращается, на передней панели отображается код ошибки Е08

Причин возникновения подобного дефекта несколько:

• напряжение в питающей сети выше или ниже нормы;
• неисправен ИП контроллера;
• на выв. 31 процессора U2 не поступает тактовый сигнал 50 Гц (или его уровень сильно занижен), который формируется из напряжения питающей сети (см. рис. 3).

Приводной мотор начинает вращаться на максимальных оборотах. После этого программа стирки прерывается и отображается код ошибки Е22

Подобный дефект бывает вызван коротким замыканием симистора приводного мотора. В большинстве случаев выход из строя этого элемента происходит из-за короткозамкнутых витков в обмотках приводного мотора.

Неисправности, связанные с неустойчивой работой СМ: самопроизвольная остановка программы стирки (без отображения кода ошибки), постоянный повтор (или игнорирование) выполнения различных операций и др.

В подобных случаях вначале запускают сервисный тест СМ  — это необходимо для того, чтобы более широко представлять картину возникновения конкретного дефекта, а также с целью выявления неисправностей, не связанных с самим контроллером.

Следующим шагом проверяют работоспособность ИП — напряжение на его выходе должно составлять 5 В ±5%. С помощью осциллрафа проверяют уровень пульсаций этого напряжения (не более 10 мВ).

Затем проверяют генерацию тактового резонатора процессора, ее уровень (главное, чтобы уровень был постоянным и составлял не менее 1 В) и частоту (4 МГц).

Если в ходе проверок не было выявлено отклонений в работе перечисленных элементов необходимо заново прошить содержимое Flash-памяти процессора или заменить сам процессор (предварительно записав в его память файл с управляющей программой).

Маркировка и описание некоторых элементов, используемых в контроллере

Маломощный симистор Z0107MN

• Маркировка —Z7M
• Корпус — SOT-223
• Назначение выводов — см. рис. 8 (г)

Основные характеристики:

• отпирающий ток управляющего электрода — 5 мА;
• постоянное прямое (обратное) напряжение в закрытом состоянии — 600 В;
• прямой ток в открытом состоянии — 1 А.

Рис. 8 Цоколевка полупроводниковых элементов контроллера

Симистор средней мощности ВТВ 12-600BW

• Маркировка—ВТВ12-600BW
• Корпус — ТО-220АВ
• Назначение выводов — см. рис. 8 (д)

Основные характеристики:

• отпирающий ток управляющего электрода — 50 мА;
• постоянное прямое (обратное) напряжение в закрытом состоянии — 600 В;
• прямой ток в открытом состоянии — 12 А.

Сборка маломощных стабилитронов CMPZDA33V

• Маркировка—W12
• Корпус — SOT-23
• Назначение выводов — см. рис. 8 (а)

Основные характеристики:

• напряжение стабилизации — 33 В;
• номинальный ток — 5 мА.

Сборка маломощных универсальных диодов BAW56

• Маркировка—A1s
• Корпус — SOT-23
• Назначение выводов — см. рис. 8 (в)
• Ближайший аналог — два универсальных диода 1N4148

Основные характеристики:

• постоянный прямой ток — не более 200 мА;
• обратное напряжение — 70 В.

Маломощный транзистор структуры р-п-р ВС857В

• Маркировка — ЗF
• Корпус — SOT-23
• Назначение выводов — см. рис. 8 (б)
• Ближайший аналог — ВС557В

Основные характеристики:

• статический коэффициент передачи — 420...800;
• постоянный ток коллектора—100 мА;
• напряжение К-Э — 50 В.

Маломощный транзистор структуры р-п-р ВС807

• Маркировка — 5В
• Корпус — SOT-23
• Назначение выводов — см. рис. 8 (б)

Ближайший аналог — ВС327

Основные характеристики:

• статический коэффициент передачи — 160...400;
• постоянный ток коллектора — 500 мА;
• напряжение К-Э — 45 В