Тыкаем палкой и заставляем работать

Ремонт USB разъема на планшете или ноутбуке

Из-за небрежного обращения с электронными устройствами, такими как ноутбуки, планшеты и смартфоны, USB разъемы часто расшатываются или ломаются. Покупка нового оборудования не всегда целесообразна, особенно если его можно починить самостоятельно. В данной статье мы разберем процесс ремонта USB разъема на планшете.

Разборка устройства

Ремонт микро USB начинается с разборки планшета или другого гаджета. Для этого потребуется следующий набор инструментов:

• Шуруповерт для откручивания винтов, скрепляющих корпус
• Скальпел
• Антистатический браслет
• Паяльник

Итак, начнем с откручивания винтов и освобождения корпуса.

Виды повреждений

В процессе ремонта могут встретиться различные виды повреждений. Разъем может быть неисправным или может просто оторваться. Рассмотрим каждый случай отдельно.

Разъем неисправен

Если разъем микро USB неисправен, может потребоваться замена. В этом случае необходимо найти и припаять новый разъем. При этом необходимо использовать паяльную станцию или паяльник с тонким жалом.

Разъем оторвался

Если разъем все еще рабочий, но просто оторвался от устройства, то можно попробовать восстановить соединения. При этом необходимо проверить целостность дорожек на плате и, если необходимо, восстановить их, используя паяльник.

Видеоинструкции

Для наглядности процесса рекомендуем посмотреть следующие видеоинструкции:

1. Видео о ремонте неисправного разъема
2. Видео о восстановлении оторванного разъема

Следуя этим рекомендациям и с соблюдением мер безопасности, вы сможете самостоятельно выполнить ремонт USB разъема на вашем устройстве. В случае затруднений, всегда лучше обратиться к специалистам.

Замена проводов для восстановления USB порта

Если остались другие повреждения, то берут тонкие провода из меди и закрепляют их между выводами дорожек и USB. При неполном их восстановлении сохранится только функция зарядки (без возможности передачи данных). А также при этом не будет работать подключенная мышка. Если же вы уверены, что все правильно восстановлено, то это указывает на неисправность самого USB.

Проблемы с флэш-памятью

Если подключенная флешка не работает, то сначала следует проверить ее на работоспособность путем подключения к другим заведомо рабочим устройствам. Если исправный накопитель не работает только с отремонтированным девайсом, значит, были допущены ошибки при ремонте.

Замена штекера на зарядном устройстве

Если зарядное устройство исправно, то для ремонта достаточно лишь найти или купить штекер микро USB под пайку. Ремонт будет состоять в следующем:

1. Подключите провода к новому штекеру.
2. Воспользуйтесь изолентой, термоусадкой или скотчем для изоляции.
3. Провода можно просто скрутить или спаять.
4. Пайка является более надежным методом соединения.

Пайка выводных компонентов

Паяльных роботов на выставках мы видели давно, но ценники были негуманные, и экономика не сходилась. По расспросам окружающих было понятно, что дальше разовых внедрений дело не идет. Но в последнее время на видео в запрещенных соцсетях видно, как паяльные роботы стали массово применять. Что изменилось? Подтянулись китайские производители станков, цена в разы (если не на порядок) уменьшилась. Теперь это всего несколько месячных зарплат монтажника — надо брать!

Варианты пайки выводных компонентов

Пока робот паяет левую оснастку, можно закладывать платы в правую.

Как вообще можно паять выводные компоненты?

Отметим, что ошибки монтажа (непропаи, спайки) будут при любых способах, хотя, конечно, при автоматических можно постараться и настроить так, чтобы брак был минимален.

Источник

Также для всех способов, кроме первого, есть отдельная операция установки компонентов. Да, есть специальные роботы-установщики выводных компонентов за такую большую кучу денег, что обычно даже на больших партиях серийного производства сажают людей в рядок за конвейер расставлять компоненты в платы.

У нашего робота два паяльных стола

Первое знакомство

На пробу сначала купили один робот BBA-5331HX (пункт номер 6 выше) за $3500 в Китае, распаковали и приступили к настройке первого опытного образца. Инструкция была хорошей, краткой. Но там нет половины настроек, и вообще не написано, как надо настраивать, чтобы оно работало. Когда паяешь вручную, то напаяешь как в кулинарных книгах пишут — до готовности, а с роботом такое не прокатывает — ему надо точно в секундах, миллиметрах и координатах все задать.

Параметров пайки — с десяток, при неверной комбинации результат один — ну чет не припаяло. Подбор оптимальных параметров — та еще веселая задачка. Потребовало переосмысления: а как же мы вообще вручную-то паяем? Стало понятно, что легко робот не сдастся.

Для управления роботом прилагается пульт, через который он программируется. Совершенно верно: каждую точку нужно заносить вручную, вбивать координаты или подвести жало куда нужно и запомнить эти координаты, вписать настройки этой точки. Да, есть функции группового копирования, редактирования, и в целом работать можно, но назвать это удобным никак нельзя. Затем программа сохраняется во внутренней памяти устройства. Чуть позже расскажем, как удалось ее достать.

Пульт программирования робота

Конструкция робота

Конструктивно все роботы-пайщики устроены плюс-минус одинаково, различия могут быть в количестве паяльных столов, голов и системе управления всем этим добром. В нашем случае мы имеем конструкцию с двумя паяльными столами и одной паяльной головой. Два паяльных стола дают большое преимущество — пока один стол паяется, для второго уже расставляются монтажником компоненты в платы, получается непрерывный процесс, в котором оборудование не простаивает.

Столы наших роботов-пайщиков из коробки представляют из себя толстые фрезерованные алюминиевые пластины с кучей резьбовых отверстий.

Немаловажным действием при паяльных работах является очистка жала паяльника. При ручной пайке монтажники это делают с помощью специальной губки, смоченной водой. А как быть бездушной машине, которая не имеет такой гибкости, как человеческие руки? Здесь используется для очистки струя сжатого воздуха давлением 2-3 атмосферы. По команде паяльник опускается в бункер, подается немного припоя и сдувается все импульсом воздуха. Подробности — на фото ниже.

Паяльная станция: настройка точки подачи припоя

Важно правильно настроить точку подачи припоя: если подавать непосредственно на жало, то флюс быстро выгорает и качество пайки плохое. Лучше подавать в угол между разогретой ножкой компонента и контактной площадкой платы. Но для очистки жала припой надо подавать на жало.

Есть небольшое противоречие :), но оно решается установкой большого угла подачи с прицелом на самый кончик жала. Выбор жал у производителя скудный — всего три варианта ширины обычного скошенного наконечника. Беглый поиск совместимых жал результатов не дал — слишком уж у робота они хитрые. Может, кто-нибудь из читателей по внешнему виду подскажет, как модель называется?

Механизм подачи припоя

Механизм протяжки припоя спрятан в аккуратную коробку с дверцей. Внутри два колеса с насечками (ведущее и ведомое) и два обводных ролика для предварительного выпрямления припоя.

Диаметр протягиваемого припоя настраивается регулировочным винтом, который поджимает ведомое колесо к ведущему. Выходя из механизма протяжки, припой попадает в трубку из фторопласта, по этой трубке он движется вплоть до металлической иглы, из которой припой прицельно попадает в зону пайки.

Фторопластовая трубка дополнительно защищена от перегибов трубкой из прозрачного ПВХ.

Паяльная станция

Паяльная станция представлена в виде отдельно навешиваемого на корпус робота модуля. Возможности программной регулировки температуры нет — выставляется кнопками.

Оригинальное положение держателя, но мы его перевернули, что показано на других снимках.

Программирование робота

Разобравшись с конструкцией, приступили к программированию через пульт. Сначала мы сделали чертеж платы с расстояниями и точками. Все точки платы задавали через пульт, что очень и очень муторно.

Каждая точка задается координатами XYZ и углом поворота паяльника, но к нему поначалу прибегали как можно реже.

Есть общие настройки робота, которые влияют на скорость перемещения, например. К сожалению, функции обратной подачи припоя не нашли. Настройки тряски тоже есть, но не работают.

Робот последовательно проходит через точки пайки, которые задаются в программе. Предусмотрена более гибкая настройка: пайка каждой точки разделяется на три этапа, для каждого задается скорость подачи припоя, время и длина (количество) припоя. Обычно настраиваем так: первый этап — преднагрев без подачи припоя, второй — подача припоя, а третий не используем.

Дополнительные фотоРобот перешел к пайке правой оснастки

Ковыряем робота

Конечно, такой ручной режим не устроил. Нам нужен удобный перевод из Eagle в электронную программу станка, а не вот это все.

Пошли методом «научного тыка». На пульте есть порт mini-USB. При заказе роботов нас уверяли что порт нерабочий, и такой функции нет. Через переходник подключили флешку — питание 5 В на разъеме есть, но флешка не определялась. Сделали переходник на компьютер, отрезав питание, и тоже ничего не определилось, поэтому идею поначалу забросили.

Роботов у нас четыре, и программы, которые заложены на одном устройстве, нужно клонировать на другие. Сначала поменяли местами пульты: оказалось, что программы хранятся в самом роботе. Но как до них добраться?

Начали «терроризировать» китайцев, которые присылали малополезные видео. В итоге все же узнали, как подключить пульт по USB к компьютеру. Надо зажать хитрую кнопку, после чего подключить к ПК, тогда пульт определяется как съемный диск. Но это мало что дало, так как программы хранились внутри робота, не в пульте. Снова обратились к китайцам, они сказали, что есть команда «Экспорт». Она выгружает написанную программу из памяти контроллера в пульт. Ура! Все проделали, подключили пульт к ПК и увидели наши написанные программы: файлы с расширением .lua. Посмотрели в текстовом редакторе — ничего сложного, разобрались. Команда «Импорт» выполняет обратную функцию и загружает программы с пульта в память контроллера.

Здесь подключились программисты. Они написали скрипт на Python, который конвертирует файл формата Eagle в точки пайки .csv с названием компонента и названием сигнала, подключенного к пину. Чтобы сразу видеть, что это и где, и например, сразу увеличивать время пайки пинов с земляным полигоном.

Данные из .csv затем вставляем в Google-таблицу, делаем сортировку по осям (X или Y) и приоритетам, выбираем название нужного компонента, после чего подставляются значения настроек пайки. Все настройки пайки изначально подбирались опытным путем.

Выбираем пин для реперной точки первой оснастки, задаем координаты реперной точки на втором столе. Указываем количество плат на оснастке (например, три), с каким шагом они расположены. Формулы пересчитывают координаты точек паек, и пару раз последовательно применив функцию TEXTJOIN, собираем все в одну ячейку и получаем содержимое программы в .lua

Остается записать программу на пульт, после чего импортировать в станок.

В итоге нам удалось автоматизировать процесс перевода платы из Eagle в программу с координатами для станка.

Таблица, с помощью которой мы программируем роботов

Крепление плат

Производитель станков предлагал сделать оснастки по 100$ на каждую плату, но для этого еще все в 3Д отрисовать, а это уже не очень радостно. Но у нас уже был опыт разработки прижимных оснасток для ручной пайки, и решили что для роботов мы и сами что-нибудь сделаем. Получилось даже лучше, чем хотели: эти же оснастки удалось приладить и на станок. На 3Д-принтере распечатали упоры: слева жесткие, справа — упругие, так достигаем повторяемости положения и быстрого съема/установки. Все работает и точности этой механики вполне хватает.

Прижимные оснастки состоят из двух половин, соединенных шарнирами. Основной материал — фанера, в качестве шарниров используем небольшие шарикоподшипники. Под каждую модель устройства отдельно делаем вкладыши из фольгированного стеклотекстолита с впаянными пого пинами, для прижима к плате компонентов выводного монтажа и последующей пайки. Выглядит это так: открыли оснастку, положили платы, установили компоненты, закрыли оснастку. Фиксация в закрытом положении происходит за счет стоек с неодимовыми магнитами, переворачиваем — и можно паять.

Работа со станком

Главная проблема станка — зажевывает припой. Если пин плохо прогрелся и припой не расплавляется — он сразу зажевывается в механизме подачи. Станок надо остановить, откусить и вытащить полметра припоя с трубки, заново заправить. И это вызывает прям страдания. Но если хорошо настроить, то такое случается не очень часто, но все равно далеко отходить от станка не надо.

Поэтому робота без присмотра не оставляем: оператор приглядывает за роботом, расставляет компоненты и потом делает визуальный контроль пайки. Единичный брак исправляется вручную. Если сбой повторяется, то оператор бежит за инженером.

Коробка с испорченным припоем рядом с роботом

Заключение

Пока что у нас работает один, иногда два робота. Разных плат у нас много, изготовление оснасток и отлаживание займет время. Также надо часть панелей мелких плат переделать под оснастки. В планах — перевести на роботизированную пайку почти все, что можно паять роботом.

Сначала монтажники подходили и робко спрашивали: «А что, нас теперь всех заменят роботами?» — но увидев как оно все функционирует, поняли, что без работы они явно не останутся. Но увеличение производительности есть значительное, формула такая: один монтажник + робот = два монтажника. И он берет самую рутинную часть работы, и сопротивление и саботаж со стороны персонала, обычный при внедрениях чего-то нового, были недолгими.

Поэтому паяльным роботам — быть!

Остались вопросы? Смело задавайте в комментах!