Лабораторна робота № 14
«Діагностика компонентів системної плати»
Мета: виконати діагностування компонентів материнської плати за допомогою мультіметру.
Обладнання: ПК, кабель живлення, материнська плата.
Теоретичні відомості
Материнська плата (системна плата) – найголовніша і більша по розмірах плата в персональному комп'ютері. Саме на ній встановлюються або кріпляться всі основні складові частини комп'ютера: процесор, оперативна пам'ять, карти розширення і так далі. Материнська плата – складний пристрій, що складається з багатьох мікросхем і інших електронних компонентів, які відповідають за нормальну роботу комплектуючих та їх взаємодію між собою. Так само на самій материнській платі зазвичай розпаяні спеціальні контролери, що відповідають за з'єднання з різними периферійними пристроями (порти USB, PS/2 і тому подібне), підключення комп'ютера із зовнішнім світом (мережеві карти) або виведення аудіо-відео інформації (відеоадаптери, аудіокарти).
Для перевірки та діагностики компонентів материнської плати використовуються спеціальні універсальні пристрої з широкими можливостями по зняттю різних показників. Як приклад, можна навести мультіметр. За допомогою мультіметра можна вимірювати рівні напруги, знімати показники опору, справність діодів і т.д.
Виконання вимірювань мультіметром
Для виконання вимірювань значень опору мультіметр повинен фактично прикласти напругу до зовнішнього компоненту. Для цієї мети в мультіметрі використовується внутрішнє джерело. Його напруга прикладається до зовнішнього елементу (резистору або конденсатору) через схеми омметра. Мультіметр, коли він використовується для вимірювання опорів, перетворюєсться в омметр. Омметр має дуже високий внутрішній опір. Це значення опору визначається межею вимірювання, на яку встановлюється мультіметр. Чим вище межа вимірювання опорів, тим більше внутрішній опір мультіметра.
Опір
Шкала опору використовується для перевірки багатьох параметрів: наприклад, для вимірювання опору резисторів, виявлення несправних елементів із зниженим опором, для вимірювання зворотного опору діодів.
Мультіметр має 5 меж: це 200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 мОм. Такі широкі межі практично повністю відповідають потребам середньостатистичного радіоаматора. Також можна перевірити електричний опір свого тіла. Неправильною установкою меж вимірювання опору мультіметр зіпсувати не можна.
Вимірювання опору
Щоб дізнатися опір резистора необхідно поставити перемикач на нижню межу вимірювання опору (200 Ом), якщо на екрані як була, так і залишилася одиниця, означає опір резистора більше, ніж дозволяє вимірювати цю межу. Переходимо на наступне ділення, і так далі, до тих пір, поки мультіметр не видасть нормальну інформацію.
Постійна напруга
В процесі вимірювання напруги потрібно бути гранично уважним і акуратним, щоб не переплутати межу вимірювання і нічого не закоротити. Якщо при вимірюванні напруги 300–400 В випадково поставити межу 200 мВ, то прилад може згоріти.
Змінна напруга
Шкала вимірювання змінної напруги має дві шкали напруги: 200 В, 750 В.
Вимірювання змінної напруги
Для прикладу можна поміряти напругу в електричній мережі 220 В. При цьому потрібно бути дуже акуратним, щоб не влаштувати коротке замикання і не схопитися за оголену частину щупа.
Тестування напівпровідникових діодів
Перевірка діодів за допомогою цифрового мультіметра (ЦММ) проводиться в режимі їх тестування. При цьому, якщо діод справний, на дисплеї відображається напруга на р- n переході при вимірюванні в прямому напрямі або у зворотньому напрямі. Величина прямої напруги на переході для кремнієвих діодів складає 0,5...0,8 В, для германієвих — 0,2...0,4 В. При перевірці діода за допомогою ЦММ в режимі вимірювання опору при перевірці справного діода зазвичай спостерігається розрив як в прямому, так і у зворотному напрямі через те, що напруга на клемах мультіметра недостатня для того, щоб перехід відкрився.
Тестування транзисторів
Загалом тестування транзисторів аналогічно тестуванню діодів, оскільки саму структуру транзистора p - n -р або п-р-п можна при перевірці представити як два діоди , із сполученими разом або виводами катода, або анода, що є виведенням бази транзистора. При тестуванні ЦММ пряма напруга на переході справного транзистора складе 0,45...0,9 В.
Вихід конденсатора з ладу
Є три основні шляхи виходу конденсатора з ладу. По-перше, конденсатор може мати обрив. Це означає, що один вивід або навіть два виводи можуть відірватися від обкладань конденсатора. Схема стає такою, начебто не було абсолютно ніякого електричного з'єднання.
Інший вид відмови конденсатора - коли він замикається накоротко. При такому типі несправності обкладання конденсатора торкаються або замикаються накоротко якимсь іншим чином. Коротке замикання - це з'єднання з дуже незначним опором, і ефект такий же, неначебто два виведення конденсатора були сполучені безпосередньо один з одним.
Конденсатор може відмовити також через витік, що утворився. Такий витік відбувається унаслідок опору, що з'явився між обкладинками конденсатора. Це виявляється в тому, що здається, ніби конденсатор має деякий опір, підключений до нього паралельно.
Короткі замикання, обриви і витоки можуть визначатися за допомогою мультіметра (перемкнутого в режим вимірювання опорів, тобто мультіметр при цьому використовується як омметр).
Перевірка конденсатора
Хід роботи
- 1. Виконати вимірювання значень напруги компонентів материнської плати та записати значення напруги у таблицю:
Компонент |
Reset |
Power_ON |
Роз’єму ОП |
Напруга |
|
|
|
- 2. Виконати вимірювання значень опору портів USB на материнській платі, записати дані у таблицю:
Провід |
Загальний провід |
Лінія даних D+USB |
Лінія даних D-USB |
Лінія живлення |
Опір, Ом |
|
|
|
|
- 3. Виміряти падіння напруги (режим перевірки діодів) на конденсаторах материнської плати, записати значення у звіт, зробити висновки про справність конденсаторів.
- 4. Виміряти опір транзисторів материнської плати.
- 5. Дати відповіді на контрольні питання.
- 6. Зробити висновки.
Контрольні питання:
- 1. Написати, за допомогою яких пристроїв можна виконати тестування справності компонентів материнської плати, які їх можливості та правила використання.