Rezystory, a ich rezystancja i działanie

Witam,

1. W którym miejscu na schemacie mogę np. zobaczyć jaka jest prawidłowa rezystancja dla danego rezystora np. chargera? Jak sprawdzić czy rezystor nie jest na płycie uszkodzony? Ma zawsze niską rezystancję?

2. Jak rozróżnić zwykły rezystor od rezystora pomiarowego? I jak działa rezystor pomiarowy?

3. Co oznaczają numery/symbole na rezystorze i jak odczytywać w jakiej obudowie występuje? Czy są jakieś kalkulatory online odczytów? Jak odczytywać te rezystory, które nie mają w sobie napisanych żadnych symboli np. jakaś drobnica rezystorów?

4. Rozumiem, że najlepiej mierzyć rezystor po wylutowaniu i odczekaniu az nabierze temperatury pokojowej? Czy przy wylutowaniu/wlutowaniu rezystora dodawać topnika czy nie, bo z topnikiem to się klei i potem ciężko jest mały rezystorek (drobnica) wlutować ponownie?

5. Co może powodować uszkodzony rezystor w danym obwodzie? Najczęściej laptop się nie włączy lub nie właściwie działa przetwornica z którą współpracuje rezystor w obwodzie?

krzysztof000 napisał(a):1. W którym miejscu na schemacie mogę np. zobaczyć jaka jest prawidłowa rezystancja dla danego rezystora

Dla przykładu pierwszy z brzegu fragment schematu:

Rezystor REC27 (zaznaczony zielonym prostokątem) ma opis: 1/20W_10K_5%_0201. Oznacza to moc 1/20W (czyli 50mW), rezystancję 10kΩ, tolerancję 5% (tolerancja to dopuszczalna odchyłka wartości; rezystor 10kΩ może mieć fizycznie wartość od 9,5kΩ do 10,5kΩ), oraz rodzaj obudowy 0201.

krzysztof000 napisał(a):Jak sprawdzić czy rezystor nie jest na płycie uszkodzony? Ma zawsze niską rezystancję?

Mierząc jego rezystancję. Uszkodzony rezystor zawsze będzie miał WIĘKSZĄ rezystancję, niż powinien mieć.

krzysztof000 napisał(a):Jak rozróżnić zwykły rezystor od rezystora pomiarowego?

Głównie trzeba patrzeć na rezystancję. Jeśli mamy do czynienia z rezystorem o wartości poniżej 1Ω (wyłączając z tego zwory 0Ω), to prawie zawsze mamy do czynienia z rezystorem pomiarowym (lub bocznikującym). Ponadto, rezystory pomiarowe mają zwykle dość charakterystyczne obudowy - kilka razy większe, niż pozostałych rezystorów.

krzysztof000 napisał(a):jak działa rezystor pomiarowy?

Działa on jak każdy inny rezystor - powoduje spadek napięcia wskutek przepływającego przezeń prądu. Jego bardzo mała rezystancja powoduje, że spadek napięcia jest bardzo mały. Dla przykładu, mamy płytę laptopa, która pobiera maksymalnie 4,5A gdy jest włączona i ładuje baterię. Rezystor pomiarowy na linii głównej B+ ma wartość 0,005Ω (5mΩ). Z prawa Ohma (U = R x I) łatwo policzyć, jaki będzie maksymalny spadek napięcia na rezystorze: 0,005 x 4,5 = 0,0225V = 22,5mV. Zakładając, że napięcie na wejściu rezystora wynosi równe 20V, za rezystorem będziemy mieli 19,975V - czyli praktycznie niezauważalna różnica. A teraz policzymy sobie moc (P = U x I) jaka się na tym rezystorze wydziela - zakładamy oczywiście maksymalne obciążenie: 0,0225 x 4,5 = 0,10125W = 101,25mW. Z pierwszego akapitu dowiedziałeś się, że rezystor w obudowie 0201 (metrycznie 0,6x0,3mm) ma moc 50mW, czyli przepaliłby się, gdybyś taki zastosował. Dlatego stosuje się rezystory pomiarowe o większej mocy, a co za tym idzie - w większych obudowach. Najczęściej spotykane są rezystory w obudowach 2512 (metrycznie 6,35x3,048mm) o mocy 1-2W, która w zupełności i z zapasem wystarcza do rozproszenia tych nieco ponad 100mW.

krzysztof000 napisał(a):Co oznaczają numery/symbole na rezystorze i jak odczytywać w jakiej obudowie występuje? Czy są jakieś kalkulatory online odczytów? Jak odczytywać te rezystory, które nie mają w sobie napisanych żadnych symboli np. jakaś drobnica rezystorów?

Najczęściej spotykane oznaczenia to np. R005, R068, 1R00 itd. Litera R oznacza tu kropkę dziesiętną, zatem R005 to 0,005Ω (5mΩ), R068 to 0,068Ω (czyli 68mΩ), a 1R00 to po prostu 1Ω. Bardzo fajny kalkulator rezystorów SMD jest dostępny tutaj: https://www.hobby-hour.com/electronics/smdcalc.php. Co zaś do rezystorów, które nie mają żadnych oznaczeń (wszystkie w obudowach 0402 i mniejszej), to niestety, ale nie ma innej możliwości odczytania wartości rezystora, jak jego pomiar lub sprawdzenie w dokumentacji (schemat, boardview). Oczywiście jeśli rezystor jest uszkodzony, to bez schematu urządzenia nie dowiemy się, czy wartość, którą zmierzyliśmy, jest poprawna - w takich przypadkach musimy opierać się na znajomości obwodu, w którym taki rezystor występuje, a także korzystać z innych dostępnych dokumentacji - na przykład schematów innych płyt z bliźniaczym obwodem, lub też not katalogowych układów scalonych. Jeśli zatem jest to rezystor szeregowy w obwodzie zasilania VCC układu chargera BQ24780S, to z pewnością nie może on mieć wartości, mierzonej w kΩ; taki rezystor przeważnie ma nie więcej, jak 10Ω.

krzysztof000 napisał(a):Rozumiem, że najlepiej mierzyć rezystor po wylutowaniu i odczekaniu aż nabierze temperatury pokojowej?

Taki pomiar jest najbardziej miarodajny, bo wylutowanego rezystora nic nie bocznikuje.

krzysztof000 napisał(a):Czy przy wylutowaniu/wlutowaniu rezystora dodawać topnika czy nie, bo z topnikiem to się klei i potem ciężko jest mały rezystorek (drobnica) wlutować ponownie?

Ja ZAWSZE używam topnika, lutując dowolne elementy elektroniczne. Topnik znacząco ułatwia zarówno wylutowywanie, jak i wlutowywanie elementów.

krzysztof000 napisał(a):Co może powodować uszkodzony rezystor w danym obwodzie? Najczęściej laptop się nie włączy lub nie właściwie działa przetwornica z którą współpracuje rezystor w obwodzie?

A to już zależy od tego, gdzie dany rezystor jest zamontowany i jaką pełni funkcję. Uszkodzony rezystor powoduje zawsze brak lub znaczące ograniczenie przepływu prądu (patrz akapit 4). W przypadku, gdy mamy np. dzielnik napięcia, złożony z dwóch rezystorów o takiej samej wartości (jeden podłączony do +6V, drugi do masy i oczywiście połączone ze sobą), to w przypadku uszkodzenia górnego rezystora, dzielnik napięcia zamiast 3V będzie "generował" napięcie w okolicach 0V. Gdy jednak w takim dzielniku uszkodzi się dolny rezystor, to dzielnik napięcia zamiast 3V będzie "generował" napięcie w okolicach 6V. Gdy taki dzielnik byłby podłączony do kontrolera KBC, to uszkodzenie górnego rezystora nie spowoduje najczęściej żadnych poważnych konsekwencji, poza nieprawidłową pracą KBC. Natomiast w przypadku uszkodzenia dolnego rezystora dzielnika, napięcie 6V zostanie podane na port KBC, zasilany napięciem 3V. To najprawdopodobniej spowoduje uszkodzenie tego portu, a w konsekwencji uszkodzenie KBC. Podobny problem można zaobserwować w niektórych laptopach HP z ładowarką, która posiada pin identyfikacyjny. Niektóre chińskie zamienniki mają środkowy pin wtyczki podłączony na stałe do plusa zasilania, zamiast przez odpowiedni rezystor (który z rezystorem na płycie tworzy dzielnik napięcia), co w konsekwencji prowadzi do podania na port KBC (AD_ID) napięcia 20V. Żaden KBC nie będzie w stanie poradzić sobie z tak wysokim napięciem na porcie I/O, zatem zazwyczaj dochodzi do jego nieodwracalnego zniszczenia.

Dziękuję, zazdroszczę takiej wiedzy
Niechciałbym zakładać nowego tematu więc zapytam jeszcze o cewkę, jak dobierać zamienniki, wielkości i jak są oznaczone na schemacie? Przyķładowa sytuacja: pęknięta cewka na płycie od uszkodzenia mechanicznego. Czy cewka zawsze będzie na płycie oznaczona jako PL i jaką pełni funkcję oraz jakie mogą być objawy uszkodzonej cewki np. w obwodzie zasilania baterii ?

krzysztof000 napisał(a):jak dobierać zamienniki, wielkości i jak są oznaczone na schemacie?

W przypadku cewek nie dobiera się zamienników - należy stosować dokładnie takie, jak są oryginalnie, zarówno pod względem gabarytów jak i parametrów. Na schematach zwykle podawana jest impedancja cewki, czasami także prąd nasycenia i gabaryty (np. 7x7 oznacza po prostu wymiary: 7x7mm). Jeśli tego drugiego parametru nie ma na schemacie, szukamy na płytach-dawcach cewki o identycznej wielkości, najlepiej pracującej w tym samym obwodzie (np. w przetwornicy 1,2V).

krzysztof000 napisał(a):Czy cewka zawsze będzie na płycie oznaczona jako PL

Nie zawsze. Czasami na schematach mamy po prostu oznaczenie Lx, czasami COILx, a czasem nawet Bx (gdzie x to numer cewki na płycie, np. COIL2, L3, B12 itd.). Oznaczenie PLx dotyczy przeważnie cewek w obwodach przetwornic (P = Power), ale nie jest to regułą. Wszystko zależy tu od projektanta, jaką sobie przyjmie nomenklaturę.

krzysztof000 napisał(a):jaką pełni funkcję

W zależności od obwodu, w którym pracuje. Cewki w przetwornicach to kluczowe elementy indukcyjne - bez nich przetwornice nie będą po prostu działały. Na forum (np. w dziale SZKOLENIA) można znaleźć informacje na temat działania takiej cewki. Są też cewki EMI, które włączone są szeregowo w zasilaniu obwodów - te cewki mają za zadanie filtrowanie zakłóceń, mogących przedostawać się do obwodów od strony zasilania. Są też dławiki, pracujące na określonych częstotliwościach - wraz z kondensatorami tworzą tzw. obwody rezonansowe. Takie elementy są w laptopach stosowane zwłaszcza w technice radiowej (Bluetooth, WiFi) i mają za zadanie odfiltrować częstotliwości niepożądane (spoza zakresu pracy), a przepuścić tylko te, na których dane urządzenie pracuje (np. Bluetooth używa częstotliwości 2,4GHz z modulacją GFSK, a WiFi albo 2,4GHz albo 5GHz, albo 6GHz z modulacjami BPSK, QPSK lub QAM).

krzysztof000 napisał(a):jakie mogą być objawy uszkodzonej cewki np. w obwodzie zasilania baterii ?

Zwykle przetwornica z uszkodzoną cewką pracuje niestabilnie, albo w ogóle - zależnie od stopnia uszkodzenia. Przy niestabilnej pracy mogą się pojawiać dodatkowe objawy akustyczne (piszczenie, brzęczenie), a sama cewka może się znacznie nagrzewać - w skrajnych przypadkach nawet do temperatury, powodującej jej samoistne odlutowanie się z padów. Czasami cewka, która ma ukruszony rdzeń, potrafi nadal pracować w miarę poprawnie, bo sterownik radzi sobie jakoś ze zmianą indukcyjności, ale przeważnie po pewnym czasie taka przetwornica ulegnie uszkodzeniu.

Ok, rozumiem.

Jeżeli np. rezystor pomiarowy ma bardzo niską rezystancję czyli zwarcie to możemy na tym rezystorze dokonać próby zwarciowej ? Czy możesz napisać jak znajdować linię B+ na schematach i w których miejscach występuje rezystor pomiarowy w B+ ?

krzysztof000 napisał(a):Jeżeli np. rezystor pomiarowy ma bardzo niską rezystancję czyli zwarcie to możemy na tym rezystorze dokonać próby zwarciowej ?

Rezystory pomiarowe z natury mają bardzo małe rezystancje - chyba, że chodzi Ci o rezystancję, mierzoną do masy? Jeśli tak, to oczywiście można wykonać próbę zwarciową, podłączając plus zasilacza do jednego z padów rezystora, a minus do masy.

krzysztof000 napisał(a):jak znajdować linię B+ na schematach i w których miejscach występuje rezystor pomiarowy w B+ ?

Nie ma uniwersalnej metody dla wszystkich płyt bez wyjątku, bo płyty laptopowe potrafią znacząco różnić się konstrukcyjnie. Mogę na trzech losowych przykładach poniżej wskazać lokalizację rezystora pomiarowego (zaznaczony na zielono), przy czym od razu widać, że gałąź B+ może mieć zupełnie inną nazwę w różnych płytach.

Tak, chodzi mi o pomiar rezystancji do masy bo rozumiem, że wtedy powinno pokazywać wysoką rezystancję? Bo jeżeli jest bardzo niska to wtedy trzeba na tym rezystorze robić próbę zwarciową?
Jeżeli chcę zmierzyć rezystancję samego rezystora to przykładamy czerwoną i czarną sondę do rezystora i wtedy mamy pomiar, a co mierzymy podając na płycie sondę czerwoną do rezystora pomiarowego, a czarną do masy? Czego to dotyczy pomiar? Rezystancję na głównej gałęzi zasilania czy nie ma żadnych zwarć i przebicia?

krzysztof000 napisał(a):chodzi mi o pomiar rezystancji do masy bo rozumiem, że wtedy powinno pokazywać wysoką rezystancję? Bo jeżeli jest bardzo niska to wtedy trzeba na tym rezystorze robić próbę zwarciową?

Na rezystorze pomiarowym w głównej gałęzi zasilania oczekuje się wysokiej rezystancji do masy. Zazwyczaj próba zwarciowa pomaga w takich przypadkach zlokalizować zwierający element. Nie zawsze jednak jest konieczność stosowania próby zwarciowej. Miałem ostatnio przypadek, gdzie na rezystorze pomiarowym było zwarcie do masy (konkretnie - rezystancja 0,12Ω). Zmierzyłem rezystancje do masy na cewkach przetwornic i odkryłem, że na wszystkich cewkach przetwornicy VCC_CORE mam dokładnie 0,12Ω. Aby potwierdzić, która faza przetwornicy ma zwarcie (przetwornice VCC_CORE mogą mieć od 1 do nawet 12 faz), wystarczyło podnieść wszystkie cewki (w tym konkretnym przypadku 6) od strony procesora i zmierzyć rezystancje do rezystora pomiarowego - zwarcie było na fazie 2. Niestety, rezystancja do masy na padach cewek (od strony CPU) nadal wynosiła 0,12Ω - a to oznaczało uszkodzony procesor. W tym konkretnym przypadku próba zwarciowa nie została w ogóle zastosowana.

krzysztof000 napisał(a):Jeżeli chcę zmierzyć rezystancję samego rezystora to przykładamy czerwoną i czarną sondę do rezystora i wtedy mamy pomiar

Tak.

krzysztof000 napisał(a):a co mierzymy podając na płycie sondę czerwoną do rezystora pomiarowego, a czarną do masy?

Rezystancję do masy

krzysztof000 napisał(a):Czego to dotyczy pomiar? Rezystancję na głównej gałęzi zasilania czy nie ma żadnych zwarć i przebicia?

Dokładnie tak - sprawdzamy w ten sposób, czy nie ma zwarcia lub zbyt niskiej rezystancji w głównej gałęzi zasilania.

Widziałem na niektórych filmach video, jak jest robiony pomiar rezystancji na rezystorze pomiarowym z gałęzi B+ np. do jakiejś cewki z innej gałęzi (nie do masy). Co dają tego typu wyniki rezystancji i jak to interpretować?

Tego typu pomiar pomaga zlokalizować zwierający GÓRNY tranzystor przetwornicy. Jeśli zwiera górny tranzystor którejkolwiek z przetwornic, zazwyczaj napięcie główne (przyjmijmy, że 19V) zostaje podane do gałęzi o niższym napięciu (3V, 5V, 1.8V, 1.2V, 1.05V, VCC_CORE lub GPU_CORE). To powoduje, że obwody, zasilane tym niższym napięciem, przeważnie ulegają uszkodzeniu. Zatem jeśli np. na cewkach zasilania VCC_CORE mamy zwarcie do masy, to bezpośredni pomiar od rezystora do cewki wykaże zwarcie na wszystkich cewkach (a może być ich nawet 8-10), bo zwarcie jest zarówno od cewki do plusa 19V, jak i od cewki do masy. Wtedy jedynym sposobem na zorientowanie się, który górny tranzystor (z której fazy) jest zwarty, to odłączenie cewek od obciążenia, czyli podniesienie wszystkich od strony procesora. Wtedy pomiar rezystancji między rezystorem pomiarowym a cewkami wskaże, która faza przetwornicy jest zwarta do plusa zasilania. Oczywiście w przypadku zwarcia VCC_CORE do masy oznacza to z automatu uszkodzenie procesora, niemniej jednak w ten sposób dokonujemy kompletnej diagnozy problemu (czyli uszkodzony górny tranzystor przetwornicy VCC_CORE oraz sam CPU).