quinta-feira, 4 de julho de 2019

Descubra como detectar defeito em capacitores de disco cerâmico SMD e recupere "placas condenadas."




Você já deve ter tentado consertar a placa de um celular que não liga, ou a placa de uma TV que apresenta linhas na tela ou até mesmo a placa de um Notebook que não 
carrega a bateria e não conseguiu. 

Terminou desistindo, tendo que condenar a placa do cliente, correndo o risco do mesmo não aceitar o valor do orçamento final. Acredite, você não está sozinho!

Pensando nesse problema, tão comum nos dias de hoje, elaboramos esse post com dicas que reúnem conhecimento, ferramentas adequadas e forma de testar o capacitor SMD 
(dinâmica ou estaticamente). 

Nas próximas linhas, vou ensinar como você deve proceder para detectar defeito nesse componente com rapidez e segurança. Portanto, se você quer realmente aumentar 
as suas chances de consertar placas, continue lendo... 





















8 em cada 10 defeitos encontrados nas placas de diversos 
equipamentos eletrônicos envolve o capacitor SMD, seja ele 
de disco cerâmico, eletrolítico de tântalo ou eletrolítico de 
polímero. Os capacitores SMD são, sem dúvida nenhuma, 
os primeiros componentes que se deterioram nos 
equipamentos eletrônicos. 

Isso se deve a vários fatores e entre eles podemos citar a má qualidade na fabricação, a função desempenhada no circuito, as condições de armazenamento do produto, o regime de trabalho do equipamento, etc...

Para você entender porque o capacitor se deteriora pelos 
motivos relatados acima e pode recuperar placas de qualquer equipamento eletrônico, é preciso conhecer sua estrutura interna. Além disso, é preciso conhecer também 
as principais funções que esse componente desempenha no circuito e quais exigem mais desse componente, provocando sua fadiga.

Portanto, se você conhecer os tipos de capacitores SMD, 
as funções que eles desempenham no circuito, sabendo realizar os testes do componente e sabendo analisar seu princípio de funcionamento, será um passo gigantesco 
para encontrar o capacitor defeituoso na placa.



















O capacitor de disco cerâmico é o responsável pela maioria 
dos defeitos que acontecem em uma placa de circuito impresso, motivo pelo qual iniciamos nosso estudo por ele. 

São capacitores de tamanhos reduzidos porque são fabricados com uma técnica de construção multicamadas como mostra a figura acima.

Esse tipo de construção permite uma proporção muito alta de capacitância por volume com um mínimo de auto indutância. 

As seções do capacitor são feitas alternadamente, depositando camadas muito finas de materiais dielétricos cerâmicos e eletrodos metálicos até que a capacitância desejada seja alcançada.  

















Vemos, na figura acima, que a técnica de construção utilizada para a produção de capacitores de disco cerâmico SMD origina capacitâncias individuais que associadas em paralelo resulta na capacitância total: C1 + C2 + C3 + C4 + C5 = Ctotal.

Agora que você sabe como é constituído um capacitor de disco cerâmico SMD, me responda um coisa: O que aconteceria se uma das capacitâncias (por exemplo, C3) entrasse em curto? Pois é justamente isso que acontece com o capacitor quando ele está funcionando na placa. 

As capacitâncias internas podem entrar em curto, abrir ou 
simplesmente alterar de valor. Seja qual for a anomalia, será
refletida no funcionamento do circuito e, dependendo da função que o capacitor desempenha, pode inoperar o seu funcionamento totalmente. Vamos estudar os efeitos disso. 

Continue lendo...




















Se qualquer uma das capacitâncias entrar em curto, as placas a e b ficarão conectadas diretamente e teremos um curto total (generalizado) no capacitor por um todo. 

Se o capacitor estiver trabalhando na função de eliminador de harmônicas, conectará o lado positivo da fonte ao negativo da mesma, provocando a inoperância do circuito, como mostra a análise abaixo: 



















O esquema elétrico acima pertence ao circuito de sintonia da
TV LG 32LM3400. Os capacitores C2602 e C2604 tem como
função eliminar as frequências harmônicas que surgem na 
fonte de +1.8V_TU. 

Note que as placas superiores desses dois capacitores estão conectadas no lado positivo da fonte, enquanto as placas inferiores estão conectadas ao terra (GND). 













Se um dos capacitores eliminadores de harmônicas 
entrar em curto (como por exemplo o C2602), a tensão 
de +1.8V_TU é desviada para o terra, caindo para 0V e 
o pino 7 do Tuner (que é alimentado por esta tensão) é despolarizado. 

Qual é o resultado disso? O cliente vai chegar no balcão 
da sua oficina reclamando que a TV dele não sintoniza canais, como mostra a figura abaixo. 



Para você resolver esse problema, é necessário possuir 
um bom conhecimento de análise de circuito do esquema elétrico do aparelho, ter ferramentas adequadas para realizar testes no componente e por fim, ter peça de reposição ou um local de compra para substituir o componente.




Se qualquer uma das capacitâncias (C3 por exemplo) entrar em fuga ou seja, se a camada dielétrica permitir fluxo de corrente entre as placas a e b (criando uma resistência 
entre as placas), resultará na diminuição do valor da 
tensão de +1.8V+TU. 

Como a função desse capacitor é eliminar de frequências
harmônicas, ele funcionará como um resistor, conectando o 
lado positivo da fonte ao negativo da mesma, provocando o 
seu aquecimento, inoperando o circuito de sintonia da TV, 
como mostra o esquema elétrico abaixo: 


Perceba que se C2602 entrar em curto ou em fuga, influenciará no valor da tensão de +1.8V_TU e qualquer 
que seja o nível de influência, irá despolarizar o pino 7 do Sintonizador (TUNER), resultando no mesmo defeito relatado pelo cliente: Não sintoniza canais.


Uma outra possibilidade de avaria que pode acontecer com 
os capacitores cerâmicos SMD é a abertura (rompimento) do
dielétrico. 

Vamos tomar como exemplo mais uma vez o capacitor
C3 mas lembre-se que pode ser qualquer um deles: Se o elemento isolante (dielétrico) desse capacitor se rompe, a associação é desfeita e a capacitância total (Ctotal) é afetada.


Já é do nosso conhecimento que esse capacitor tem como 
função eliminar interferências da fonte. Como o valor da 
capacitância é calculada em função das frequências harmônicas que o projetista quer eliminar, qualquer alteração desse valor faz com que o capacitor não filtre essas interferências e o resultado, no caso do circuito da TV em análise, é o Tuner ser influenciado pelas harmônicas, resultando em uma imagem com ruídos, como mostra a figura abaixo.


Se você chegou até este ponto de leitura, tenho certeza que 
já consegue raciocinar defeitos relativos aos capacitores de 
disco cerâmico SMD. O esquema elétrico abaixo pertence ao estágio gerador de frequência de Clock do Smartphone LG modelo LG-K350ds.  



Analisando rapidamente o circuito, vemos que com a chegada da tensão de +2.8V_MTK no pino 4, o CI gerador de Clock X5001 entra em funcionamento, gerando uma frequência de Clock de 26MHz que sai pelo pino 3. 

Essa frequência é aplicada ao pino K2 (XTAL 1) do CI U5001 (Transceptor de RF). O retorno da frequência de clock é realizado do pino K1 (XTAL 2) do CI U5001 para o pino 1 do CI X5001. 


O CI gerador de Clock X5001 é auxiliado por três capacitores de disco cerâmico SMD: C5009, C5010 e C5011. 

C5009 e C5010 retém os níveis DC nos pinos K1 e K2 
do Transceptor de RF e C5011 elimina as frequências harmônicas que vem da fonte e que tendem a entrar 
pelo pino 4 do gerador de Clock.

O gerador de Clock tem a mesma função do coração do ser 
humano: Gerar uma frequência de Clock fixa para manter o 
CI Transceptor de RF em funcionamento.

Portanto, se qualquer um dos três capacitores entrar em curto ou fuga, irá paralisar o funcionamento do CI gerador 
de Clock, inoperando o Transceptor de RF, que por sua vez não processará os sinais TXRF e o telefone deixa de receber e fazer ligações.

Em ambos os casos, tanto na placa da TV como na placa do Smartphone, se você não conseguir detectar o capacitor que está com defeito, terá que condenar a placa do equipamento do cliente e como nós comentamos no início do post, isso vai onerar o orçamento final.  


Existem duas formas de testar um capacitor de disco cerâmico SMD: Forma Estática e Forma Dinâmica. Na 
forma estática, a placa do equipamento deve estar desenergizada (desplugada da rede elétrica) e todos 
os capacitores devem estar devidamente descarregados.

Na forma dinâmica é necessário que a placa esteja energizada. Ao realizar uma análise dinâmica é necessário ter muita atenção ao realizar o teste nos capacitores pois há o risco eminente de provocar curto-circuito na placa ou até mesmo de prejudicar o equipamento de medição. Ambas as formas de teste te darão um bom feedback sobre as condições do capacitor. 



Uma ferramenta eficiente para realizar teste estático em uma PCI é a Pinça SMD. Com o equipamento desplugado da rede elétrica e os capacitores da placa descarregados, basta ajustar a pinça para o tipo de medição que se deseja (automático ou manual) e conectar as pontas de teste nos terminais do capacitor.

Feito isso, a pinça SMD retorna com a condição do capacitor
(se está em curto, aberto ou em fuga) apresentando o resultado no display. Caso esteja fora de suas características elétricas, deve ser substituído. Simples e fácil. A pinça SMD também 
testa o capacitor fora da placa, se assim você desejar.



O teste estático do capacitor de disco cerâmico SMD também pode ser realizado com o multímetro digital. Para isso, você deve selecionar a escala Buzzer e conectar as pontas de prova do multímetro diretamente nos terminais do componente. 

O comportamento do capacitor no circuito será mostrado no 
display do multímetro digital, como mostra a figura acima.

Qual dos dois testes me dá um resultado mais seguro?

Podemos responder essa pergunta analisando o esquema 
elétrico da placa mãe do Notebook Acer AO532H abaixo.






















Analisando o esquema vemos que ele mostra a chegada da 
tensão de alimentação principal (+3VALW) do CI Super I/O. 
Essa tensão, vinda do regulador ALWAYS, entra pelos pinos 
9, 22, 33 ,96, 111 e 125. Perceba que os capacitores de disco cerâmico SMD (todos com tamanho 0402) também estão conectados nesta linha de tensão justamente para desviar para terra (GND) as frequências harmônicas.

Agora vamos imaginar que um desses capacitores entrou em curto-circuito (qualquer um deles). Imediatamente, 
a tensão de +3VALW será desviada para o terra (GND) 
e os pinos Vcc do Super I/O serão despolarizados e 
consequentemente o CI ficará inoperante. Com o Super I/O inoperante, o Notebook não liga mais nunca!

Se você for procurar o capacitor defeituoso com o multímetro
digital na escala Buzzer, notará que todos biparão, indicando
que estão em curto, o que é uma inverdade. 

Mas por que isso acontece? A resposta é: porque todos estão em paralelo... Neste caso, você teria que retirar cada capacitor da placa e testá-los individualmente, até encontrar o que está em curto.

Mas se você for realizar esse mesmo teste com a pinça SMD, ela identificará a condição de cada capacitor individualmente ou seja, ao encontrar o capacitor em curto, ela mostrará no display. 

Notamos que a pinça SMD leva vantagem na hora de 
testar componentes SMD na PCI (não estou falando só 
de capacitor mas de qualquer componente SMD que possa ser testado pela pinça.




O teste dinâmico pode ser realizado com o multímetro digital.
Mas em alguns casos não vai ser possível ligar ou manter o 
equipamento ligado para fazer o teste dinâmico. 

Dessa forma, devemos lançar mão de outra ferramenta para realizar a análise dinâmica: A fonte de bancada profissional. 

O que a fonte de bancada profissional fará é injetar tensão 
no ramo a ser analisado, neste caso, no circuito de Reset 
mostrado no esquema elétrico acima. 

Antes, é necessário ajustar os valores de tensão e corrente de acordo com as características do circuito. 

Mas atenção!!! Só realize esse tipo de teste se você tiver 
treinamento específico no manuseio de injeção de tensão 
com fonte de bancada profissional. Caso contrário, danificará mais ainda o circuito.

Resultados da Fonte de Bancada:


A resposta da fonte de bancada profissional para a injeção de tensão no ramo do circuito de Reset são as seguintes: 

a) Se o display apresentar valor de tensão e corrente de 
consumo normais é porque o capacitor está bom.

b) Se o display apresentar valor de tensão próximo de zero 
Volt e a corrente subir, o capacitor está em curto (mas não 
aquece porque não há resistência entre as placas).

c) Se o display apresentar um valor de tensão menor que 3.3V e a corrente subir, o capacitor estará em fuga (neste caso o capacitor aquece porque tornou-se uma resistência). 

Conclusão:

O capacitor de disco cerâmico SMD é uma realidade nas placas de circuitos eletrônicos de todos os tipos de equipamentos. 

A onipresença desse componente nos circuitos ainda fará 
muitas placas eletrônicas deixarem de funcionar, motivo pelo qual devemos estar por dentro da sua constituição, das funções que ele desempenha no circuito, do seu modo de atuação e principalmente, das ferramentas que permitem testá-los de forma segura e precisa.

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E você, como faz para detectar capacitores de disco cerâmico SMD defeituosos na placa? Quais métodos você usa?

Divida sua experiência com a gente. 

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