01 事件背景:

今天中午把从学校寄回来的3D打印机重新装上了,虽然保护做的较为充分,但是EMS的暴力程度还是略超想象,部分结构件出现了较为明显的损坏,好在还可以通过简单修补暂时工作。主控板同时也出现了可见的损坏,在完成安装后出现两个问题:

  1. E轴挤出机无法通过控制界面手动操控完成挤出动作
  2. 128*64显示屏出现两种情况 1)有背光,字符亮度极低或没有 2)有背光,字符亮度极高,界面几乎全白
情况1)
情况2)

问题1经后续操作发现必须在挤出头加热的情况下才可操作,属于正常情况,无故障。

问题2中:情况 1)上电后复现;情况2)除在一次误短接是出现,其它情况均未能复现。

02 问题分析

第一次分析:

电源是这个板板的大毛病,这个板子5v供电全由一片ldo(国产的板子一般是AMS1117)提供,之前该芯片出现过失效烧毁的状况,并且显示屏电源就来自这个ldo,亮度也很可能是电压的缘故。经过测量,发现原本输出5v的接口实际输出仅又2-3v,所以初步认定是AMS1117故障。

第一次排故:

对MEGA2560上的AMS1117进行同型号芯片更换。重装通电,问题二情况1)复现。使用USB口外接电源,显示屏正常显示,机器通电后出现过一次情况1),重启后该现象消失,并正常完成了一次打印任务。

故障再次出现:

经过第一次排故,并没有找出故障点,准备下午继续完成损坏件的打印任务。下午通电时,问题二情况2)再次出现,并且在通过USB供电的情况下依然无法恢复。拆下MEGA2560,通过USB供电,发现电源灯(PWR LED)短暂亮后熄灭,USB-TTL芯片(推测为CH340G)发热严重。

第二次分析:

仍然怀疑是电源部分问题,首先对AMS1117进行测量,没有发现问题(后来发现AMS1117 VCC GND两脚之间电阻极低,可能是当时测量是观察出错)。按照原理图,AMS1117不参与对USB输入电源的处理,如图:

AMS1117部分

又据原理图,发现通过USB输入的电流首先会通过一个型号为A1SHB的NMOS,因此对该mos管进行测试。

A1SHB部分

通过网上的一些测试手段,均判定该mos管未损坏,且上电后其源极电压大概在3.7v左右(略大于之前测得的2-3v),所以暂且判断故障不来自该mos管。

当我再想上电测试一下USB-TTL VCC GND 两脚之间电压时,由于忘记更改测量模式,在放置表笔时万用表仍处于电阻模式,准备上电前确认了一下万用表。有趣的事情发生了,这时候万用表清清楚楚的显示USB-TTL两脚间电阻仅有2.9欧姆

那么说明VCC GND 之间必存在短路。但根据以往的经验,CH340一般比较耐用,很少出现故障,所以并没有怀疑CH340故障。根据电路图分析,存在四个滤波电容(C_1、C13、C11、C10)十分可疑,简单的对其两端阻值进行测量:

确认这四个电容均跨接在VCC与GND之间。由于在电路板上无法实际测量其是否击穿并短接,所以将其焊下并测量,但结果是其四都正常未击穿短路。

再回忆起通电发热处是USB-TTL芯片,很有可能真的是其内部熔断短路等问题,所以小心将其焊下。经过测量,芯片焊盘上VCC GND 两脚之间电阻变为425.4千欧,基本确定是其故障。

第二次排故

讲焊下的四个电容焊回原位,上电试验(USB-TTL芯片保持取下),发现PWR灯正常亮起,主控芯片正常工作。将MEGA2560安装回主控板,通电,发现此时显示屏仍然保持背光亮,但字符极暗或不显示的问题(情况1))。但通过USB供电,可以正常显示工作。

显示屏正常显示

03 总结

本次维保基本上解决了下午出现的问题,但仍存在主控板部分供电电压不足的问题。初步判断,应该是上层板上自恢复保险丝等元件再运输时出现损坏(实际确实存在且肉眼可见),导致接触电阻增大,ldo输入电压不足,无法驱动显示屏。

下一步将围绕这一部分进行检查,有相关成果也许会在第二篇中更新。

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