کاربرد دوربین های حرارتی در تعمیر گوشی

دوربین حرارتی ابزاری حرفه ای برای تعمیر برد تلفن همراه است. یک تحلیلگر تصویر حرارتی مادون قرمز برای تشخیص دمای قطعات تلفن همراه هست. تکنسین تعمیر برد گوشی، از این ابزار تشخیص خطای PCB تلفن برای عیب یابی اولیه و بررسی اتصال کوتاه روی برد تلفن همراه استفاده می کند. این تحلیلگر تصویر حرارتی مادون قرمز می تواند برد اصلی تلفن همراه شما را تست کند. همچنین از این وسیله برای تعمیر برد اصلی کامپیوتر، و بسیاری از بردهای PCB دیگر به صورت بسیار سریع و دقیق استفاده می شود.

در این مقاله قصد داریم نقش دوربین های حرارتی را در تشخیص و تست خرابی های بورد الکترونیکی گوشی و کلا هر بورد PCB  بررسی کنیم و اثرات تحلیل دمایی روی طراحی دقیق بوردها و نیز تعمیر موثر گجت های هوشمند و تلفن های همراه را مشخص نماییم. در ادامه ی مقاله نیز با معرفی یکی از بهترین دوربین های حرارتی که برای ترموگرافی (تشخیص و رسم نقشه ی دمایی بوردهای الکترونیکی) استفاده می شود، کار را به پایان خواهیم برد.

مولفه و مشخصه های دمایی قطعات الکترونیکی یکی از مهم ترین خصیصه های طراحی آنها است. هر چه قطعه الکترونیکی که روی بورد استفاده می شود توان بیشتری داشته باشد، حین عبور دادن جریان مدار دمای بیشتری نیز تولید خواهد کرد.  اگر دمایی که توسط قطعه ی الکترونیکی تولید می شود از حد مجاز تحمل آن قطعه خارج باشد، قطعه آسیب دیده و باعث اختلال در کارکرد بورد و کل وسیله ی الکترونیکی می شود. روش معمول تست حرارتی به این صورت است که تعمیرکاران حرفه ای بوردهای PCB، از دوربین های گران قیمت مادون قرمز و یا از تست نقطه به نقطه برای تحلیل دمایی قطعات روی بورد استفاده می کنند. به تازگی تکنولوژی استفاده از دوربین حرارتی که تنها برای این منظور طراحی و توسعه داده شده اند، بین متخصصان تعمیر موبایل جای خود را باز کرده است. این دوربین ها با نام لاتین( FLIR  (Forward Looking Infrared  شناخته می شوند. یکی از بهترین انواع این دوربین ها مدل ETS320 است. در ادامه قصد داریم توضیح مفصلی در رابطه با کارکرد این نوع از دوربین ها در تست و تعمیر بوردهای الکترونیکی ارائه دهیم. با کوک موبایل همراه باشید.

ویژگی های دوربین حرارتی:

※ تشخیص دمای کارکرد تراشه، مقاومت و خازن مادربرد توسط نرم افزار قدرتمند تحلیل هوشمند رایانه شخصی و الگوریتم هوشمند.

※ به سرعت ظرفیت نشتی میکرو جریان، موقعیت اتصال کوتاه را تعیین کنید.

※ از طریق تجزیه و تحلیل حالت مقایسه معمولی / غیر عادی مادربرد، تراشه مشکل دار سریع و دقیق شناسایی می کند، به تکنسین تعمیر تلفن در عیب یابی مادربرد کمک می کند، تا حد زیادی کارایی و دقت تعمیر را بالا می برد.

دوربین های حرارتی برای چه منظوری طراحی شده اند؟

این دوربین ها برای مهندسان برق- الکترونیکی که به تست بوردهای الکترونیکی و عیب یابی آنها علاقه مند هستند، طراحی شده است و در تعمیرات موبایل کاربرد زیادی دارند.  در واقع هدف از طراحی دوربین های حرارتی این بوده است که بتوان یک دوربین مادون قرمز را که به راحتی در کنار میز کار تعمیرکار گوشی و بورد قرار می گیرد، در اختیار گرفت و از آن برای تست حرارتی قطعات روی بورد استفاده کرد.

کاربرد دوربین های حرارتی در تعمیر گوشی

در حال حاضر مرسوم است که تعمیرکاران از ترموکوپل، اسپات پیکومتر و دوربین های مادون قرمز بسیار پیشرفته و گران قیمتی که اصلا برای این کار طراحی نشده اند جهت تست حرارتی قطعات روی بورد استفاده می کنند. در واقع دوربین های حرارتی که تنها به منظور تست حرارتی بوردهای الکترونیکی طراحی و توسعه داده شده اند، آن طور که باید در حوزه ی تعمیر گوشی  و رفع ایراد بوردهای PCB شناخته شده نیستند.

تست بورد با دوربین حرارتی چطور انجام می شود؟

هدف از تولید دوربین حرارتی برای استفاده در حوزه  رفع ایرادات گوشی و تبلت، آن بوده است که با کاهش هزینه نسبت به استفاده از دوربین های مادون قرمز، بتوان بورد را به راحتی تست و عیب یابی کرد. بسیاری از تکنسین ها برای پیدا کردن منشاء خرابی از مولتی متر که کار کردن با آن بسیار ساده تر از این دوربین است، استفاده می کنند. در پست آموزش کار با مولتی متر برای تعمیر گوشی در مورد نحوه استفاده از این ابزار صحبت شد.،  قیمت بسیار بالای دوربین های مادون قرمز باعث می شود که نتوان به صورت گسترده از آنها در آزمایشگاه ها و مراکز تعمیراتی موبایل استفاده کرد. از طرفی دیگر با تست مادون قرمز نمی توان به خوبی مشکلات بورد و قطعات روی آن را پیدا کرد و به همین دلیل هم لازم است با استفاده از تکنولوژی، پاسخی مناسب برای این مشکل پیدا کرد.

یکی دیگر از مولفه های تاثیرگذار بر روی انتخاب دوربین حرارتی به جای دوربین های مادون قرمز این است که دوربینی که قرار است برای تست قطعات روی بورد استفاده شود، می بایست اندازه  و دسترس پذیری قابل قبولی داشته باشد تا بتوان از آن به صورت بهینه در تعمیر بورد های PCB استفاده کرد. در تست بورد با استفاده از دوربین حرارتی، تصاویر حرارتی از بورد و قطعات آن گرفته می شود که روی بردار زمانی تغییر می کنند. این تصاویر به صورت بلادرنگ بر روی صفحه ال سی دی نمایش داده می شود؛ این بدان معناست که خروجی تحلیل دوربین حرارتی به سرعت در دسترس قرار گرفته و می تواند توسط هر فرد غیر متخصصی هم خوانده و فهمیده شود. در واقع افراد تازه کار در زمینه ی تعمیر بوردهای PCB نیز می توانند به راحتی و بدون هیچ تخصص خاصی در تحلیل و تست بوردها، دوربین های حرارتی را به کار بگیرند.

دوربین های حرارتی چه مدل اندازه گیری هایی را می توانند انجام دهند؟

بهترین نمونه های موجود در بازار از این نوع دوربین ها می توانند تنها در یک شات دما و حرارت بیش از 76 هزار نقطه را تصویربرداری کنند. رزولوشن استاندارد در بهترین نمونه دوربین های حرارتی حدود 320*240 پیکسل است که برای عکس برداری از قطعات الکترونیکی بسیار مناسب است. دوربین هایی که این حد از تراکم پیکسل را فراهم می آورند از نظر قیمتی هم مناسب هستند. در مدل  دوربین حرارتی ETS320، تصاویر گرفته شده می توانند برای هر نقطه ای که قرار است دمایش اندازه گیری شود، تا 170 میکرومتر بر پیکسل کوچک شوند و به این ترتیب تمایز میان هر قطعه الکترونیکی از قطعات مجاورش به سهولت مشخص شود و کار تست و عیب یابی بورد الکترونیکی آسان تر شود. دستیابی به این اندازه ی کوچک از سایز هر پیکسل به دلیل استفاده از لنزهای زاویه پهن در ساخت دوربین های حرارتی است. با استفاده از این نوع از لنزها می توان با تنظیم فاصله مناسب، به بهترین اندازه ی پیکسل دست پیدا کرد.

با استفاده از برخی از دوربین های حرارتی که برای تعمیر و تست بورد استفاده می شوند، می توان نمودار زمان- دما را تشکیل داد. این نمودار به مهندسان الکترونیک برای فهم و تحلیل تغییرات دمایی و حرارتی مولفه های الکترونیکی در طول زمان کمک قابل توجهی می کند. همچنین با استفاده از این نوع اندازه گیری، کارشناس تعمیر می تواند کاهش و یا افزایش دما را در زمان هایی خاص روی بورد ببیند و متوجه ایرادات احتمالی شود. دوربین های حرارتی عمدتا به همراه نرم افزار مرتبط با امواج مادون قرمزی که تصاویر و ویدیوهای گرفته شده در طول تست را به کامپیوتر ارسال می کند، ارائه می شوند.

در استفاده از ترموکوپل ها برای تست حرارتی و دمایی قطعات الکترونیکی روی بورد های PCB ممکن است دو سر مولفه ای که اندازه گیری می شود به درستی جفت نشوند و در نتیجه خطای اندازه گیری افزایش پیدا کند؛ این در حالی است که با استفاده از دوربین های حرارتی میزان این خطا تا حد زیادی کاهش پیدا می کند و در نتیجه تست دقیق تر و صحیح تر انجام خواهد شد. در واقع با استفاده از دوربین های حرارتی برای تست حرارتی بورد PCB، لازم نیست نگران وارد شدن مقادیر اشتباه در محاسباتتان به دلیل عدم دسترسی به نقطه ی صحیح اندازه گیری باشید. با استفاده از این دوربین های حرارتی که بر پایه ی تکنولوژی مادون قرمز بنا شده اند، به درستی می توان دمای هر نقطه از روی بورد را به دست آورد.

چرا باید برای تست بورد به جای ترموکوپل از دوربین حرارتی تعمیرات موبایل استفاده کرد؟

دلایل رجحان دوربین های حرارتی بر ترموکوپل ها کم نیستند.  در ادامه برخی از مهم ترین دلایلی را که چرا باید برای تست بوردهای PCB به جای ترموکوپل از دوربین های حرارتی استفاده کنیم، آورده ایم.

• استفاده از ترموکوپل ها برای تست حرارتی بوردهای الکترونیکی کاری بسیار سخت و زمان بر است.
• قرار دادن و نصب ترموکوپل روی نقطه ای که قرار است حرارتش اندازه گیری شود، کاری بسیار دقیق است که نیازمند صرف زمان زیادی است و گاهی فشار نوک ترموکوپل روی بورد، منجر به خرابی در نقطه ی مورد نظر روی بورد PCB می شود. در واقع مهم ترین مساله در اندازه گیری و تست حرارتی قطعات روی بورد، مربوط به تماس ناخواسته و بیش از حد وسیله ی اندازه گیری با مولفه ها است. اندازه گیری حرارت بدون تماس را می توان یکی از مهم ترین مزیت های استفاده از دوربین های حرارتی برای اندازه گیری و تست حرارتی بورد دانست.
• یکی دیگر از مسائل و مشکلات مربوط به استفاده از ترموکوپل در اندازه گیری دمای بورد، مربوط به محدودیت ترموکوپل و تست تک نقطه ای مولفه های روی آن است. در واقع با قرار دادن نوک ترموکوپل روی مولفه ی مورد نظر روی بورد، نمی توان از صحت دمای اندازه گیری شده مطمئن بود؛ چرا که مولفه ها در کنار هم حاوی اطلاعات دمایی هستند و تحلیل دمای تواَمان آنها در یک زمان خاص، دید و بصیرت بهتری به تعمیرکار در مورد مشکل موجود و راه های رفع آن می دهد. یکی دیگر از مسائل مرتبط با اندازه گیری دمای تک نقطه با ترموکوپل، سختی بصری سازی داده های دمایی استخراج شده توسط ترموکوپل است.  در واقع با استفاده از مادون قرمز و یا دوربین های حرارتی که بر پایه ی مادون قرمز ساخته شده اند، می توان به راحتی بر این مشکل فائق آمد. مهندسان و تعمیرکاران گوشی ها و بورد های الکترونیکی می توانند با نگاه به تصاویر مادون قرمز گرفته شده از روی بورد الکترونیکی، ورودی و خوراک دمایی هر قطعه را در زمانی کوتاه و نزدیک به زمان بلادرنگ مشاهده کنند و دمای سطح مولفه ها را به دست آورند. این داده ها به صورت تصویر نمود پیدا کرده و با ارسال به صفحه نمایش می توان آن را تنها چند ثانیه بعد به صورت عکسی رنگی مشاهده کرد و پایه ی تحلیل ها قرار داد.

نحوه ی تست و تحلیل تعمیرکاران بوردها با استفاده از داده های جمع آوری شده با دوربین های حرارتی

رفته رفته که بورد مدارهای الکترونیکی کوچک و کوچک تر شد و در مقیاس SMD گنجید، توان و قدرت این اجزا افزایش پیدا کرد. مهم ترین خصیصه ی مرتبط با توان هر مولفه ی الکترونیکی، حرارتی است که آن مولفه حین عبور جریان مدار تولید می کند که گاهی همین حرارت تولید شده توسط مولفه های الکترونیکی روی بورد گوشی ها ممکن است صدمات جبران ناپذیری به خود قطعه و یا قطعات مجاورش وارد آورد. ترموگرافی مادون قرمز از قطعات روی بوردهای الکترونیکی و مخصوصا بورد گوشی های هوشمند به دلیل کوچکی مولفه های کار شده، می تواند حرارت و گرمای نقطه ای هر مولفه را به صورت جداگانه نمایش دهد. استفاده از ترموگرافی بوردهای الکترونیکی به مهندسان و تعمیرکاران در مدیریت دما و حرارت تولید شده توسط هر قطعه و در هر برش زمانی کمک می کند.

با پیشرفت الکترونیک و تولید ابزارها و گجت های هوشمند میکروالکترونیک، دما و حرارت انتقالی روی مدار و تحلیل آن به ابزاری برای فهم ایرادات احتمالی قطعات روی بورد تبدیل شد. عکس برداری حرارتی از این قطعات میکرو الکترونیک و تحلیل حرارتی که در زمانی خاص بین قطعاتی خاص روی بورد جریان پیدا می کند، هدف از طراحی FLIR ها بوده است. یکی دیگر از کاربردهای ترموگرافی بوردهای الکترونیکی، تست اولیه بورد گجت های الکترونیکی به منظور ایجاد بهبود اساسی در طراحی آنها است.

مهندسان و تعمیرکاران خبره به راحتی قادرند حدس بزنند که چرا مشکلی روی بورد پیش می آید و آنگاه حدسیات و فرضیات خود را با استفاده از تست های گوناگون، محک می زنند. مهم ترین کمکی که می توان به یک تعمیرکار الکترونیک کرد این است که به او بگوییم مشکل “کجا” و روی چه قطعه ای رخ داده است. با استفاده از دوربین های حرارتی در عیب یابی و رفع خرابی گوشی می توان نواحی مشکل دار را روی بورد الکترونیکی و تنها با یک نگاه به عکس حرارتی که گرفته شده است، تشخیص داد. با استفاده از دوربین های حرارتی می توان از قبل و بعد از تعمیر روی بورد، عکس گرفت و به این ترتیب دید که آیا مشکل پس از تعمیر برطرف شده است یا خیر؟

استفاده از دوربین های حرارتی برای کار تعمیر روی بورد های PCB و روی بوردهای گوشی مخصوصا زمانی که چندین مهندس با کمک یکدیگر در حال کار بر روی بورد هستند، بسیار مفید است. دوربین های حرارتی که در تست و عیب یابی استفاده می شوند، بسیار متفاوت از دوربین های هیبریدی میکروسکوپی/مادون قرمز هستند با این تفاوت که دوربین های هیبریدی تنها می توانند از محدوده های بسیار کوچکی عکس برداری کنند و همین مساله هم باعث سختی تحلیل دمایی مدارهای PCB  می شود. دوربین های حرارتی در واقع دوربین های مادون قرمزی هستند که رزولوشنی بسیار بالاتر از میکروسکوپ ها دارند و فرآیند آنالیز و تحلیل دمایی بورد های گوشی و هر بورد دیگری را تسهیل می کنند.

دوربین های حرارتی با برداشتن تصاویر سه بعدی حرارتی از روی بورد، می توانند به فرآیند تست مدار (اتصال کوتاه ها، خرابی های قطعات، جریان کشی های مدار، مشکلات ناشی از آب خوردگی بورد گوشی و …) کمک قابل توجهی کنند.

نحوه ی عملکرد دوربین های حرارتی(FLIR) و ابزارهای مرتبط به چه شکل است؟

ابزار دوربین های( FLIR  (Forward Looking Infrared  در واقع نرم افزارهایی هستند که به شما اجازه ی جمع آوی داده و بصری سازی داده های جمع آوری شده به شکل تصویر را می دهند. شما با استفاده از این نرم افزارها قادر خواهید بود نمودارهای دما- زمان را برای هر قطعه روی بورد الکترونیکی گوشی به دست آورده و آن را اساسی برای تحلیل خرابی بورد قرار دهید.

شما با استفاده از این ابزار قادر خواهید بود داده های به دست آمده را به شکل غیر رادیویی و یا غیرمادون قرمز نمایش داده و آنها را برای تحلیل های بعدی مورد استفاده قرار دهید؛ علاوه بر این، گزارش دهی اتوماتیک برای عکس برداری ها و خواندن و اندازه گیری و خلاصه سازی آنها در یک فایل پی دی اف مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

دوربین حرارتی  ETS320

ETS320  در حال حاضر یکی از بهترین دوربین های حرارتی است که برای تعمیر بوردهای کوچک همچون بورد گوشی های هوشمند مورد استفاده قرار می گیرد. این دوربین حرارتی دارای وضوح تصویر 320*240 است و به این ترتیب  برای عکس برداری از قطعات الکترونیکی بسیار مناسب است. زاویه ی دید در این دوربین 45 درجه است و ETS320 می تواند با دقت 3 درجه سانتی گراد تصویربرداری حرارتی انجام دهد. همانطور که قبلا هم اشاره شد، اسپات سایز این دوربین 17 میکرومتر و برای ایحاد وضوح فوق العاده حین تصویر برداری از مولفه ها است. سنسور مادون قرمز کار شده روی این دوربین می تواند تنها در یک شات حدود 76800 نقطه ی مختلف روی بورد را تصویر برداری کند.

صفحه ی نمایشگر این دوربین هم 3 اینچی است و کاربر می تواند با نگاه با آن نقشه حرارتی بورد گوشی را در هر لحظه مشاهده کند. اگر دوست دارید از قیمت دوربین حرارتی ETS320 به دلار با خبر شوید، می توانید به سایت امازون، صفحه فروش دوربین حرارتی مراجعه کنید. برای خرید این محصول با قیمت مناسب می توانید به سایت www.kookmobile.com مراجعه کنید و از مشاوره و راهنمایی بیشتر کارشناسان ما بهره مند شوید.