Volvo Penta kierroslukumittarin (digitaalinen tuntinäyttö) korjaus
Google translation: https://valtrari-blogspot-com.translate.goog/2022/02/volvo-penta-kierroslukumittari.html
Näissä VDO:n 90-luvun mittareissahan (mm. mallit Volvo Penta 873660, 873688, 873992, 873998) tyyppivikana on tuntilaskurin LCD-näytön pimeneminen. Sama VDO:n valmistama perusmittari on hieman erinäköisinä versioina käytössä niin Volvo Pentoissa kuin monen muunkin valmistajan moottoreissa. Itse näyttöelementti on yleensä kunnossa, mutta aikaa myöten heppoisesti kiinnitetty lattakaapeli irtoaa elementin pinnasta. Onneksi alkuperäistä parempia näyttöjä on saatavissa eikä vaihtotyö ole kovinkaan vaikeata. Vaihtamisesta löytyy lukuisa määrä videoita Youtubesta esim.
Jos vaihtotyö ei kiinnosta tai ei halua ottaa pienintäkään riskiä epäonnistumisesta, vaihto onnistuu lähes varaosan hinnalla kts. esim.
Hankalampi tyyppivika tässä mittarimallissa on EEPROM-muistipiirin vikaantuminen. Muistipiirissä pidetään sekä tuntilukema että mittarin asetustiedot. Kirjoituskertojen määrä on rajallinen, joten ennemmin tai myöhemmin piiri voi lakata joko tästä tai jostain muusta syystä toimimasta. Tällöin joko tuntilukema ei toimi eli lakkaa päivittymästä, mittari ei toimi tai kumpikaan ei toimi.
Muistipiiri on liitetty samaan I2C-väylään näytön kanssa, kooltaan muisti on vaatimaton eli vain 256x8 bittiä ts. 256 tavua. Tätä Philipsin aikanaan valmistamaa muistipiiriä on vielä hyvin saatavissa, mutta ongelma on se, että mittari ei ala toimimaan uudella tyhjällä piirillä. Tämän takia selvittelin asiaa ja tein miljoonalaatikosta löytyneestä Arduinosta ohjelmointialustan mittarin muistipiirille, jolla saan luettua ja/tai kirjoitettua piirin tiedot.
Vaikka en Arduinoista hirveästi perustakaan, ainakaan missään vakavasti otettavissa projekteissa, niin tälläiseen pikkuhommaan se oli paikallaan eikä ohjelman tekemiseen monta hetkeä mennyt. Ohjelmointialustana PlatformIO alkaa olla jo aika lähellä "oikeaa" kehitysympäristöä, Arduino IDEen en kyllä pitkällä tikullakaan koske.
Luin aluksi ehjän mittarin muistipiirin sisällön, ja selvitin sisällöstä mihin kohtaan tuntilukema tallentuu. Tämän jälkeen tuntilukeman asetus toiseen arvoon ja datan kirjoitus uuteen tyhjään piiriin.
Piirin irrottaminen ja uudelleen juottaminen vaatii perustaitoja pintaliitoskomponenttien käsittelystä, mutta tuon kokoisella piirillä homma ei oikeilla työkaluilla ja aineilla ole kovinkaan haastavaa. Kun piirissä on data kohdallaan, niin uusikin piiri toimii mittarissa moitteettomasti.
Sinänsä tämä mittarimalli on varsin luotettava, joitakin piirivikoja olen nähnyt samoin yksittäisissä mittareissa on viisaria liikuttava askelmoottori ollut rikkinäinen. Kaikkia piirejä on hyvin saatavissa lukuunottamatta mittarin toimintaa ohjaavaa mikro-ohjainta. Myös askelmoottoreita löytyy ainakin Kiinasta. Askelmoottoreissa on joskus myös muovirattailla toteutetun alennusvaihteiston mekaanisia vikoja, näiden korjaus vaatii uuden moottorin asentamisen. Kuvassa näkyvien rattaiden lisäksi vasemmanpuoleisen kotelon alapuolella on vielä yksi hammasratas, joka liittyy moottorin akselin päässä olevaan pieneen muoviseen hammaspyörään.
Ongelma aiheutuu yleensä moottorin akselin päässä olevan hammasrattaan halkeamisesta, haljennut ratas luistaa akselilla, jolloin kierroslukunäyttö ei ole oikea. Vika esiintyy usein osoittimen värinänä tai epämääräisenä liikkeenä. Joskus osoitin ei liiku tästä viasta johtuen lainkaan. Vaurion varmistamiseksi moottorin on avattava, halkeama ei usein näy paljaalla silmällä. Jos hammasratas nousee akselilta kynnellä nostamalla helposti pois, ratas on todennäköisesti vioittunut, jolloin moottori on vaihdettava uuteen. Alla olevassa kuvassa näkyy tyypillinen vioittunut hammasratas.
 |
| Moottorin haljennut hammasratas |
Askelmoottorin ohjauksen toimivuuden testaaminen onnistuu vain oskilloskoopilla tai parhaiten logiikka-analysaattorilla. Askelmoottorissa on kaksi käämiä ja sen tyypiltään perinteinen 4-johtiminen moottori. Ohjaussekvenssi menee normaaliin malliin eli kiertävä pulssi A+ > B+ > A- > B-. Käämien resistanssi on 130-140 ohmia, käämien päät löytyvät yleismittarilla.
Jos moottori on irtaallaan, moottorin (ja vaihteiston) toiminnan voi testata oheisen videon mukaisesti kytkemällä +5 V lyhyen aikaa vuorollaan käämien päihin.
Alla olevassa kuvassa askelmoottorin käämien kytkentäpisteisiin on liitetty logiikka-analysaattorin neljä kanavaa siten, että Ch 1 = A+, Ch 2 = B+, Ch 3 = A- ja Ch 4 = B-.
Tässä kuvassa ovat signaalit testistä, jossa mittarille syötetään kanttiaalto alkutilanteesta f = 15 Hz lopputilanteeseen f = 245 Hz. Mittarin Code-asetus on Cd 8, joka on tavallisin Volvo Pentan dieseleissä käytetty asetus. Kierroslukupulssi tulee laturilta, kampiakselin ja laturin hihnapyörien suhde on 1:2,45, jolloin 245 Hz taajuus vastaa kierroslukua 1000 rpm.
Ohjaussignaalit tulevat prosessorilta puskuripiirin 74HC240 kautta pintaliitostransistoreille, jotka ohjaavat moottorin käämien jännitteitä. Yleisimmät komponenttiviat tuntuvat olevan jostain syystä juuri puskuripiirissä. Neljäs pintaliitospiiri piirilevyllä on operaatiovahvistin LM2903, sekin on joskus osoittautunut vialliseksi. Käyttöjännite mittarissa on +5 V, se saadaan mittarin versiosta riippuen joko yläpuolelle sijoitetusta läpijuotettavasta ja alapuolen pintaliitosversion vakioregulaattorista. Yhtään viallista regulaattoria mittareissa en ole nähnyt.
Mittarin rakenne on pitkälti muovinen, myös etulasi on helposti naarmuuntuvaa muovia, joka myös joskus muuttuu harmaaksi. Suojalasin saa yleensä hyvin kiillotetettu sopivilla kemikaaleilla. Itse käytän hyviksi osoittautuneita Novuksen tuotteita.
