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[原创] AU系列的UDCD42A的功能、使用与自制

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郑振寰 发表于 2014-10-24 03:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

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看过AU系列维修手册的人都知道,AU系列的传感器调整都需要一个叫做UDCD42A的测试板来观察。很多人没这个东西,有的甚至根本没有概念,从未见过。
14年前,我接触第一台AU400的时候,就知道这个传感器的事情,照着厂家的UDCD41板做了一块。后来在AU2700上使用居然也能用,这才知道这玩意儿是通用的,只是编码不同。一年后被人顺走了,当时修AU机器的机会不多,所以也就没在意。10年前又开始修AU,照着图纸自己做了一个,用了不到两年,被代理商拿走,不过这次没白拿,把全套的AU手册给了我。后来得知UDCD41升级了,由原来的8位开关改为16位,就是现在的UDCD42A,不过再也没动自制的念头,因为知道原理了,用表量一样。
这几个月来连续修AU的机器,甚至是装机就遇到问题的,虽然我可以用万用表间接测量,但刺线插线却是很麻烦。再加上连续几位同行都误动了传感器位置,折腾好久才搞好,所以下决心再做几个。这次一共做了五块,除了我自己留一块以外,最近几个月来打电话咨询AU维修,并且动了传感器折腾好几个小时的那四位同行,发地址给我,送给你们一人一个,但不要蒙我,我有记录,只是不知道你们叫什么地址哪里,电话号码还是有的。不过虽然是白给,但我没测试,只是做好了而已,别人帮我测试的我自己留着用,发给你们的,自己测试,有问题找我,保修。随时发来。
这个UDCD42A厂家叫做LED板,有人称作测试卡(板),那么这东西到底什么样子呢?看下图:
3.jpg
就这么个小东西,8个LED指示灯,两个16位的波动开关,叫做UDCD42A,配套的40芯电缆是另外一个编号。遗留机型中,比如AU400,主板上就插着2米长的这种电缆,捆扎在主板上空着,很多人不知道是干嘛的。就是为了接这个板子的。
4.jpg
5.jpg
UDCD42A是接CPU板上的,如果是模块机,那么轨道、模块、ISE都有自己的CPU板,所以在使用时要分别插入响应的CPU板进行测试。以AU5800为例,如果要测试ISE的传感器之类的,就要插到ISE的主板上去。

7.jpg
8.jpg
如果要测试轨道进样器部分传感器,就要插到进样器单元的主板上去:

9.jpg
10.jpg
11.jpg


如果是单机,比如AU2700或以下的机型,就一个主板,那就插到唯一的主板上去。不用担心差错,因为悬空不用的40芯插座就这一个。至于能不能带电插拔的问题,从图纸上看完全可以,虽然我没这么做过,都是关机插上再开机的,但有人这么试过,不会烧坏主板。不过还是小心吧,一旦你的线缆是短路的,或者手湿或者什么东西带上去短路了,一块主板多少钱想必大家都很清楚。

先说这东西是干吗用的。
每个型号的AU维修手册都会给出一个I/O表(I/O Port Table),有的机型寥寥几页,有的多达几十页。这个表都有些什么内容呢?我用AU680为例,截图两张:
1.jpg

2.jpg
两张图分别是8页表格的不同部分,第一张横向是DS1-8,纵向是两组数字或字母组成的,内容则是很熟悉的FA单元(采样针臂)的传感器的名字,比如
SW2=3,SW1=0,DS4就是液面探测传感器,DS3是撞针传感器,DS2是上位传感器,DS1是中位传感器。
第二张图是各个电磁阀的名称和代号,都对应管路图上的代号。
维修手册中调整一章针对FA单元的上位传感器调整是这样描述的:
M541-FA01 Unit S Upper Position Sensor Position 样品针上位传感器位置(M541是AU680的厂家设计序号,FA是样品传送单元也就是样品针臂的缩写)
Standard调整标准
Standard 1 标准1
The S upper position sensor shall change from ON to OFF when the probe is moved downwards for 24 ± 3 pulses after FA01 unit reset.
FA单元复位后,针臂下降24±3个脉冲时,针臂上位传感器由ON变为OFF。
Standard 2 标准2
Execute downward pulse feed until the sensor changes from ON to OFF. Then, execute upward pulse feed, and the sensor shall change from OFF to ON within 3 pulses.
当由ON变为OFF后,接着执行针臂上行,传感器由OFF变为ON时,小于3个脉冲。这个脉冲可以理解为步进,马达是一步一步运行的,一步就是一个脉冲。
Confirmation Method 确认方法
Confirmation method 1 确认方法1
1) Execute [ SAMPLE TRANSFER UNIT [FA]/ Reset ] in DIAG. 执行诊断菜单复位FA单元
2) Execute [ SAMPLE TRANSFER UNIT [FA]/ Up-Down Pulse/ Down ] in DIAG to move the FA unit down.
执行这个 [ SAMPLE TRANSFER UNIT [FA]/ Up-Down Pulse/ Down ]让针臂下降,AU系列都是先在诊断菜单选择,然后到主机上按诊断开关键运行。
3) Confirm the number of pulses when the sensorchanges from ON to OFF.
计数传感器由ON变OFF的脉冲数。按一下诊断开关键,马达就下降一个脉冲,观察LED板的相应指示灯,ON就是指示灯亮,OFF就是灭。按一下诊断键数一个脉冲,直到指示灯熄灭,这个脉冲计数是不是24±3(也就是21到27个脉冲之间),如果是就是合格的。不是的话,那就要调整了(有的传感器不能调,只能换传感器或板子)。
DS2 (SW2 = 3, SW1 = 0) 这个就是UDCD42A板的两个开关的设置,和观察哪一个指示灯。还给出了一张示意图。
12.jpg
Confirmation method 2 确认方法2
1) Execute [ SAMPLE TRANSFER UNIT [FA]/ Reset ] in DIAG.诊断菜单执行FA复位。
2) Execute [ SAMPLE TRANSFER UNIT [FA]/ Up-Down Pulse/ Down ] in DIAG to move the FA unit down until the sensor changes from ON to OFF.
跟刚才一样,脉冲下降针臂让传感器由ON变为OFF。
3) Execute [ SAMPLE TRANSFER UNIT [FA]/ Up-Down Pulse/ Up ] in DIAG to move the FA unit up from the position where the sensor changed to OFF.
接着执行 [ SAMPLE TRANSFER UNIT [FA]/ Up-Down Pulse/ Up ],计数由OFF变为ON时的脉冲。理论上一个脉冲就应该变化,但仅仅是理论,因为针臂有重量,反向上升步进肯定会出现丢步现象,这是不可避免的,但不能太离谱,厂家给出了3个脉冲范围。
4) Confirm the number of pulses when the sensor changes from OFF to ON.
确认由OFF变为ON的脉冲数是不是小于3个。如果是就是合格的。
Tip
• Only confirmation should be made. If the position does not meet the standard, coupling degradation or a defective PCB is a possible cause. Replacement of the PCB or the unit is necessary. Do not attempt to adjust the position of the sensor.
这句含义是这个上位传感器检查仅仅是检查,不能调整,只能更换传感器或板子解决。当然,大部分传感器是可以调整的。
据此,我们可以检查或调整传感器,几乎所有需要计数脉冲的地方,手册都给出了UDCD42A的编码方式。
没有需要脉冲计数的地方,是不是就不要UDCD42A呢?不是,几乎都可以用它来监测,上面的第二张图就是例子。
例如,SW2=6,SW1=7,DS8 是指的DI Water supply valve V28 去离子水补给阀V28,这个阀就在去离子水进入主机的那个地方,机后下侧。如果水箱水位低了,这个阀就会打开进水,水箱水位够了,就关闭。
那么这个水阀坏了我们怎么判断呢?常规的做法是用表量,线圈通断和供电电压。而用UDCD42A来检测就可以知道主板发出信号了没有,如果主板没有发出信号,那么就要反推是不是水箱浮式开关不好导致的误判,CPU一直认为水箱是满的,所以不打开水阀。
还有SW2=6,SW1=7,DS5 是负压泵P6,这个泵现在是开启还是关闭也可以监测。
在AU的维修手册中,到处充斥着UDCD42A板检测的描述,越是新的机型,I/O接口表的内容就越多(AU5800多达85页),甚至可以监测任何一个马达正在工作还是空闲,各个保护开关的状态都是什么。貌似很方便很直观的样子,但仔细想一下就知道,要想监测一个传感器或一个马达一个电磁阀,就要知道这个部件在这个机型的I/O中的编码,否则给你板子也没法用。昨天就是一个例子,一哥们来玩,见我做这个板子,要了一块说下午去修AU的机器,借来用用晚上还回来。我以为他会用,就没在意,拿走了。晚上送回来,一头雾水的问我,这东西有什么用?接上去一排灯在亮,调两个开关,不同的灯亮,甚至多个灯亮,有的干脆一个都不亮,什么意思这是?我这才知道他不知道怎么用,详细说了半个晚上,这哥们来劲了,要了图纸自己回去也做一个。
这个UDCD42A的原理是什么呢?先看下面的等效图:
QQ图片20141023092850.jpg
这是光电传感器(光耦,非线性)的等效电路图,发射管串接限流电阻接到电源上,接收管也串接电阻接到电源上,当发射和接收有阻挡的时候,接收管截止,接收回路断了,P点 电压就是电源电压,也就是高电平,这种情况在数字电路里称为ON;当没有阻挡的时候,接收管导通,相当于对地短路,由于限流电阻的存在,所以不会损坏电路,那么P点也就相当于对地短路,是低电平,也就是OFF。
根据上面的例子分析,当FA针臂复位,也就是在上位的时候,上位传感器被阻挡,是ON。执行脉冲下降,当数到24±3个脉冲时,阻挡脱离,接收管导通,变为OFF 。接着返回,阻挡再次出现,那就又变回ON。
这是光电传感器的工作原理,这些信号都被CPU实时记录在案,UDCD42A的作用就是发出请求,通知CPU下的CPLD要查看哪一个传感器,然后CPLD就把这个传感器的信号发给UDCD42A。两个16位的波动开关就是发出请求,8个LED指示灯就是要查询的传感器状态。
如果不用UDCD42A是否可以呢?答案是肯定的,万用表就行。
AU的光电传感器都是三根线,电源、地和信号。万用表一端接机壳,一端接信号线,就可以量出来这个通断信号或者高低电平的信号。但有个问题,那么细的线,那么小的插头,怎么量呢?
小插头细线,只能在插头上做文章了,在信号线插头的地方插入订书钉(掰直了插进去,大头针太粗,或者有合适的检测探针也可以),万用表的一个表笔换成鳄鱼夹,夹住探针,另一表笔接机壳就行了。
粗一点儿线可以用刺针直接穿刺测量。
这么说好像有些空洞,从淘宝上找了两个图片:
13.jpg
14.jpg
15.jpg
16.jpg
四张图分别是鳄鱼夹和它的配线,这个配线也可以用到后面的刺针上,最后一张图是刺针的用法。
淘宝上都是大好几号的,每对配上配线都要过百,我的是从国外带回来的,只有五分之一大小,一只就五百多,配齐两个鳄鱼夹两个配线两个刺针,花了我小2千,心疼的流血。
如果没有这些表的配件,光靠两个探针式的表笔,几乎不大可能完成替代UDCD42A的任务。首先表笔太粗插不进去,就算用探针或订书钉插进去,也无法固定,用手接触,你还干活儿不?就算有两个人协调作业,表笔的接触也是不可靠的,手稍微抖动都有可能脱离接触导致误计数误判。
一个传感器好说,五年以上的大修或者更换传感器等等情况,遇到这么两三个就小半天过去了,什么也甭干了,光鼓捣它了。
那么自制一个呢?完全可以,一共就10几根线,找块测试板飞线都不麻烦,关键的算对账,我就经常算错,不稀奇。
先UDCD42A的原理图:
17.jpg
很简单是吧?40芯的插座是2.54间距的,不要买错了。不然线缆不配套插不进去,虽然模样和大小都差不多。
8个LED指示灯,8个470Ω限流电阻,这都不难,剩下的就是两个波动开关。注意这个波动开关,虽然是16位,但只有五个脚,编号是8421外带一个公共端C。这叫做8421BCD旋转编码开关,全世界只要是8241的BCD编码开关,编码方式都是一样的,区别在价格、形式(直插还是标贴),波动方式(工具旋转还是手动旋转)、大小等等这些微不足道的地方。
它的编码方式如下:
18.jpg
这种编码开关有3对3的,也就是6脚的,也有1对4的,也就是5脚的,我们要用1对4的。我买的是手动转动的,因为不想用螺丝刀调,调来调去都给拧坏了。
当初做第一个的时候,这个开关很贵,8位的一个125元,我记得很清楚,原因买了两个,正好二百五。
做第二个的时候,一个是68元,加上运费收我70元,两个140,等了半个月,发货的姐妹儿给我发的邮局邮包,后来想想也是,4块钱什么快递也发不了。
前些日子下决心再做一些的时候,居然发现手动的品牌货竟然只有几块钱,太令我惊奇了,手一挥买了10个,做五个再说。
自制也很简单
首先准备材料
19.jpg
测试电路板,电阻,发光管,插座,排线,还有编码开关。
20.jpg

按照图纸焊好
21.jpg
数码管很难看是吧?对,这就叫省事儿就是费事。板子插座之类的我都有现成的,电阻不必说,一大把,数码管也是,但是忘了一个问题,那就是测试板的间距是2.54,数码管的直径是5mm,这个5mm是上面的直径,下面座的直径要到6mm了,所以两个紧密安装还凑合,三个就非歪了不可。没办法,又不想跑路去买3mm的,就这么用吧。
22.jpg
整理好了,去测试。
24.jpg
没问题了,热熔胶封死,免得线掉了。我把排线在板子后面绕了一下,用扎线固定,排线与板子背面的缝隙用热熔胶固定。除了怕开线,就是怕短路。
23.jpg
仔细的同行会发现,前后照片上的手写编码顺序有问题,不一样。是的,刚做的时候我给算错帐了,接上去一试谁都不挨着,跟I/O表上的对不上,仔细核对才发现算错了,连错线了。后面的是调整过来的。
有了自制的UDCD42A板,并非万事大吉,你还得准备I/O表。你想修或者说你打算修几个机型吧,就得准备几份不同的I/O表,如果AU全系列都修,好办,157页A4纸,我看你怎么带。
下面是AU全系列的I/O端口表,我给整理成一个PDF文件,用书签分类。
AU系列IO表.pdf (2.12 MB, 下载次数: 240)
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小虫 发表于 2014-10-24 08:34 | 显示全部楼层
老大厉害  学习了
远方的人 发表于 2014-10-26 23:15 | 显示全部楼层
厉害!
lzp919 发表于 2014-10-27 22:30 | 显示全部楼层
佩服!佩服!!还是佩服!!!
张秀辉 发表于 2014-10-29 09:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 张秀辉 于 2014-10-29 10:47 编辑

看了郑老大的介绍后马上动手做了个。不过没有找到8421编码器开关,暂时用两个DIP拨码开关代替,效果一样,就是麻烦点,图片右边的为SW1,左边的为SW2,这次测试的是AU640急诊工作台状态,测试的为停止位,DS2亮,DS4亮是急诊台盖子打开传感器,但有时候DS6灯亮没看到解释,不知道是什么状态?
张秀辉 发表于 2014-10-29 09:35 | 显示全部楼层
图片传不上
保定维修专家 发表于 2014-10-30 10:43 | 显示全部楼层
郑工讲的这么详细,太谢谢了,赶紧自制一个
张秀辉 发表于 2014-10-30 11:41 | 显示全部楼层
看了郑老大的介绍马上动手做了个,不过没找到8421编码器,用的两个四位拨码开关代替,效果一样,就是拨动的时候麻烦点,图片右边的为SW1,左边的为SW2,图显示的为640急诊台调试模式,DS2亮是到达停止位,DS4亮是盖子打开。但有时候DS6亮没看到解释,不知道是什么状态?

用拨码开关做的UDCD42A

用拨码开关做的UDCD42A

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 楼主| 郑振寰 发表于 2014-10-30 12:05 | 显示全部楼层
张秀辉 发表于 2014-10-30 11:41
看了郑老大的介绍马上动手做了个,不过没找到8421编码器,用的两个四位拨码开关代替,效果一样,就是拨动的 ...

你这个波动开关是不行的,出不来16位,淘宝买就是,几块钱的东西。
张秀辉 发表于 2014-10-30 13:39 | 显示全部楼层
郑振寰 发表于 2014-10-30 12:05
你这个波动开关是不行的,出不来16位,淘宝买就是,几块钱的东西。

可以的,我都试过了,图示的是4F,右SW1调的是0010,左SW2调的是1111,只是调节的时候要从右往左看,显示急诊台状态,正好要去医院就临时做了个,以后肯定还是用编码器直观些
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