18 ноября 2014 в 11:15

Ремонт шлейфа LEGO NXT из песочницы

Статья описывает один из возможных способов кустарного ремонта графитового шлейфа LCD управляющего блока LEGO Mindstorms NXT. Адресована тем, кому уже не помогает подкладывание под шлейф свернутых бумажек, резинок или магическое действо с прогреванием конденсаторов на плате кнопок управления (какая то сложная магия, я так и не смог понять в чем заключается её сакральный смысл).
Также статья может быть полезна тем, у кого перестал работать экран любимого калькулятора, брелка автомобильной сигнализации, швейной машинки и других устройств, ремонт которых в специализированных мастерских по каким-то причинам невозможен или нецелесообразен. Написана непрофессионалом для непрофессионалов, для ремонта будут использованы общедоступные материалы и инструменты. Осторожно, в тексте статьи много больших фотографий посредственного качества.

Необходимые ресурсы
  • макетный нож;
  • ножницы;
  • пинцет;
  • штатив «третья рука» с линзой;
  • маленький паяльник или паяльная станция;
  • безотмывочный флюс;
  • токопроводящий клей;
  • эпоксидный клей;
  • двусторонний скотч;
  • малярный скотч;
  • тонкий монтажный провод;
  • деревянные зубочистки;
  • ватные палочки;
  • этиловый спирт.


Пролог
Врожденной проблемой управляющего блока конструкторов LEGO Mindstorms NXT первых выпусков был графитовый шлейф. Похожие шлейфы, судя по количеству посвященных их замене или восстановлению статей, помогли скоротать с паяльником в руках не один вечер владельцам некоторых моделей автомобилей, швейных машинок, калькуляторов, синтезаторов и другой техники. Выход из строя такого шлейфа в управляющем блоке LEGO NXT — вопрос скорее времени, чем интенсивности использования. По крайней мере, мне однажды пришлось столкнуться с такой проблемой у конструктора, который просто пролежал запакованный несколько лет после приобретения.

Внешне все выглядит примерно так: после включения блока вы слышите стартовую мелодию, нажатия на кнопки управления тоже сопровождаются звуками, при подключении к компьютеру блок нормально определяется системой, через программное обеспечение LEGO NXT вы можете залить в блок свои программы или обновить прошивку. Но при этом не работает встроенный LCD.

Нужно отдать должное LEGO, через пару лет они переработали плату управляющего блока, заменив графитовый шлейф на медный, заодно перенеся контактные площадки кнопок управления на основную плату. Это позволило отказаться от дополнительной платы под кнопки и упростило конструкцию, добавив ей надежности. Внешне блоки практически не отличимы. Быстро выяснить кто перед нами можно, выкрутив четыре самореза в батарейном отсеке и сняв с блока крышку. На первой и второй фотографии блок с графитовым шлейфом, на третьей — его более «счастливый» собрат с медным.

Посмотреть фотографии




Если ваш блок с таким же шлейфом как на первый двух фотографиях, можете для начала попробовать прогладить его в местах контакта разогретым паяльником через сложенный вдвое-втрое листок бумаги. Действуйте осторожно, экранчик стеклянный — может и лопнуть. Такое прогревание может помочь, иногда достаточно надолго. Если не помогает — придётся ремонтировать шлейф. Для ремонта нужно снять LCD вместе с платой управляющих кнопок, динамиком и пласмассовым основанием. Выкручиваем еще два самореза, а проводки к динамику от платы можно отпаять или просто откусить. Они все равно короткие, для удобства их лучше заменить на более длинные.


Постановка задачи


Наша цель — создать токопроводящее соединение между контактными площадками на стекле LCD и проводками, которыми мы заменим вышедший из строя шлейф. Контактные площадки на стекле можно увидеть, расположив LCD под определенным углом к источнику света. Просто положите его на ладонь и попробуйте слегка покачать в разные стороны под светом настольной лампы.

Посмотреть фотографии


Подготовка плацдарма


Итак, виновник торжества лежит перед нами на столе. Подковыриваем плату кнопок управления и снимаем ее с пластмассового основания. LCD приклеен к основанию двумя полосками двухстороннего скотча. Помня, что экранчик стеклянный, не прикладываем чрезмерных усилий. Капаем внутреннюю сторону LCD пять-шесть капель спирта, даем ему затечь в щель между основанием и LCD и растечься по скотчу и, слегка оттягивая LCD от основания, осторожно его отклеиваем. Скотч на основании менять не стоит, после испарения спирта он не потеряет клеящих свойств.

Подобным же образом отклеиваем динамик от основания, чтобы не пожечь его при замене проводов. Динамик приклеен к основанию через прокладку, при отклеивании стараемся чтобы прокладка осталась на динамике, а скотч на основании. Помогаем им заточенной в виде лопатки зубочисткой.

Такой же зубочисткой поддеваем защитный скотч черного цвета, и сдираем его со обоих сторон шлейфа. Следом за скотчем поддеваем и отрываем шлейф. Поскольку мы решили заменить шлейф тонкими монтажными проводами, можно с ним особо не церемониться. Если вам все же хочется сохранить его для истории, можете попробовать снимать с него защитный скотч постепенно отмачивая его спиртом.

После удаления старого шлейфа с помощью заточенных лопаточкой зубочисток, ватных палочек и спирта очищаем контактные площадки на LCD и плате. Очистка стекла потребует некоторого времени и усилий. Остатки силиконового компаунда вокруг контактных площадок удаляются довольно тяжело, а очистить их нужно хорошо. Внимание, не используйте для очистки металлические предметы и жидкости более агрессивные чем спирт. Контактные площадки на стекле очень тонкие, а поверхность экрана покрыта слоем пластика.

По завершении очистки можно закрепить LCD двусторонним скотчем на каком-нибудь основании для удобства дальнейшей работы.

Посмотреть фотографии









Кульминационный момент


Памятуя о том, как на хабре относятся к рекламным статьям, вынужден все же отметить, что у меня получилось более-менее сносно приклеить проводки только конкретным клеем конкретного производителя. Что за клей можно посмотреть на первой фотографии этого раздела. В конце статьи я постараюсь объяснить что сподвигло меня на ее написание и обосновать выбор клея.

Итак, наш подопытный закреплен двухсторонним скотчем на подходящем основании, примерно в двух миллиметрах от него наклеены полоски двухстороннего скотча для временного закрепления проводков. Сами проводки аккуратно зачищены и облужены с двух сторон, после чего помещены в подходящую ёмкость со спиртом.

Основная идея состоит в том, чтобы набрать одну-две капли тщательно перемешанного токопроводящего клея на зубочистку и, держа ее вертикально над пузырьком с клеем, подставить под стекающий с зубочистки клей облуженный и обрезанный до нужной длины кончик отрезка тонкого монтажного провода. Аккуратно проворачивая провод, необходимо добиться образования на нем капельки клея. Схожей с той, на которую можно посмотреть на третьей фотографии этого раздела. Действовать необходимо быстро, потому что клей достаточно быстро густеет. Поэтому как можно быстрее после нанесения клея проводок нужно приляпать к контактной площадке на стекле. Примерно так, как показано на четвертой фотографии раздела.

Если делать все достаточно быстро, клей на кончике провода не успевает сильно загустеть и хорошо смачивает контактную площадку. Для правильного распределения клея полезно сделать одно-два движения кончиком проводка вдоль контактной площадки. После удачной стыковки проводка и контактной площадки для полного успеха проводок фиксируется на наклеенном рядом с LCD двухстороннем скотче. А если не получилось, не беда — проводок возвращается испачканным клеем концом в ёмкость со спиртом, остатки клея со стекла счищаются зубочисткой, после чего операция повторяется необходимое количество раз.

После того, как последний проводок победоносно приляпан на свою контактную площадку и закреплен на скотче, выжидаем полчаса для схватывания клея. Теперь можно аккуратно установить дополнительный фиксатор для проводов, я использовал в этом качестве кусочек пластмассы выломанный при распаковке шприца с эпоксидной смолой.

Ну что же, наступает момент истины. Облуживаем контактные площадки на плате кнопок управления и, действуя максимально аккуратно, припаиваем к ним свободные концы проводков. Подключаем все к основной плате, предварительно вставив в батарейный отсек пять элементов питания. Вставляем шестой элемент питания, наблюдая за LCD. Стараемся на радостях не оборвать провода, если все работает. Помним что прочность соединения у токопроводящего клея почти никакая.

Закрепляем успех нанесением на приклеенные проводки слоя эпоксидной смолы. Во время этой процедуры стараемся не касаться ни проводов, ни стекла. Можно дождаться, пока с зубочистки стечет небольшая капля набранной на нее эпоксидки, коснуться этой каплей первого провода начать её растягивать, пытаясь дотянуть до двенадцатого. Если не хватило эпоксидки — набираем новую порцию и продолжаем с места разрыва. Ждем полного схватывания эпоксидной смолы.

Все, самое сложное позади. При необходимости выравниваем проводки, добавляем еще слой эпоксидки на лицевую сторону, дожидаемся ее схватывания, открепляем и переворачиваем LCD, проклеиваем эпоксидкой обратную сторону.

Посмотреть фотографии










Завершающая стадия


Тщательно все отмерив, выравниваем и обрезаем до необходимой длины приклеенные к LCD проводки. Аккуратно зачищаем и залуживаем концы проводков и, сложив LCD и плату кнопок управления лицевыми сторонами, припаиваем проводки к предварительно залуженным контактным площадкам платы. При пайке пользуемся безотмывочным флюсом.
Смыв лишний флюс спиртом, устанавливаем воссоединённые плату и LCD на основание. Удобнее сначала установить плату, а потом, аккуратно сгибая провода приклеить к основанию LCD. Не забыв заменить проводки, возвращаем на место динамик и кнопки.

Припаяв на свои места провода от динамика, устанавливаем отремонтированный узел на основную плату. Закручиваем два самореза, заполняем батарейный отсек элементами питания. Услышав стартовую мелодию, убеждаемся в работоспособности LCD.

Посмотреть фотографии




@069056
карма
0,0
рейтинг 0,0
Похожие публикации
Самое читаемое

Комментарии (11)

  • +2
    Вот это я понимаю, руки с правильного места растут. Автору респект!
    • +1
      Спасибо. Наверное это вопрос практики. В детстве переломал кучу игрушек, всегда было интересно что там внутри. Ко мне до сих пор иногда по ночам приходят души разобранных в детстве будильников и радиоприемников.
      • +1
        У меня тоже самое было (да чего тут таить, и сейчас так :) ). Правда назад собрать удалось лишь маленькую долю :)
        • +4
          Да это наверное у всех так. Потом вырастаешь и начинаешь строгим голосом задавать глупые вопросы:
          — Зачем ты разломал машинку?
          — Что она тебе плохого сделала?
          — Почему не хочешь спокойно играть, как все хорошие детки?
          Как будто это не ты в детстве пытался нормально идущие часы смазать из масленки моторным маслом.
          • 0
            Вместо строгого голоса надо просто разбирать вещи вместе с ребёнком, что бы по ходу объяснять что и как.
            • 0
              Можно конечно и сразу вместе, но лучше предварительно потренироваться самому. А то неудобно будет, если вскрытие покажет что пациент умер от вскрытия.
              Для того такие статьи и пишутся. Ещё Макаренко предупреждал, что дети могут прощать многое, но не простят непрофессионализм. По моему у него даже случай с печкой в качестве примера был.
  • 0
    Если я правильно понял, что это за шлейф, то тыщу устройств с таким восстановил с помощью обычной не очень толстой иголки. С помощью иголки сильно придавливаем шлейф к месту контакта иголкой, протыкание также способствует восстановлению контакта — проводящий слой как бы вдавливается в проводник. С контактом на стекле дисплея надо чуть аккуратнее. Но это если шлейф не совсем отвалился от платы.
    • 0
      В случае с LEGO NXT шлейф хорошо держится и на плате и на стекле. Но он с двух сторон заклеен скотчем, а на стекле еще и залит силиконовым компаундом. Места контакта после удаления шлейфа выглядят работоспособными. У меня подозрение, что шлейф может разрушаться от пересохшего скотча в месте перегиба рядом с платой. Но это только мои догадки, экспериментировать уже на на чем.
      • 0
        Так точно, держится как новый, а контакта нет. Иголка помогает.
  • 0
    Тонкая, однако, работа!
  • 0
    Метод не для слабонервных. У меня уже пятая попытка, из них в двух экран заработал, но оторвались проводки на одном из следующих этапов :( Сейчас экран работает, но полосит немного.
    Автору респект! Спасибо за советы :)

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.