Jonkun korjaustyön yhteydessä käsissä luultavasti pyöritellään jotain tämän näköistä osaa:

Eli piirilevyä, jossa on enemmän tai vähemmän mystisiä osa. Jos osa on todettu rikkinäiseksi tai sitä epäillään rikkinäiseksi, niin korjaamot nostavat heti kädet pystyyn ja laittavat uuden tilaukseen. Itse tehden sen sijaan on hyvät mahdollisuudet saada vika korjattua lähes ilmaiseksi. Tässä osiossa ei syvennytä tylsiin kaavoihin eikä sen perusteellisemmin osien testaamiseen, vaan tehdään pieni esittely yleisimmistä piirilevylltä löytyvistä komponenteista ja niiden tehtävistä.
Aloitetaan siis komponenttiesittelyillä. Sivun lopussa lisää muuta aiheeseen liittyvää. Nykyään yhä suurempi osa komponenteista on pintaliitosmallia, mutta kaikkia malleja kuitenkin löytyy. Nyrkkisääntönä voi pitää, että mitä enemmän osan tulee kestää tehoa (kuormitusta), niin sitä suurempi se on. Huomautetaan myös heti alkuun, että lähes jokaista komponenttia löytyy kymmeniä, satoja eri malleja. Eli eroina on itse komponentin perusarvo (vastus/kapasiteetti ym), jännitteenkesto, virrankesto, valmistusmateriaali, fyysiset mitat, käyttöolosuhteet (kuuma/kylmä), jne. Eli vaihdettavan osan täytyy olla aina vastaavaa mallia.
Kaikissa kuvissa on mittakaavaa antamassa 1 mm viivavälillä oleva mitta.


Vastuksen tehtävänä on vastustaa virran (sähkön) kulkua. Eli käytännössä käytetään rajoittamaan virtaa tai jännitettä halutun suuruiseksi. Värirenkaista saa luettua vastuksen arvon ja pintaliitosvastuksiin se on usein merkitty numeroilla, tosin aavistuksen kryptisesti. Täältä https://www.kouluelektroniikka.fi/calculator löytyy laskuri värimerkintöjen tulkitsemiseksi. Vastukset ovat yleensä melko varmoja komponentteja ja niiden vaurioituminen johtuu ylikuormittumisesta, joka taas usein aihettaa vastuksen kuumenemisen ja on sitä myöten usein nähtävillä ulkoisesti. Kuvassa ylimpänä säädettävä vastus. Ja näitä ei pidä mennä suin päin pyörittelemään. 🙂 Isompi, mutta toiminnaltaan vastaava voi löytyä jonkin kojelaudan pyöriteltävän säätimen takaa. Mekaanisena osana se on kuluva ja voi aihetttaa toimintahäiriöitä. Vastuksista löytyy joukko alaleja, muun muassa valon tai lämpötilan mukaan arvoa muuttavia vastuksia.



Diodin pääasiallisena tehtävänä on sallia sähkön kulku ainoastaan toiseen suuntaan. Näitä voidaan käyttää esimerkiksi suojana väärää napaisuutta (+/-) vastaan. Auton laturissa niitä käytetään laturin tuottaman vaihtosähkön muuntamiseksi tasasähköksi. Diodeilla on paljon saman näköisiä sukulaisia, esimerkiksi zenerdiodi, jota voidaan käyttää jonkin tietyn referenssi- tai käyttöjännitteen saamiseksi kytkennässä. Vaurioitunutta diodia ei yleensä erota päälle päin, vaan kunto selviää ainoastaan mittaamalla.


Kondensaattorin tehtävänä on käytännössä varata sähköä, eli vähän kuin auton akku. Varauskyky riippu melko suoraan komponentin koosta. Kuvassa vasemmalla malleja, joita käytetään yleensä jonkin signaalin käsittelyssä. Vihreä on vastuksen tavoin säädettävä kondensaattori. Kaksi oikeanpuoleista ovat elektrolyyttikondensaattoreija, jotka pystyvät varaamaan enemmän sähköä. Niitä käytetään yleensä osan jännitteensyötön puolella tasaamassa käyttösähköä. Laitteissa joskus käytetyt huonolaatuiset elektrolyyttikondensaattorit ovat yleinen syy toimimattomuudelle tai epämääräiselle toiminnalle. Viallinen kondensaattori selviää usein vain mittaamalla. Elektrolyyttikondensaattoreiden kohdalla aivan viimeisiä vetelevä voi olla pullistunut päältä tai vuotanut nestettä. Pintaliitoskondensaattoreissa ei usein ole mitään merkintöjä. Runko on usein vaalean ruskea tai harmaa.


Transistoria käytetään pääsäntöisesti signaalien vahvistamiseen sekä kytkimenä. Eli usein ainakin osa transistoreista sijaitsee piirilevyn tulo- sekä lähtöpuolella ja puutteelisten suojausten takia niillä on riski vaurioitua. Toimintankunto selviää usein vain mittaamalla.

Mikropiiri (IC) voikin sitten sisältää tiukkaan pakattuna kaikkia edellä olevia komponentteja. Piirejä saa useissa erilaisissa koteloissa ja ne ovat nykyään usein pintaliitosmallisia. Niissä on yleensä hyvät merkinnät tunnistamista varten.
Kuvassa kaksi vasemmanpuoleista ovat yleisiä saatavilla olevia piirejä, eli viallisen tilalle voi heittämällä vaihtaa uuden. SNL074LS390N on laskijapiiri, TL072CN vahvistinpiiri. Näihin löytyy aina täydelliset datalehdet (data sheet) suunnittelua ja mittaamista varten. Mikropiiri voi olla myös vaikka autonvalmistajalle mittatilauksena tehty, jolloin päällä ei välttämättä ole mitään merkintöjä, tai jotain millä ei kuitenkaan löydy mitään. Sellaisista ei ota selvää. Kolmas kuvassa on W29EE011P-90 muistipiiri, joka liippaa läheltä kolmatta piirityyppiä, eli erilaisia ohjelmoitavia piirejä. Tämä on kasvava ryhmä. Mikropiiri voi mennä ”sekaisin” vaikka jonkun jännitepiikin takia ja periaatteessa piirin vaihto on mahdollista. Ongelmana on, että uusi piiri pitäisi ohjelmoida, eikä tarvittavaa ohjelmakoodia useinkaan ole saatavana mistään. Jotain kuitenkin löytyy, eli aina voi yrittää.

Edullinen mikropiirien ohjelmointilaite. Kotelon päällä tietokoneen BIOS-piiri. Ohjelmointilaitteeseen on saatavilla iso liuta sovittimia erilaisille piireille.


Erilaisia sulakkeita voi olla myös ripoteltu piirilevylle. Ylemmässä kuvassa kertakäyttöisiä lämpösulakkeita, jotka aukeavat tietyssä lämpötilassa. Voi olla suojaamassa vaikkapa puhallinmoottoria. Alemmassa kuvassa piirilevyllä oleva huomaamaton vihreä sulake. Sulakkeet voivat olla käytännössa minkä mallisia ja näköisiä tahansa. Parhaiten ne tunnistaa vieressä olevista merkinnöistä (kuvassa F3 0.5A/125V).


Jänniteregulaattoreita näkee usein piirilevyjen virransyöttöpuolella. Ylemmässä kuvassa 5V, 9V ja 12V regulaattorit, alemmassa kuvassa viiden voltin pintaliitosmalli. Näillä saadaan osalle tarvittava käyttösähkö. Regulaattorin toiminta on helppo todeta paikalla mittaamalla.

Keloja käytetään mm. signaalinkäsittelyyn ja häiriöiden suodattamiseen niin tulo- kuin lähtöpuolella. Kuvassa näkyvillä kolme erilaista (vasemmalla musta jossa merkintä R10, alhaalla musta jonka vieressä merkintä L16 ja iso kutistemuovissa ole mötikkä jonka päällä merkintä Z9). Myös joskus piirilevyillä näkyvä jousen muotoon taivutettu kuparilanka on kela. Kela voidaan myöskin muotoilla suoraan piirilevylle. Rikkoutuvat harvoin.

Valodiodit eli ledit ovat yksi diodien alalaji. Näitä on laajalti käytössä erilaisissa näytöissä, merkkivaloissa ja valaistuksessa. Ovat melko kestäviä, mutta silti voivat vikaantua. Ja jotkut vaihtavat huvikseenkin vaikka mittaritauluun eriväiset ledit. Kuvassa eri värisiä ja mallisia. Keskellä pintaliitos-led. Oikealla oleva kirkas on IR-led, jollainen voi olla vaikka kaukosäätimessä ja sen vieressä sille kuuluva vastaanotin (musta komponentti).

Autoista löytyy paljon erilaisia kytkimiä ja osa on tällaisia suoraan piirilevylle juotettavia malleja. Kovassa käytössä olevat vikaantuvat ennemmin tai myöhemmin. Kun kytkin alkaa pätkimään, niin paljoa ei ole tehtävissä, puhdistus on lähinnä ensiapua. Onneksi näitäkin löytyy varaosina.

Palataan vielä tuohon alussa olleeseen piirilevyyn. Kyseessä on Skodan etuovesta lasinnostimen ohjain. Mitä tuosta tulisi pintapuolisesti tarkistaa? Tietysti ensin, että onko jälkiä vedestä tai korroosiosta, eli onko osa päässyt kastumaan. Jos on, niin todennäköisesti kannattaa suosiolla hankkia uusi. Seuraavaksi kaikki mekaaniset osat, eli liittimet ja niiden juotokset piirilevyyn. Onko murtumia tai huonoja juotoksia? Tästä löytyy apuja tarkistamiseen: Masan (Matti Käki) juotoskoulu (tekijän luvalla pdf-tallenne osoitteesta https://www.mattikaki.fi/~w125312/juotoskoulu/, joka ei toistaiseksi ole toiminnassa)
Releen (sininen laatikko vasemmalla) toiminta mekaanisena komponenttina on syytä varmistaa testaamalla ja mittaamalla. Jos näistä ei löydy mitään moitittavaa ja haluaa paneutua vielä tarkemmin, niin seuraavaksi voisi mittaamalla varmistaa jänniteregulaattoreiden ja transistorien toiminnan, eli alhaalla vasemmalla ja isommat komponentit releen oikealla puolella.

Kuvassa Nissanin päiväajovaloyksikkö. Taustapuolelle olevan kolmen releen juotokset väsähtäneet ja sen takia ajovalot toimivat vähän miten sattuu. Jonkin sortin tyyppivika taitaa olla.. Kuvassa näkyy selvästi 2 irronnutta juotosta ja kolmas näyttää jo epäilyttävältä. Korjaamo mahdollisesti vaihtaisi koko yksikön uuteen, mutta 5 minuutin uusintajuottamisten jälkeen yksikkö on taas kuin uusi.

Jos piirilevy, liittimet, kytkimet tai muu elektroniikan komponentti tarvitsee puhdistusta, vaikka pienen vesivahingon jäljiltä, niin ainoa oikea aine on isopropanoli (IPA). Vielä jokin aika sitten Polaric Go-polttoaineen jäänestoaine oli suosittua tähän käyttöön, se oli pelkkää isopropanolia (lisänä vain pieni tilkka denaturointiaineita), vaan eipä ole enää. Älä siis erehdy ostamaan sitä. En tiedä että onko tällä hetkellä jonkin muun valmistajan jäänestoaine puhdasta, osa on etanolipohjaista ja monessa on lisäksi lisättynä voiteluaineita tai muuta vastaavaa. Kuitenkin puhdasta isopropanolia saa vaikka Motonetista, se on toki kalliimpaa kuin korvikkeet. Elektroniikan puhdistusaineita saa tietysti myös spray-pulloissa. Joka tapauksessa puhdistaminen vaikka vesivahingon jälkeen on tärkeää – vedestä jää helposti epäpuhtauksia, jotka voivat jatkaa piirilevyn syövyttämistä. Tuo isopropanoli on muuten mitä mainion aine myös tarra- ja liimajäämien puhdistamisessa. Ja vaikka kemikaalina tietysti haitallista onkin, niin kuitenkin käytössä suhteellisen vaaraton, onhan se käsidesin pääasiallinen valmistusaine.

Piirilevyille on käytäntönä merkata jokaisen komponentin tyyppi ja juokseva numerointi. Mikään ei tätä kuitenkaan vaadi ja tuossa aikaisemmassa Skodan piirilevyssä ei ollutkaan mitään merkintöjä. Merkinnöillä viitataan kytkentäkaavioon, josta löytyy samat merkinnät ja myös kyseisen komponentin tarkka malli. Kytkentäkaaviot ovat valitettavasti vain usein valmistajan kassakaapissa jemmassa. Kuitenkin jo tunnuskirjaimesta on jotain apua osien tunnistamisessa. Valmistaja voi käyttää omiakin merkintöjä, mutta onneksi tietyt ovat vakiintuneet käyttöön. Tässä yleisimpiä:
C – kondensaattori
D – diodi
F – sulake
IC, U – mikropiiri
JP – jumpperi, hyppylanka
K – rele
L – kela
Q – transistori
R – vastus
S – kytkin
T – muuntaja
TP – testauspiste, viittaa kytkentäkaavioon
Y – kide
Z – zenerdiodi



Irrallaa olevien komponenttien testaamiseen löytyy halpoja, yleismittaria ”viisaampia” testilaitteita. Mutta testaaminen yleismittarilla on myös helppoa. Kuitenkaan osan toiminta ei välttämättä ole sama paikallaan, kuin irrallaan pöydällä. Eli kunnossa olevaksi testattu osa voi huonolla tuurilla silti olla viallinen jossain tilanteessa.
Yleismittari on verraton apuvälinen mittauksissa. Mutta voiko hehkulampulla varustettu parin euron testikynä päihittää sen vianhaussa?

Jossain tilanteessa voi ja se on syytä pitää aina mielessä mittauksissa. Tässä pieni esimerkki asiasta.

Mittauskytkennässä vasemmalta tulee akusta 12 V. Musta-punainen johto esittää autossa olevaa johtoa, vaikkapa jollekin anturille tai polttoainepumpulle menevä johto, joka on irroitettu liittimestä. Johto on vahingoittunut – tässä mustasta johtimesta pätkä on korvattu 680 kΩ vastuksella. Käytännössä vaikka auton alustassa oleva johto voi olla hankautunut poikki ja johto on märän kuran ympäröimä. Yleismittarilla mitaten kaikki näyttää olevan kunnossa. Johdon loppupäässä on kutakuinkin samat 12 V kuin alkupäässäkin. Mutta silti ei toimi.

Testikynällä testattessa lamppu ei sano mitään, ei edes hehku himmeästi. Kummassa on vika? Testikynässä vai yleismittarissa?

Kummassakaan ei ole vikaa. Tässä johdon päähän on kytketty sekä testikynä, että yleismittari. Nyt mittari näyttää ainoastaan 3,4 V jännitettä, eli ilmankos lamppu ei pala. Yleismittarin sisäinen resistanssi on niin suuri (tässä yli 10 megaohmia), että se ei juurikaan kuormita mitattavaa piiriä. Siksi myöskään jännite ei notkahda. Testikynässä on merkkivalona hehkulamppu ja se taas kuormittaa piiriä niin paljon, että jännite häviää vikakohtaan ja lamppu ei syty.
Mittauksia tehdessä on siis hyvä pitää mielessä tämäkin. Eli liitin irrotettuna ja siitä mitattuna kaikki olisi voinut näyttää ehjältä, mutta kuitenkaan käytännön tilanteessa osa (vaikka polttoainepumppu) ei toimisi. Yleismittarin etuna on kuitenkin se, että sillä mittaamalla ei käytännössä voi hajottaa mitään. Testikynä sen sijaan voi kuormitttaa liikaa jotain mittauskohdetta.


Yleismittari on joka tapauksessa hyödyllisin väline sänkövikojen tutkimisessa.
Tässä on Peda.netin selkeä opas, jossa on yleismittarin esittely ja opastettu tavallisimmat mittaukset. Kuten toisaalla tuli mainittua, niin autokäyttö ei aseta sen kummempia vaatimuksia mittarille, kuin että 10 A virtamittausalue olisi hyvä löytyä (jossain mittareissa voi olla virtamittaus korkeintaan vaikkapa 200 mA, ei siis tällaista). Kuitenkin tuon isomman virtamittausalueen vuoksi mittarissa on kolmas pistoke mittausjohdoille ja niiden käyttöön kannattaa perehtyä huolella. Muuten on mahdollista aiheuttaa vahinkoa mitattavalle kohteelle, koska virtamittaustilassa testijohtimet ovat käytännössä oikosulussa.
Virta, jännite, resistanssi, teho?
Näistä löytyy loputtomasti asiaa netistä, mutta laitetaan nyt tähän hyvin pieni tiivistelmä. 🙂
JÄNNITE, tunnus U, yksikkö V = voltti
VIRTA, tunnus I, yksikkö A = ampeeri
TEHO, tunnus P, yksikkö W = watti
RESISTANSSI (vastus), tunnus R, yksikkö Ω = ohmi
Näitä saa laskettua ristiin rastiin mm. seuraavilla kaavoilla:
P=U*I
I=P/U
U=P/I
U=R*I
R=U/I
I=U/R
Auton akun ja sähköjärjestelmän nimellisjännite on 12 V, mutta moottorin käydessä jännite on luokkaa 13-14 V. Laturia ja akkua lukuun ottamatta kaikki auton sähkölaitteet ovat käytännössä aina vastuksia, eli ne kuluttavat sähköä. Mitä enemmän virtaa kulkee, sitä enemmän tehoa laite kuluttaa.
Otetaan esimerkkinä H4-ajovalopolttimo. Sellaisen tehoksi on useimmiten ilmoitettu 55 W. Jos oletetaan jännitteeksi 13 V, niin paljonko virtaa kulkee? I=P/U, eli I=55 W/13 V. Tulokseksi saadaan 4,23 A
Mittayksiköiden etuliitteet
Elektroniikassa ja kompotenttien kohdalla törmää heti mittayksiköiden etuliitteisiin. Nämä selkeyttävät eri asioiden ilmaisua. Huomaa, että etuliitteillä kirjasinkoolla on merkitystä. Kaikille on tuttuja jokapäiväiset pituus- ja tilvuusmitat, joissa käytetään etuliitteitä, kuten mm, km, ml ja dl. Tietotekniikasta tavun etuliitteinä on tuttuja tera (T), giga (G), mega (M) ja kilo (k). Vastuksissa on kiloja ja megoja, mutta muuten elektroniikassa sukelletaan usein alemmaksi, kuten milli (m), mikro (μ), nano (n) ja piko (p). Vaikka Wikipediasta löytyy kattava taulukko näistä. Tässä pari esimerkkiä: 0,002 A = 2 mA, 0,000 002 A = 2 μA , 1000 Ω = 1 kΩ, 0,5 V = 500 mV, 1500 W = 1,5 kW

Jos haluaa opiskella lisää elektroniikkaa, niin parasta luultavasti suunnistaa kirjastoon. Vanhatkin alan oppikirjat ovat hyvää materiaalia. Netistä löytyy hyvin vähän yleistä alan tietoa, ainakaan suomeksi.