Chi tiết quy trình sửa chữa ống kính Sigma 45mm: Khi một cầu chài nhỏ bé gây ra sự cố lớn

Chi tiết quy trình sửa chữa ống kính Sigma 45mm: Khi một cầu chài nhỏ bé gây ra sự cố lớn

Tôi có một "tật" là thích sưu tập các thiết bị nhiếp ảnh, và như một phần của kế hoạch kiểm soát chi tiêu, tôi tự giới hạn mình không mua các ống kính còn hoạt động hoàn hảo. Điều này nghe có vẻ vô lý, nhưng tôi rất khó cưỡng lại những chiếc ống kính bị giảm giá sâu. Thông thường, tôi chỉ đặt thầu cho những ống kính có giá dưới 1/4 giá trị thị trường và không có hư hỏng cơ học nghiêm trọng. Lần này, tôi đã để mắt đến dòng ống kính Sigma I-series mới được sản xuất với vỏ nhôm toàn phần. Một chiếc ống kính 45mm f/2.8 bị hỏng đã xuất hiện trên eBay vào tháng 1 với giá rẻ như cho, và tôi không thể bỏ qua.

Ống kính Sigma 45mm f/2.8

Ống kính được đóng gói rất cẩn thận và khi kiểm tra sơ bộ, nó không có khuyết điểm cơ học nào. Không có vết xước trên thân hay các thấu kính. Sau khi vệ sinh kỹ lưỡng các thấu kính trước và sau, tôi gắn ống kính lên chiếc Lumix S5 của mình. Nó khớp vào vị trí với một lực hơi lớn, máy ảnh khởi động bình thường và hiển thị hình ảnh trực tiếp (live view), nhưng không có điều khiển điện tử nào hoạt động. Không có nút hay công tắc nào trên ống kính phản hồi. Rõ ràng, có sự cố về điện tử bên trong.

Quy trình tháo lắp và chẩn đoán

Rào cản để sửa chữa loại thiết bị này không quá cao. Hầu hết các công cụ đều khá tiêu chuẩn. Lưu ý quan trọng là hầu hết các thiết bị nhiếp ảnh đều sử dụng ốc vít tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản. Dùng tuốc nơ vít Phillips thông thường vẫn được, nhưng nó sẽ làm mòn đầu ốc nhanh hơn.

Quy trình tháo lắp ống kính

Quy trình tháo lắp bắt đầu bằng cách tháo vòng đệm nhựa phía sau và các ốc vít giữ mount ống kính. Việc sắp xếp các ốc vít lên băng dính hai mặt theo đúng vị trí của chúng trên ống kính sẽ giúp quá trình lắp ráp sau này dễ dàng hơn rất nhiều. Sau khi tháo vỏ nhôm gia công CNC phía sau, tôi tiếp cận được bo mạch điều khiển (PCB).

Bo mạch điều khiển dạng chữ C này chứa một vi điều khiển chính, bộ điều khiển DC-DC, bộ điều khiển động cơ, dao động thạch anh và nhiều linh kiện thụ động khác. Mặt sau của bo mạch có các đầu nối FPC (mạch in linh hoạt), các điểm kiểm tra và một gói flash SPI 8 chân.

Tìm ra thủ phạm: Cầu chài SMT

Khi kiểm tra các bo mạch chưa rõ lỗi, tôi thường bắt đầu bằng cách truy vết các đường dây nguồn. Trên bo mạch này, nguồn điện từ khối tiếp điểm ống kính được dẫn đến một chip nhỏ màu đen: bộ chuyển đổi DC-DC (Buck converter). Chiếc Sigma này sử dụng chip TI TPS62140RGTR.

Bo mạch điều khiển và linh kiện

Một dấu hiệu nhận biết rõ ràng của bộ điều khiển DC-DC là sự hiện diện của một cuộn cảm (inductor) màu nâu hoặc đen nằm ngay cạnh. Khi kiểm tra mạch nguồn đầu vào, tôi phát hiện một linh kiện nhỏ được gán nhãn "N" nằm ngay cạnh tụ điện đầu vào. Đây thực chất là một cầu chài SMT để bảo vệ bộ chuyển đổi DC-DC. Một phép đo nhanh bằng đồng hồ vạn năng xác nhận cầu chài này đã bị đứt (mở mạch). Nó đã "hy sinh" để bảo vệ các linh kiện quan trọng khác khỏi bị hư hại.

Thực hiện sửa chữa

Tôi đã tìm kiếm một cầu chài thay thế có dòng định mức 2A, tương thích với thông số của chip TI. Với kinh nghiệm sửa chữa các dòng máy ảnh Lumix, tôi chọn loại cầu chài nhanh Panasonic ERB-RE2R00V (2A, 32V). Kích thước của linh kiện này là 0603, cho phép sửa chữa dễ dàng hơn so với các kích thước 0402 hay 0201 nhỏ hơn nhiều.

Quá trình hàn thay thế khá đơn giản với kẹp hàn SMT chuyên dụng: hàn bỏ cầu chài cũ, làm sạch các bệ hàn, đặt cầu chài mới vào vị trí và hàn từng chân một.

Kết quả và phân tích kỹ thuật

Vậy lý do khiến cầu chài bị đứt là gì? Có thể do việc sử dụng ống kính ở chế độ lấy nét tự động liên tục (AFC) trong thời gian dài, khiến bộ chuyển đổi DC-DC phải kéo dòng điện quá mức, vượt qua khả năng chịu đựng của cầu chài 2A. Datasheet của chip TI cũng chỉ ra rằng trong tình trạng quá tải, dòng điện thực tế có thể vượt quá giới hạn tĩnh trong một thời gian ngắn do độ trễ lan truyền nội bộ.

Sau khi thay thế, ống kính đã hoạt động trở lại hoàn hảo. Hiệu suất AFC không quá nhanh, nhưng vòng lấy nét thủ công hoạt động rất mượt mà và có độ cản vừa phải. Vòng điều chỉnh khẩu độ cũng mang lại cảm giác rất tốt, tương tự như dòng Lumix LX100.

Ống kính sau khi sửa chữa thành công

Nếu cầu chài không bị đứt, bước chẩn đoán tiếp theo sẽ là kiểm tra điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi DC-DC và vi điều khiển chính Toshiba TMPM341FYXBG. Đây là một vi điều khiển Arm M3 32 bit, hoạt động ở mức điện áp 3.3V. Ngoài ra, bo mạch còn sử dụng bộ điều khiển động cơ Rohm BU24020GU để điều khiển các động cơ lấy nét và khẩu độ.

Tổng kết, việc tháo rời và thay thế cầu chài cho toàn bộ ống kính này mất ít hơn một giờ. Đáng ngạc nhiên là một linh kiện 0603 nhỏ xíu có thể khiến một chiếc ống kính chất lượng cao trở nên vô dụng, và việc tìm ra chính xác lỗi hỏng là một trải nghiệm học hỏi vô giá.