Самостоятельный ремонт сетевого коммутатора, свитча
для системы интернет
Сетевой коммутатор (свитч, свич) – это электронное цифровое устройство, предназначенное для объединения компьютерных узлов в пределах одного или нескольких сегментов.
В отличие от концентратора, коммуникатор передает данные непосредственно получателю, а не всем устройствам, что повышает производительность и безопасность сети в целом.
На фотографии изображен коммутатор Roka PoE Switch R-KM-POE0801, проработавший безотказно в системе видеонаблюдения в круглосуточном режиме более 5 лет.
Коммутаторы со встроенным источником напряжения питания видеокамер РОЕ идеально подходят для организации системы IP видеонаблюдения. В таких коммутаторах питающее напряжение подается через две свободные витые пары через коннектор RJ-45 .
Коммутатор, как и концентратор не требует каких-либо предварительных настроек. Достаточно просто подключить к коммутатору компьютерные узлы, и он сразу начнет передавать цифровую информацию.
Ремонт коммутатора
После очередного отключения с подачей через время электроэнергии в дом прекратилась трансляция видео со всех камер дворовой системы IP видеонаблюдения. При этом сохранился дистанционный доступ с компьютера к роутеру и видеорегистратору.
На фотографии представлена схема ремонтируемой системы IP видеонаблюдения. Как видно из схемы сигнал с интернета поступает сначала на роутер, а с него уже разветвляется на видеорегистратор и коммутатор. Видеокамеры подключены к коммутатору. Таким образом, если в разъемах RJ-45 кабеля, соединяющего коммутатор с роутером есть контакт и на коммутатор, подается питающее напряжение, то он вышел из строя.
Когда был открыт бокс с сетевым оборудованием видеосистемы то сразу стало ясно, коммутатор не работает. Индикаторы работы портов и у разъема PWR не светились. Корпус коммутатора был холодным. Его отключение от питающей сети и передергивание сетевых разъемов RJ-45 с последующим включением результатов не дало. Пришлось из коммутатора вытаскивать все коннекторы, извлекать его из бокса и ремонтировать.
Разборка коммутатора
В мастерской коммутатор был еще раз подключен к питающей сети, светодиодные индикаторы даже не моргнули. Это подтвердило его неисправность.
Чтобы добраться до электрической схемы коммутатора нужно на боковых стенках отвинтить четыре винта. Один из них спрятан под небольшим стикером. Если коммутатор находится на гарантийном обслуживании, то стикер лучше не повреждать, а воспользоваться правом гарантийного ремонта.
После снятия крышки открывается полный доступ к электронной части коммутатора. Как оказалось, коммутатор состоит из двух отдельных печатных плат.
Поиск неисправности и ремонт
На фотографии печатная плата слева является блоком питания (БП), который служит для преобразования переменного напряжения сети 220 В в постоянное напряжение величиной 52 В для платы обработки цифрового сигнала, которая находится справа.
Платы являются законченными блоками и могут работать независимо друг от друга. БП можно использовать для питания любого другого устройства, а плату обработки цифрового сигнала можно запитать от любого другого источника питания. Это упрощает поиск неисправности и ремонт коммутатора.
На плате БП имелся светодиод-индикатор зеленого цвета, который должен светиться если на выходе есть напряжение. На фото он находится справа вверху. Разъем БП был отсоединён от платы обработки и БП подключен к сети. Светодиод не загорелся. Теперь стало окончательно ясно, что неисправен БП.
Внешний осмотр радиоэлементов не выявил каких-либо дефектов. Деформация корпусов электролитических конденсаторов не наблюдалось. При глобальном отключении электропитания с последующим включением обычно происходит бросок напряжения, который часто выводит из строя радиоэлектронные приборы. Обычно в таких случаях и перегорают радиоэлементы в блоках питания.
Для поиска отказавшего элемента необходимо добраться до места пайки его выводов, что возможно только после извлечения платы из корпуса коммутатора. Для этого сначала нужно отвинтить два самореза на задней стенке коммутатора, фиксирующие разъем подачи питающего напряжения 220 В.
Далее отвинтить четыре винта, расположенные по углам БП и плата легко отделиться от корпуса. Осталось отсоединить разъем на плате обработки цифрового сигнала и можно приступить к поиску неисправности.
Структурная схема БП коммутатора
Для успешного ремонта блока питания коммутатора нужно знать принцип его работы. Структурная схема БП коммутатора мало чем отличается от импульсных блоков питания компьютера, ноутбука, видеорегистратора и им подобным. Отличие заключается только в мощности и количестве выходных напряжений.
Питающее напряжение от сети переменного тока 220 В сначала фильтруется от помех с помощью LC цепочки, состоящей из катушки индуктивности L1 и конденсаторов С1, С2. Фильтр подавляет как сетевые помехи так и излучаемые коммутатором.
Варистор Z1 служит для защиты от бросков высокого напряжения. При напряжении менее 300 В сопротивление варистора большое и не оказывает влияния. Если напряжения в сети станет выше, то сопротивление варистора резко уменьшается, что приведет к срабатыванию защиты.
Далее напряжение выпрямляется диодным мостом VD1-VD4. Включенные параллельно, для увеличения емкости, конденсаторы С3-С4 (имеют форму больших цилиндров) служат для сглаживания низкочастотных пульсаций. На их выводах после выпрямления диодами создается напряжение постоянного тока величиной около 280 В.
Внимание! При ремонте БП и измерениях надо соблюдать осторожность так как перечисленные выше элементы не имеют гальванической развязки с фазой сети. Не забывайте вынимать вилку из розетки сети.
Поиск неисправности коммутатора
Поэтому для проверки работоспособности всех перечисленных деталей достаточно мультиметром, включенном в режим измерения постоянного напряжения измерять его на выводах С3-С4. Если оно составляет 240-300 В, то L1 и конденсаторов С3-С4 исправны.
Проверить исправность схемы преобразователя, стабилизации и защиты можно только косвенным путем, прозвонив мультиметром ключевые транзисторы, диоды, оптрон и резисторы. Чаще всего выходят из строя ключевые транзисторы и оптрон. Проверять мультиметром детали можно только после того, как разрядились электролитические конденсаторы, иначе можно его вывести из строя. Самостоятельно конденсаторы разрядятся через пару минут. Для ускорения можно закоротить выводы конденсатора отрезком провода.
Выходящее со схемы преобразователя импульсное напряжение выпрямляется включенными параллельно (для увеличения токовой нагрузки) диодами VD5-VD6. Конденсаторы С5-С8 и индуктивность L2 сглаживают пульсации выпрямленного напряжения. Резисторы R1-R2 служат для гашения бросков тока.
Для поиска неисправности нужно с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления прозвонить диоды, дроссель L2 и конденсаторы на пробой.
Прозвонка диодов показала нулевое сопротивление, что указывала на их пробой или короткое замыкание конденсаторов. Так как выпаять диоды без демонтажа электролитических конденсаторов было невозможно (они мешали выкрутить винт крепления диодов к радиатору), пришлось сначала выпаять и проверить их.
Установленный рядом с диодами конденсатор оказался исправным, а вот следующий при проверке показал короткое замыкание. Прозвонка диодов подтвердила их исправность. Следовательно, причина поломки коммутатора заключалась в пробое изоляции конденсатора.
При запуске БП происходит проверка наличия на его выходе напряжения с помощью оптрона. Если напряжения нет, то схема преобразователя блокируется, что и наблюдалось в ремонтируемом коммутаторе.
Ремонт коммутатора
Входное напряжение БП нигде не было указано, но судя по напряжению, указанному на корпусе конденсатора (63 В), выходное напряжение должно было быть около 50 В.
После проверки конденсаторов исправный был обратно запаян в плату. Для удобства монтажные отверстия были предварительно освобождены от припоя с помощью иглы.
На следующем шаге, для проверки работоспособности, БП был подключен к электросети. Индикаторный светодиод на его плате засветил зеленым цветом, что говорило о наличии напряжения на выходе БП. Измерение вольтметром показало ожидаемое на выходе напряжение 52,4 В.
Для справки привел фотографию печатной платы БП коммутатора со стороны SMD элементов. Для увеличения наведите на фото курсор мышки. Следующее фото тоже так можно увеличить.
После проверки был запаян новый конденсатор, БП установлен и закреплен в корпусе коммутатора, разъем питания вставлен в плату коммутации. Далее коммутатор был подключен с питающей сети. На БП загорелся зеленый светодиод, пробежал свет по индикаторам подключения к портам LAN кабелей и остался светится желтый светодиод у выходного разъема. Все свидетельствовало о работоспособности коммутатора.
Если подходящего для замены конденсатора нет под руками и загружены не все порты видеокамерами, а запустить систему видеонаблюдения надо срочно, то можно конденсатор и не впаивать. Пару оставшихся вполне смогут сгладить пульсации. Тем более, что видеокамеры обычно питаются напряжением 12 В, поэтому на плате коммутации установлен вторичный блок питания, снижающий напряжение с 52 В до 12 В.
Проверка коммутатора после ремонта
в системе видеонаблюдения
После окончания ремонта коммутатор был возвращен в бокс и к нему подключены сетевые кабели. Включение показало, что индикаторы портов, к которым были подключены кабели от видеокамер засветились.
Два индикатора у выходной розетки засветились желтым и зеленым цветом. Все свидетельствовало о восстановлении работоспособности системы IP видеонаблюдения.
Для окончательной проверки по WI-FI к роутеру был подключен настроенный на просмотр через интернет видео с камер смартфон. На экране появилась видео трансляция с камеры, что подтвердило успех самостоятельного ремонта коммутатора системы видеонаблюдения.