Danas je nabavljen ručni PMR primopredajnik oznake XTN 446 (PXT531EA) američkog proizvođača Motorola iz 2003. godine (naš primjerak je proizveden 2007. godine).
Američka tvrtka Motorola vuče korijene iz 1928. godine kada su braća Galvin osnovala poduzeće “Galvin Manufacturing Corporation” i započeli proizvodnju mrežnih ispravljača za tadašnje baterijske radio uređaje. Dvije godine kasnije braća Galvin dizajnirali su novi tip jeftinog komercijalnog auto-radija i dali mu naziv Motorola, što je bila složenica riječi “motorcar” i “Victrola“. U to vrijeme ovakve složenice bile su uobičajene, prva riječ označava automobile, a druga je skraćeni naziv već tada vrlo poznate američke diskografske kuće Victor Talking Machine Company. Auto-radiji robne marke Motorola uskoro su postali toliko popularni da je Galvin Manufacturing Corporation 1939. godine promijenila ime u Motorola. Tijekom 2. svjetskog rata tvrtka Motorola je imala značajan udio u proizvodnji vojnih radio uređaja, nakon rata težište razvoja i proizvodnje i dalje se baziralo na radio i TV uređajima, a kasnije i na audio Hi-Fi opremi. Od pionirskih postignuća Motorola je 1963. godine predstavila prvu pravokutnu TV katodnu cijev u boji, 1969. godine preko primopredajnika Motorola Neil Armstrong je sa Mjeseca izgovorio poznate riječi “ovo je mali korak za čovjeka ali ogromni skok za čovječanstvo”, 1971. godine Motorola je demonstrirala prvi ručni prijenosni telefon, a 1973. godine svoj prvi mikroprocesor. 1991. godine Motorola je demonstrirala prvi svjetski radni prototip GSM sustava, a zatim i još niz drugih digitalnih komunikacijskih, internetskih, modemskih, podatkovnih i sličnih standarda u 1990-tim i 2000-tim godinama. Također je imala udjela u proizvodnji elektronike za automobilsku industriju, biometriju, satelitske komunikacije te za vojne potrebe. U siječnju 2011. Motorola se podijelila na dvije odvojene tvrtke, Motorola Solutions (kao pravni slijednik izvorne tvrtke) i Motorola Mobility, kao posljedica restrukturiranja uslijed bilježenja velikih gubitaka u mnogim segmentima proizvodnje. Godinu dana kasnije tvrtku Motorola Mobility preuzeo je Google, a 2014. prodao ju je kompaniji Lenovo. Danas gotovo i nema segmenta elektroničkih digitalnih i analognih komunikacija u kojima Motorola nema ponudu svojih proizvodnih rješenja, naviše u području internetskih i mrežnih tehnologija te mobitela.
PMR (Private Mobile Radio) su ručni primopredajnici snage do 500 mW koji rade na slobodnom (besplatnom) frekvencijskom opsegu 446 – 446,2 MHz. PMR mreža je striktno ograničena dometom tako da se u radio mreži ne smiju koristiti bazne stanice, repetitori ili posebne antene (moraju se koristiti samo originalne antene integrirane sa samim ručnim uređajem). S obzirom na ograničenu snagu predajnika od 500 mW ERP, ovakvim uređajima može se postići domet od nekoliko stotina metara do cca 5 kilometara što naravno ovisi o trenutnim propagacijama i fizičkim preprekama između dva primopredajnika. Najpoznatiji rekord glede dometa iznosio je 535,8 km (od Blytha u Engleskoj do Almerea u Nizozemskoj), a isti je postignut u prvom redu zahvaljujući izuzetno dobrim propagacijama u tom trenutku na 446 MHz.
Prvi analogni PMR uređaji uvedeni su u upotrebu 1998. godine i preko njih se moglo komunicirati telefonijom (glasom) NFM modulacijom na osam raspoloživih kanala. Krajem 2005. godine počela je upotreba i digitalnih PMR uređaja (DMR, dPMR) gdje se za digitaliziranje glasa koristi 4-razinska FSK modulacija pri 3,6 kbit/s. Sredinom 2015. godine broj raspoloživih analognih kanala udvostručen je sa 8 na 16 kanala, a početkom 2018. godine udvostručen je i broj digitalnih kanala sa 16 na 32 kanala.
Analogni i digitalni PMR kanali. Razmak između kanala kod analognog PMR-a je 12,5 kHz, a kod digitalnog PMR-a razmak je 6,25 kHz.
Motorola XTN 446 je iz vremena kada je bio dozvoljen samo analogni PMR na osam kanala. Stoga ista radi na osam kanala u frekvencijskom opsegu 446.006.250 – 446.093.750 MHz i naravno NFM modulacijom te maksimalnom dozvoljenom izlaznom snagom od 500 mW. Međutim, u ovaj uređaj je ugrađeno nekoliko naprednih opcija poput:
- dodjeljivanje CTCSS/DCS koda svakom kanalu (121 različiti kod)
- VOX (aktiviranje predaje glasom)
- enkripcija glasa kodovima (tri različita koda)
- opcije skeniranja dva ili više kanala
- stvaranje grupa kanala (Talk Groups)
- tri pozivne tonske melodije, “roger beep” i tonovi tipki
- pregledni displej s pozadinskim osvjetljenjem
- napajanje internom punjivom baterijom ili preko četiri obične AA baterije
Općenito gledano, kada govorimo o PMR uređajima vrijedi slično kao i za sve druge radio uređaje. Postoje jeftini uređaji slabije osjetljivosti, lošije modulacije i demodulacije govora, manje robusnosti i samo sa osnovnim mogućnostima, a isto tako s druge strane postoje bolji, kvalitetniji i opremljeniji PMR uređaji veće cijene. Motorola XTN 446 svakako spada u ovu bolju i skuplju kategoriju.
Naš primjerak Motorole XTN 446 je neispravan. Testom smo našli da je negdje nešto u djelomičnom kratkom spoju jer uređaj vuče preveliku struju. Većina komponenti na pločici je u izrazito minijaturnim SMD kućištima i ovo svakako nije uređaj predviđen za ručni popravak. Da stvar bude gora, tiskana pločica ima više od dva sloja i veliki broj veza ide po unutarnjim (skrivenim) tiskanim vezama. Ommetrom smo našli da baterijsko napajanje dolazi na jedan mali segment elemenata sa elementima karakterističnim za regulaciju napona.
Segment sa elementima regulacije napona napajanja dimenzija 10 x 10 mm (na slici uvećano 10 puta).
Tako se na dijelu pločice površine 10×10 mm nalazi 14 elemenata na kojima bi prvo trebalo tražiti neispravnu komponentu. Za testiranje ovako sitnih komponenti (TSOT, TSOP) potreban je dobar mikroskop i mjerne pipalice tanke poput igli. Filtarski kondenzatori nisu u kratkom spoju, a i otpornici sa kojih je moguće pročitati vrijednosti pokazuju neki očekivani otpor. Komponenta na koju najviše sumnjamo ima oznaku A33 i TSOT-23-8 tip kućišta.
Veliki broj različitih SMD komponenti može imati kodnu oznaku A33, no uglavnom su to regulatori napona ili zener-diode za 33 ili 3,3 V. Regulatori napona mogu biti u svim mogućim oblicima SMD kućišta, no vrlo su rijetki oni u ovakvom 8-pinskom TSOT-23 kućištu. To je kućište kojem je crni dio dimenzija 2,9 x 1,6 mm dok je razmak nožica svega 0,65 mm. Nigdje nismo mogli definitivno mogli potvrditi da je ovo stvarno regulator napona 3,3 V. U istom kućištu mogu biti razni varijabilni regulatori napona, driveri za DC/DC pretvarače, kombinacije zener ili običnih dioda, naponski supervizori (monitori) i slične komponente uobičajene u napajanjima. Kod naše komponente šest nožica je kratko spojeno i to je naponski izlaz. Naponski ulaz je pinu 5, a preostali pin 4 koji bi očekivano trebao biti na masi vezan je na kolektor tranzistora sa kodnom oznakom AM3. Vrlo je neobično da niti jedan pin komponente A33 nije vezan na masu. Očekivali bi da spomenuti tranzistor radi kao sklopka koja uključuje masu prema regulatoru, no ni taj tranzistor nije emiterom vezan na masu. Znamo da regulatori ne moraju nužno biti izravno vezani na masu, no odnekud moraju dobivati neki referentni potencijal. Time je ovo svakako vrlo neobičan krug regulacije kojega ćemo teško shvatiti bez originalne sheme.
S obzirom da nemamo što izgubiti,odlučili smo odlemiti tu komponentu A33. Izrazito je teško selektivno odlemiti jednu ovako sitnu komponentu sa 8 pinova, dok se u neposrednoj blizini nalaze druge još sitnije komponente sa samo dva pina (otpornici i kondenzatori) kojima treba daleko manje zagrijavanja i puno brže se odleme. Možete koristiti puhalicu na vrući zrak ili neku lemilicu sa specijalnim vrhom koji grije sve pinove odjednom, no uvijek će postojati problem zagrijavanja i odlemljivanja okolnih komponenti kao i problem samog pristupa lemnim mjestima. U našem slučaju u neposrednoj blizini je lako topljivo plastično kućište potenciometra sa sklopkom koje strši visoko iznad SMD komponenti te osim što ograničava pristup lemilicom/puhalicom neminovno će hvatati i puno topline iz istih.
Nakon što smo odlemili komponentu A33 kratkog spoja više nema, no to je i za očekivati jer nema ni napona napajanja dalje od te točke. U svrhu testiranja spojili smo 3 V izravno na izlazni pin regulatora i naravno, kratki spoj je i dalje prisutan negdje dublje u električnim krugovima.
Ovdje ćemo odustati od daljnje potrage za neispravnom komponentom jer je ovo jednostavno presitna višeslojna montaža gdje je i samo praćenje osnovnih naponskih krugova izrazito otežano. Ovdje jednostavno nema mjesta ni za prisloniti pipalice mjernog instrumenta, a kamoli za spajanje privremenih veza u svrhu nekih testiranja. Čak i da je bio problem u onom famoznom (regulatoru) A33 doista ne znam kako identificirati i gdje nabaviti neku takvu zamjensku komponentu. Desno je slična komponenta u TSOT-23-6 kućištu s kodnom oznakom Z1 što je vjerojatno zener dioda za neki napon. Vidimo da najsitnije pasivne komponente nemaju nikakve oznake. Zbog vrlo sitnih tiskanih veza i opće minijaturizacije kućišta uređaja ovdje nema mjesta za neka neoriginalna rješenja. Ovo je elektronički sklop koji je sastavio robot i definitivno nije predviđen za ručni popravak, a pogotovo ne izvan ovlaštenih servisa koji u tu svrhu raspolažu potpunom servisnom dokumentacijom i pričuvnim dijelovima.
S obzirom da je uređaj za otpis, onda možemo probati još jedan trik. Napajanje ćemo probati dovesti izravno na integrirane krugove. Integrirani krugovi se često napajaju vrlo sličnim ili istim naponima (3-5 V). Ako dovedemo nominalni napon na neki čip vjerojatno će i većina ostalih aktivnih komponenti dobiti napajanje. Ovo je naravno vrlo uvjetno i svaki čip se može napajati preko vlastitog naponskog regulatora, DC/DC pretvarača ili djelitelja napona (otpornika) te svakako nije pametno ovo raditi ukoliko za uređaj još ima spasa jer se time vrlo lako može napraviti još veća šteta. No, u našem slučaju spasa nema i na pločici se ne može pratiti kuda idu veze s glavnog napajanja pa idemo izravno na čipove. Za ovo pak nam treba identifikacija istih.
- ATR 0981 (Atmel) – UHF RF pojačalo za prijemnik i UHF VF pojačalo za predajnik
- HDF 4177 – SAW filtar
- 63C06 X709 (Freescale Motorola) – nepoznato
- 64C01 J27Y-1 (Freescale Motorola) – nepoznato
- XMC2192PB14A 6J83Y (Freescale Motorola) – nepoznato (MCU)
- M95160WP (STMicroelectronics) – EEPROM 16kb
- LM1894M (National Semiconductor) – redukcija šuma (DNR – Dynamic Noise Reduction System)
- MTRD V358 – nepoznato
- MTRA 265 – nepoznato
- 957B – nepoznato
Za originalne Motoroline čipove nismo uspjeli iskopati nikakve podatke. To i ne čudi jer Motorola sigurno nikad nije javno objavila tehničke karakteristike svojih namjenskih čipova, a to je ovdje glavni mikrokontroler vjerojatno sa LCD driverom i čipovi u kojima su implementirani sklopovi prijemnika i predajnika (osim RX/TX pojačala sadržanih u Atmelovom ATR 0981). Ti Motorolini čipovi iz 2007. godine imaju logo američke tvrtke Freescale Semiconductor koja je nastala 2004. godine odvajanjem Motorolinog sektora proizvodnje poluvodiča. Već 2006. godine ovu tvrtku je kupila grupa privatnih investitora, a zatim se 2015. spojila sa nizozemskim proizvođačem poluvodiča NXP Semiconductors. Za neke čipove ostalih proizvođača našli smo tvorničke podatke, a neki imaju SMD kodove koje je nemoguće nedvojbeno dešifrirati.
Dovođenje napona napajanja izravno na čipove oživjelo je uređaj te se može dobiti uredan prikaz displeja i funkcioniranje tipkovnice. To potvrđuje da je greška doista negdje u ulaznom krugu dijela regulacije napona napajanja. Kako god bilo, mi ovdje nećemo dalje pod mikroskopom raditi kirurška seciranja ovog uređaja jer čak i ako nađemo neispravnu komponentu vjerojatno nigdje nećemo nabaviti njenu zamjenu.
Cilj je bio pokazati koliko je moderna mikroelektronika zapravo nepopravljiva:
- vrlo sitne gusto montirane SMD komponente koje se mogu razlučiti jedino mikroskopom,
- višeslojna tiskana pločica sa maskiranim (prelakiranim) vezama koje je vrlo teško pratiti,
- veliki broj ključnih specijaliziranih namjenskih čipova za koje je nemoguće naći tvorničke podatke,
- veliki broj SMD komponenti bez oznaka ili sa kodovima koje je nemoguće sa sigurnošću dešifrirati,
- teška često i nemoguća nabava pričuvnih (zamjenskih) komponenti,
- nemogućnost bilo kakve improvizacije zbog nedostatka prostora,
- vrlo različite komponente ili namjenske kombinacije komponenti mogu dijeliti potpuno ista SMD kućišta, a isto tako i potpuno jednake elektroničke komponente mogu doći u desetak različitih SMD kućišta sa različitim brojem izvoda,
- vrlo veliki broj različitih tipova i inačica poluvodiča (posebno tranzistora i dioda) razvijen u posljednjih dvadeset godina
Osim ovog, ne treba ni spominjati vrlo složene elektroničke krugove, specijalizirane softvere za mikrokontrolere i memorije te najčešće nedostatak bilo kakve tehničke ili servisne dokumentacije za uređaj.
Iako kao elektroničari ne bi trebali podržavati praksu “bolje kupiti novo, nego popravljati staro” moramo priznati da se većinu današnje elektronike niti može niti isplati popravljati. Također mogućnost, isplativost ali i korisnost popravaka drastično pada što je uređaj stariji. Čak da se i pomučimo popraviti ovu Motorolu XTN 446 staru skoro 20 godina, unatoč njezinoj neupitnoj kvaliteti to je danas generalno gledano zastarjeli PMR uređaj koji podržava samo 8 analognih kanala. Danas za 150 eura možete kupiti novi model Motorolinog PMR/dPMR primopredajnika koji podržava svih 16 analognih i svih 32 digitalnih kanala, naravno sa svim mogućim funkcijama koje su za PMR smišljene i sa jednako dobrom kvalitetom veze. To je cijena koja se više ne može izvući iz naše stare analogne Motorole, a kao kolekcionarski primjerak poslužiti će i u ovakvom neispravnom stanju 🙂