Danas je dobiven na popravak mali kuhinjski uređaj za pripremu hladnih i toplih napitaka, prvenstveno kave (espresso, macchiatto) preko NESCAFÉ Dolce Gusto kapsula. Uređaj je proizvod njemačke tvrtke Krups (u vlasništvu francuske Groupe SEB) te je još uvijek u ponudi po cijeni cca 100 eura.
Tvrtka Krups vuče korijene iz 1846. godine kada je započela proizvodnju preciznih i industrijskih vaga. Tijekom 1950-tih godina proizvodnja se počela širiti na kućanske kuhinjske aparate. Prvi električni Krups aparati za kavu pušteni su u prodaju 1983. godine i ubrzo su postali najpopularniji proizvod tvrtke čineći 40% ukupne prodaje u Njemačkoj i 30% u SAD-u. Tijekom 1991. godine Krups je krenuo u zajedničko ulaganje sa švicarskom prehrambenom korporacijom Nestlé za proizvodnju Nespresso aparata za kavu. Tvrtka Krups je 2001. godine završila u stečaju te ju je kupio veliki francuski proizvođač malih kućanskih aparata i posuđa Groupe SEB.
Naš aparat ne pokazuje nikakve znakove života. Odmah ćemo reći da ovakvi aparati nisu predviđeni za popravke jer se teško rastavljaju i dijelovi nisu dostupni izvan tvorničkih servisa.
Plastično kućište sadrži svega jedan vijak za koji vam treba specijalni alat. Ovaj vijak više služi kao zaštita od neovlaštenog rastavljanja uređaja nego kao montažni element kućišta.
Dvije polovice kućišta skopčane su sa unutrašnje strane plastičnim kopčama i trebat će vam ponešto spretnosti i strpljenja da kućište rastavite bez oštećenja.
Mali kućanski Espresso aparati su principijelno jednostavni uređaji koji se sastoje od električne pumpe i električnog grijača za vodu.
Lijevo na slici je mali grijač vode (bojler), a desno je pumpa za vodu. Obje ove komponente smo provjerili zasebno i utvrdili da su ispravne.
Pumpa je snage 53 W i pritiska 15 bara (1,5 MPa), a grijač je snage oko 1500 W.
Ovo je sklopka kojom se preko mikroprocesora i izlaznih triaka uključuje rad pumpe i grijača. Sklopka je ispravna.
Preostalo je provjeriti elektroniku.
Na gornjoj strani je montiran na hladilo triak BTA312 800CT (800V / 12A) za uključenje grijača. Tu je i filtarski blok kondenzator 220 nF te varistor S14 K300 (300V) za zaštitu od mrežnog prenapona, zatim kondenzator 470 nF za pad napona te otpornik 82 Ω za ograničenje struje u niskonaponskom krugu napajanja elektronike (5 V), kao i filtarski elektrolitski kondenzatori 470 µF za krug napajanja 5 V.
Na donjoj strani je triak Z7N, odnosno punog naziva Z0107SN (700V / 1A) za uključenje pumpe. Uočavamo i dva SMD tranzistora (jedan za detekciju napona, drugi driver za indikacijsku LED) te mikrokontroler STM 8S003F3P6.
Unatoč tome što se radi o vrlo jednostavnom električnom aparatu sa svega dva elementa (pumpa i grijač) koji čak nema nikakav displej ili slična moderna (nepotrebna) čuda, ipak je ugrađen 8-bitni mikrokontroler koji sadrži interni oscilator takta na 16 MHz, 8 kbita Flash i 128 bita EEPROM memorije, 10-bitni ADC, 3 timera, UART, SPI i I²C komunikacijska sučelja te 16 ulazno izlaznih portova. Ovo je čitav jedan mali mikro-kompjuter kojem je jedini posao prihvatiti ulazne podatke sa dvostruke sklopke i termo-senzora, te uključiti dva triaka i indikacijsku LED diodu.
Triaci su ispravni ali smo našli da linija napajanja mikrokontrolera (5 V) ne radi. Ovdje je riječ o kondenzatorskom napajanju gdje se kapacitivni otpor kondenzatora na frekvenciji gradske mreže (50 Hz) koristi za dobivanje pada napona sa 230 V na svega nekoliko volti. Za razliku od otpornika kondenzator za tu funkciju se ne grije i ne troši veliku snagu, no maksimalna izlazna struja je ograničena njegovim kapacitetom. Također, ovdje nema galvanskog odvajanja mrežnog od dobivenog niskog napona pa proboj diode ili kondenzatora obično dovodi do uništenja niskonaponskih komponenti.
Evo kako izgleda pretvarač mrežnog napona 230 V u istosmjerni napon 5 V. Mrežni ulaz je premošten filtarskim kondenzatorom 0,22 µF i varistorom za zaštitom od prenapona iznad 300 V. Osnovni aktivni elementi su kondenzator od 0,47 µF (pad napona), otpornik od 82 Ω (ograničenje struje), zener dioda za 5,6 V (ograničenje napona), dioda GN1M (ispravljanje napona) i filtarski kondenzatori. Postoji i pomoćni krug sa tranzistorom BC856B koji vjerojatno služi kao detektor prisutnosti napona napajanja za upravljački mikrokontroler.
Ovaj krug je negdje u kratkom spoju. Nažalost, nakon provjere našli smo da je kratki spoj u samom mikrokontroleru (MCU) što znači da je isti neispravan. MCU je relativno novije proizvodnje i lako je nabaviti zamjenski, no to ništa ne koristi ako nemamo originalni tvornički program za MCU. Program pak je praktično nemoguće nabaviti, a pokušaj izvlačenja istog iz nekog ispravnog uređaja i općenito pokušaj čitanja i upisivanja (kopiranja) firmwarea na ovaj MCU zahtijeva precizne alate i specijalne programatore čime se, s obzirom na cijenu uređaja, zasigurno nitko neće baviti.
Tamna mrlja na mikrokontroleru može biti indikacija njegovog otkaza, no to jednako tako može biti i ostatak nekog pomoćnog sredstva (ljepila) upotrijebljenog tijekom strojne montaže istog. Pinovi napajanja 5 V (pin 7 i pin 9) su ovdje u kratkom spoju (otpor svega 3 Ω) te ovaj MCU više nije moguće ni spasiti ni eventualno iščitati podatke iz njega.
Mali kućanski aparati sa grijačima vode (kaffe-aparati, parni čistači i slično) obično su nakon otkaza vrlo teško popravljivi. Sadrže splet finih cjevčica, spojnica, dizni i mlaznica koje su vrlo podlože začepljivanju uslijed taloženja kamenca i drugih nečistoća, a do toga dolazi ako se uređaj redovno ne čisti ili ako se ne koristi duže razdoblje. Jednom začepljena mjesta je kasnije vrlo teško očistiti jer mnogi dijelovi nisu rastavljivi ili su jako teško rastavljivi, a sami elementi kroz koje se vodi tekućina mogu biti vrlo malih promjera i fine strukture. S električne strane gledano, pregorenu pumpu ili grijač (bojler) također je najčešće nemoguće popraviti jer su električni dijelovi obično izolirani (zaliveni) vodonepropusnim smjesama. Zamjena cijelih elemenata je opet praktično teško ostvariva jer dijelova nema izvan tvorničkih skladišta ili su cjenovno neisplativi za kupnju.
Međutim, najviše ljuti kada su sve aktivne komponente uređaja ispravne, a isti ne radi zbog otkaza nekog specijalno programiranog mikrokontrolera u upravljačkom dijelu koji tu i nije bio nužno potreban. Čitavo upravljanje se ovdje moglo izvesti i sa nekoliko klasičnih (popravljivih) komponenti. No, današnji trendovi su takvi da kupac proizvod bira najviše na osnovu njegovog vanjskog dizajna i tržišne cijene. Sama kvaliteta proizvoda je pak zamaskirana kontinuiranim plasiranjem novih modela koji se u praksi jednostavno ne stignu testirati dovoljno dugo da budu proglašeni dobrim ili lošim uređajem. Tako možete naći desetke različitih modela uređaja sa potpuno istim ključnim dijelovima (pumpa, grijač) ali sa donekle izmijenjenim dizajnom kućišta i sa ugrađenih više ili manje (nepotrebnih) dodataka poput raznih displeja, kontrola na dodir, svjetlosnih ili zvučnih indikacija i slično. Takvi opremljeniji modeli sigurno trebaju mikrokontroler, a zbog ukupnog pojeftinjenja proizvodnje isti se onda ugrađuje u sve modele te serije, od onih osnovnih do onih najbogatijih raznim dodacima.
Uz malo truda ovaj naš espresso aparat Krups KP1A0 Piccolo XS mogli bi preinačiti da radi bez mikrokontrolera, no s obzirom na njegovu cijenu jednostavno se ne isplati razvijati taj projekt. Najveći problem pri tome ne bi bio električki, već to što unutar kućišta ima jedva mjesta za smještaj originalnih dijelova, a i samo kućište nikako nije prikladno za višekratno rastavljanje, sastavljanje, modifikaciju i slično. Jeftini mikrokontroleri uvelike pojednostavljuju dizajn modernih elektroničkih uređaja, ali s druge strane otežavaju njihov popravak. Kad istekne garantni rok, pokvarene uređaje je danas najjeftinije baciti u smeće/reciklažu, pa čak i ako je kvar kao u našem slučaju na komponenti koja čini svega 0,01% ukupne proizvodne cijene uređaja 🙂