PH metar Iskra MA 5735

Danas je nabavljen stolni digitalni pH metar slovenskog proizvođača Iskra pod oznakom MA 5735 iz druge polovice 1980-tih godina.

O pH mjeračima već smo pisali u nekoliko naših objava pa ovdje nećemo ponavljati teoriju:

• pH meter Iskra MA 5701
• pH meter Iskra MA 5703
• PH metar Iskra MA 5722
• pH meter Iskra MA 5724
• PH metar Iskra MA 5730
• pH metar Polymetron Typ 55 B
• pH metar Philips PW 9414 (digital ion activity meter)
• pH metar Radiometer Copenhagen Type PHM 26

Ponovit ćemo samo da je pH metar električki gledano milivoltmetar koji mjeri razliku električnog potencijala (napona) između dvije elektrode uronjene u mjerenu tekućinu koja se ponaša kao elektrolit. Te dvije elektrode kod pH mjerača se najčešće zovu referentna i indikatorska te mogu biti izvedene kao zasebne elektrode ili kao jedna kombinirana elektroda u zajedničkom staklenom tijelu. Naponi koji će se pojaviti na elektrodama pH metra ovise o tipu i osjetljivosti istih, a također i o temperaturi otopina i rastvora sa kojima se radi. Stoga je kod pH metra izuzetno važno prije mjerenja izvršiti kalibracije glede ovih faktora jer u protivnom mjerenje neće biti točno.

Za MA 5735 nemamo nikakvih podataka, no isti ima iste prepoznatljive kontrole kao i većina drugih pH mjerača. To je mogućnost mjerenja, odnosno pokazivanja izmjerene vrijednosti u mV ili tome odgovarajućoj pH vrijednosti, te kontrola za obaveznu korekciju temperature (postavljanje na vrijednost temperature otopine kojoj se mjeri pH). Na zadnjoj strani je priključnica za temperaturnu sondu Pt-100 pa uz pomoć ove sonde uređaj vjerojatno automatski korigira mjerene vrijednosti s obzirom na temperaturu otopine. Na tipkovnici vidimo i dvije kalibracijske kontrole, vjerojatno za kalibraciju odziva korištenih PH sondi (elektroda), ovisno o njihovom tipu.

Tipka PRINT ovdje vrlo vjerojatno šalje podatke o izmjerenim vrijednostima u digitalnom obliku na RS232 priključak na zadnjoj strani instrumenta. Osim u digitalnom, podaci se za eventualnu daljnju obradu dobivaju i u analognom obliku na priključnicama REC. Na zadnjoj ploči su i priključnice za elektrode, pojedinačno za referentnu (REF) i indikatorsku (GLASS) elektrodu ili za jednu kombiniranu elektrodu (COMB.). Desno su mrežna sklopka, osigurač i priključnica za mrežni kabao.

PH metar Iskra MA 5735 je elektronički prilično složen sklop koji se bazira na čak 14 integriranih krugova:

• AD515 (Analog Devices) – operacijsko pojačalo
• 80-CPU (MME) – 8-bitni mikroprocesor
• HY6116AP-15 (Hyundai) – CMOS 2K x 8 SRAM memorija
• M2732AF1 (SGS-Thomson) – NMOS 4K x 8 EPROM memorija
• MP245 – kristal za 24,576 MHz
• CD74HCT4060E (RCA) – 16-stupanjski binarni brojač sa oscilatorom
• P8255A (AMD) – programabilno periferno sučelje (PPI)
• MC14433P (Motorola) – A/D konverter sa BCD izlazom za 1999 displej
• MC1403AU (Motorola) – izvor referentnog napona
• LF13201N (National Semiconductor) – četiri analogne elektroničke sklopke
• B084D (RFT) – četiri operacijska pojačala
• SN74LS138N (Motorola) – 3-line to 8-line decoder / demultiplexer
• SN74LS132N (Texas Instruments) – četiri NAND vrata sa dva ulaza
• P8255A (AMD) – programabilno periferno sučelje (PPI)
• SN74LS245N (Texas Instruments) – driver za osam dvostranih komunikacijskih podatkovnih linija

Srce uređaja je 8-bitni  mikroprocesor 80-CPU MME. To je nelicencirana kopija američkog mikroprocesora Zilog Z80 proizvedena u tadašnjoj Istočnoj Njemačkoj u tvornici VEB Mikroelektronik “Karl Marx” Erfurt (skraćeno MME). Osnovna MME oznaka ovog čipa je inače U880, a 80-CPU je oznaka jedne od desetak inačica toga čipa proizvedenih za izvoz. Konkretno oznaka 80-CPU se odnosi na čipove predviđene za rad u temperaturnom području 0 – 70 °C i na taktu od 2,5 MHz. Kristal na našoj pločici ima oznaku MP245 što prema CTS kodnim oznakama odgovara frekvenciji od 24,576 MHz. Međutim, odmah pored kristala je brojač/djelitelj CD74HCT4060E kojim se ova frekvencija vjerojatno dijeli sa 10 za dobivanje takta od 2,4576 MHz. Maksimalna frekvencija na kojoj rade čipovi Z80 je 8 MHz. Mikroprocesori serije Z80 prvi put su se pojavili na tržištu 1976. godine, te se u raznim inačicama ugrađivani u mnoge računalne sisteme za civilne i vojne promjene. MME je klonove čipova Z80 proizvodila u razdoblju od 1980 – 1996. godine.

Mikroprocesor 80-CPU komunicira sa vanjskim RAM i ROM memorijama, a sučelje sa tipkovnicom i displejom je prošireno preko dva PPI čipa P8255A. Ovi čipovi sadrže 24 paralelne ulazno/izlazne linije s različitim programabilnim načinima rada. U analognom dijelu je ulazno mjerno pojačalo sa operacijskim pojačalom AD 515, a signal se zatim digitalizira preko Motorolinog A/D konvertera MC14433P.

Bez elektroničke sheme ne možemo nešto više zaključiti iz samih tiskanih pločica, no jasno je da je ovaj uređaj rani primjerak prelaska različitih komercijalnih uređaja na mikrokontrolere i programske memorije. Bez ispravno upisanog programa u ROM memoriju ovaj uređaj neće raditi, a RAM memorija se vjerojatno koristi za pohranu dvije kalibracijske vrijednosti.

PH metar Iskra MA 5735 tako sadrži komponente kao jedno malo računalo što je u 1980-tim godinama možda bio preskup pristup za jedan ovakav relativno jednostavan uređaj. Prema oznakama na tiskanoj pločici prvi uređaji MA 5735 su na tržište izašli 1987. godine, a prema datumskim oznakama na čipovima naš uređaj bi mogao biti proizveden godinu dana kasnije.

Za razliku od prethodno opisanog  PH metra Iskra MA 5730, ovaj MA 5735 je smješten u lijepo dizajnirano metalno kućište, sa modernom izvedbom tipkovnice. No, takve folijske tipkovnice su manje trajnije i više podložne vanjskim oštećenjima od pravih tastera, sklopki i analognih kontrola. Također, te tipkovnice su trajno slijepljene na prednju šasiju te nije moguće njihovo rastavljanje ni demontaža bez neminovnih mehaničkih oštećenja.

Naš primjerak uređaja ne radi. Nakon uključivanja i inicijalne provjere displeja upali se neprekinuti alarm i uređaj ne reagira na kontrole. Kad ga već imamo otvorenog, napravili smo osnovne testove. Iz mrežnog transformatora se dobivaju tri linije napajanja koje se ispravljaju i reguliraju na +5V i na ±5V. Ovi naponi su ispravni. Nakon toga smo izmjerili prisutnost napona i signala takta na mikroprocesoru. Napon je prisutan i takt je na očekivanih 2,45 MHz. Zatim smo termo kamerom provjerili imali kakvo pretjerano zagrijavanje komponenti. Sve temperature su u normalnom rasponu.

Nakon ovoga možemo izvlačiti dostupne tvorničke podatke (data sheet) za pojedine integrirane krugove te na njima mjeriti karakteristične (očekivane) napone i signale. Međutim, bez servisne dokumentacije za sam uređaj MA 5735, to više ne može biti neki ciljan i logički pristup traženju neispravnosti nego više pokušaj da se možda negdje detektira kakav signal sa karakteristikama posve izvan očekivanog, a što bi onda moguće upućivalo na neispravnost u tom dijelu sklopovlja. Naravno, ništa ovdje ne garantira ni da je ispravan sam program upisan u EPROM memoriju, a kojeg danas još jedino možemo izvući iz nekog ispravnog uređaja. Svi čipovi su lemljeni na dvostranu pločicu i nasumična izmjena čipova da bi se možda našao neki neispravan je ovdje praktično neizvediva. Na kraju, ako i nekim slučajem uspijemo naći neispravnost, time opet nismo naučili ništa novo o elektronici.

Današnja moderna elektronika u kućanskim aparatima, računalima, mobitelima, RTV i sličnim uređajima koje imamo u svakom domu (i koji se stalno kvare) je vrlo kompleksna. Servisna dokumentacija za istu je uglavnom nedostupna izvan ovlaštenih servisa, no da je i posjedujemo potrebno je puno vremena i učenja kako bi shvatili svu kompleksnost iste. Jednako tako su nedostupne i mnoge specijalizirane (namjenske) komponente kao i softver ugrađen u moderne uređaje. Minijaturizacija i robotsko sastavljanje današnje elektronike također otežava kasniji servis uređaja te su često potrebni specijalni namjenski alati. Stoga se popravci uglavnom svode na pretpostavke o karakterističnim greškama i opće pokušaje zamjene svih “sumnjivih” komponenti. Takav pristup troši vrijeme i novce, a najgore što se iz svega toga na kraju ništa ne nauči, čak i ako se tom nasumičnom zamjenom pogodi neispravna komponenta. Sve ovo vodi tome da amatersko bavljenje servisnom elektronikom postaje samo još jedan zanat u izumiranju…