Każde urządzenie elektryczne jest połączone z przewodami i wtyczkami. W momencie wystąpienia usterki musimy dowieść, który z tych elementów jest uszkodzony. Bez przeprowadzenia dowodu, czyli właściwej diagnostyki, ryzykujemy, że niepotrzebnie wymienimy części.

Przykładem może być sporadyczna awaria systemu parkowania, wyposażonego w czujniki z przodu i z tyłu samochodu. Przechodzimy do sterownika i stwierdzamy, że zamiast wymaganych 12 V w momencie awarii napięcie spada do 6 V.

Jeżeli jesteśmy już przy tym module i mamy do czynienia z usterką, która może za chwilę zniknąć, przy okazji warto wykonać kilka prostych pomiarów. Wypinamy wtyczkę z urządzenia, mierzymy napięcie i masę. Może okazać się, że masa jest niewłaściwa, to znaczy ma pewien opór względem karoserii, a może być też tak, że sterownik w wyniku uszkodzenia pobiera za dużą moc i dlatego napięcie zasilające spada tak bardzo.
Jeśli napięcie wciąż pozostaje zbyt niskie, warto sprawdzić jego źródło na schemacie elektrycznym. Jeśli pochodzi z bezpiecznika, problem najprawdopodobniej tkwi w skrzynce bezpieczników – ten bezpiecznik może zasilać inne urządzenia i to one mogą być źródłem zwarcia. Gorzej, jeśli napięcie dostarcza moduł centralny – w takim przypadku konieczna może być kosztowna naprawa lub wymiana sterownika, wiążąca się dodatkowo z jego programowaniem.

Diagnostyka okablowania – na co zwrócić uwagę?
Zastanówmy się, czy sprawdzając okablowanie, robimy to dobrze. Podstawową metodą weryfikacji przewodów elektrycznych jest kontrola ich ciągłości za pomocą omomierza. Jednak nawet jeśli miernik wykazuje prawidłowe wartości, przewód może być w pewnym miejscu przerdzewiały lub naderwany, co uniemożliwia przepływ prądu o wymaganym natężeniu. Przekrój jest za mały, a skorodowane druciki stanowią skuteczny opór dla prądu. Nawet w samochodach stosunkowo nowych zdarza się, że pojedyncze, ukryte w wiązkach przewody ulegają uszkodzeniom – kilkanaście jest w idealnym stanie, a ten już nie. Zlokalizowanie takiej usterki jest pracochłonne i wymaga precyzyjnej diagnostyki.

Kiedy problemem jest sterownik?
Zdarzają się także sytuacje odwrotne – poświęcamy wiele godzin na sprawdzanie okablowania, a finalnie okazuje się, że uszkodzeniu uległ sterownik. Dotyczy to zwłaszcza usterek sporadycznych, które nie są widoczne gołym okiem. Te widoczne na pierwszy rzut oka potrafimy naprawić szybko, gdyż przystępujemy do ich usunięcia, nie poświęcając czasu na diagnostykę. Problemy pojawiają się, gdy usterka nie jest widoczna – tylko ukryta i sporadyczna. Wówczas powinniśmy stosować metody diagnostyczne, pozwalające na zlokalizowanie poszukiwanej usterki, i to możliwie szybko. Pierwsza metoda, którą stosujemy najczęściej, to ta oparta na statystyce, czyli naszym doświadczeniu lub doświadczeniu innych, np. użytkowników forum internetowego. Jeżeli w danym typie samochodu usterka pojawiła się kilka razy, przystępujemy do pracy z takim właśnie nastawieniem. Na przykład gdy w danym aucie szwankują światła, zazwyczaj mamy do czynienia z uszkodzonym centralnym modułem – umiejscowiony w złym miejscu, powoduje wnikanie wody. Pękają w nim połączenia lutowane, a i wtyczki pozostawiają wiele do życzenia. Takie podejście sprawdza się w wielu przypadkach. Jednak prawdziwą sztuką jest umiejętność szybkiego i skutecznego wykrycia nietypowych, trudnych do zlokalizowania problemów.

Skuteczna metoda symulacji
Jedną z kluczowych technik diagnostycznych jest przeprowadzanie symulacji, w tym podstawianie elementów. W przypadku problemów z okablowaniem czy uszkodzonymi podzespołami prostą, ale skuteczną metodą jest przylutowanie dodatkowych przewodów, które dublują oryginalne połączenia. Czas takiego działania jest bardzo krótki, a przy okazji mogą ujawnić się różne uszkodzenia.
Przykładem może być awaria zamka w drzwiach pojazdu. Czasami nie działa on prawidłowo – nie dociąga elementu wykonawczego, więc drzwi pozostają otwarte. Mimo braku błędów w systemie komfortu uznaliśmy, że albo uszkodzony jest siłownik, albo kable zasilające nie dostarczają wystarczającej energii elektrycznej. Odsunęliśmy więc osłony plastikowe w słupku, aby dostać się do przewodów, i przylutowaliśmy dwa dodatkowe kable, plus i minus, łącząc je ze sterownikiem w drzwiach. Dostęp do niego był łatwy po zdjęciu osłony tapicerskiej.
Wykonując te czynności, ujawniliśmy problem. Okazało się, że podczas ruszania wtyczką do sterownika w drzwiach uszkodzenie pojawia się i znika. Wystarczyło wymontować sterownik i przelutować uszkodzone gniazda lutownicze.
Można stwierdzić, że dołączanie dodatkowych kabli nic nie dało, że aby odnaleźć uszkodzenie, wystarczyło poruszać wtyczką. Jednak to właśnie dołączanie tych kabli spowodowało, że poruszaliśmy wiązką przewodów i oczywiście wtyczką. Gdyby okazało się, że te czynności nic nie dały, następnym krokiem byłoby podstawienie drugiego sterownika, a może potem siłownika. O ile mielibyśmy dostęp do tych części.
Podstawianie sprawnych komponentów to metoda szybka i prosta technicznie, w przeciwieństwie do bardziej zaawansowanych analiz wymagających znajomości schematów elektrycznych i pomiarów sygnałów. Ale to już tak zwana analiza sygnałów – najprostsza metoda polega na symulacji, a dokładniej: na podstawianiu części w celu szybkiego wykrycia usterki.
Reasumując, rodzaj symulacji polegający na podstawianiu elementów, w tym przewodów elektrycznych, jest prostą, ale istotną metodą diagnostyczną, jeśli chcemy odszukać usterkę sporadyczną, trudną i niewidoczną.

Stanisław Mikołaj Słupski
Politechnika Lubelska
Katedra Elektrotechniki i Technologii Inteligentnych