Диагностика неисправностей блока питания с помощью мультиметра
Недавно понадобилось произвести диагностику питания, для того чтобы понять по какой причине не запускается машина. К сожалению, в интернете оказалось мало годных статей на эту тему, поэтому пришлось самому лезть в даташиты.
Эта статья является выжимкой из моих изысканий и надеюсь поможет кому-нибудь, когда им придется заниматься тем же самым.
Дисклеймер номер раз: Данная статья относится только к обычным блокам питания стандарта ATX, она не относится к проприетарным стандартам блоков (например как у старыx рабочиx станциях DELL или SUN), использующим другую распиновку ATX-коннектора. Внимательно сверьтесь со схемой и убедитесь в том, что ваш блок питания является стандартным прежде чем проводить диагностику, во избежании причинения вреда вашему компьютеру.
Дисклеймер номер два: Вы должны понимать что вы делаете и соблюдать технику безопасности, в том числе электростатической (в т.ч. работать в антистатическом браслете). Автор не несет ответственности за порчу оборудования или вред здоровью вследствие несоблюдения или незнания техники безопасности и принципов работы устройства.
Перейдем к теории:
Стандарт ATX имеет 2 версии — 1.X и 2.X, имеющие 20 и 24-пиновые коннекторы соответственною, вторая версия имеет 24-x 4 дополнительных пина, удлиняя тем самым стандартный коннектор на 2 секции таким образом: 
Прежде чем мы начнем, расскажу про “правила большого пальца” по отношению к неисправностям:
1) Проблемную материнскую плату легче заменить чем починить, это крайне сложная и многослойная схема, в которой разве что можно заменить пару конденсаторов, а обычно это проблемы не решает.
2) Если вы не уверены в том что вы делаете, то не делайте этого.
Перейдем к диагностике:
Вам понадобится обычный мультиметр. Необходимы достаточно тонкие щупы, для того чтобы мы могли тыкнуть в провод с задней части коннектора.
Ничего из корпуса не вынимаем. Диагностику проводим с коннектором питания в материнской плате, и включенным блоком питания, подключенным к сети.
Если ваш мультиметр не имеет функции автоматической подстройки диапазона, то выставьте его на измерение десяток вольт постоянного напряжения. (Обычно обозначается 20 Vdc)
Поставим черный щуп на землю (GND-pin, COM, см. схему выше) — черный провод, к примеру контакты 15, 16, 17.
Концом красного щупа тыкаем в:
1) Пин 9 (Пурпурный, VSB) — должен иметь напряжение 5 вольт ± 5%. Это резервный интерфейс питания и он работает всегда, когда блок питания подключен к сети. Он используется для питания компонентов, которые должны работать, пока 5 основных каналов питания недоступны. К примеру — контроль питания, Wake on LAN, USB-устройства, контроль вскрытия и т.д.
Если напряжения нет или он меньше/больше, то это означает серьезные проблемы со схемой самого блока питания.
2) Пин 14 (Зеленый, PS_On) должен иметь напряжение в районе 3-5 вольт. Если напряжения нет, то отключите кнопку питания от материнской платы. Если напряжение поднимется, то виновата кнопка.
Все еще держим красный щуп на 14ом контакте…
3) Смотрим на мультиметр и нажимаем кнопку питания, напряжение должно упасть до 0, сигнализируя блоку питания о том, что надо врубать основные рельсы питания постоянного тока: +12VDC, +5VDC, +3.3VDC, -5VDC и -12 VDC. Если изменений нет, то проблема либо в процессоре/материнской плате, либо в кнопке питания. Для того чтобы проверить кнопку питания вытаскиваем ее коннектор из разъема на материнской плате и легонько закорачиваем пины легким прикосновением отвертки или джампером. Также можно попробовать аккуратно проводом закоротить PS_On на землю сзади. Eсли изменений нет, то скорее всего что-то случилось с метринской платой, процессором или его сокетом.
Если подозрения все-таки падают именно на процессор, то можно попытаться заменить процессор на известный исправный, но делать это на свой страх и риск, поскольку если убила его неисправная мать, то тоже самое может случиться и с этим.
0 В на PS_On… (Т.e. после нажатия на кнопку)
4) Проверяем Pin 8 (Серый, Power_OK) он должен иметь напряжение
3-5V, что будет означать что выходы +12V +5V и +3.3V находятся на примемлемом уровне и держат его достаточное время, что дает процессору сигнал стартовать. Если напряжение ниже 2.5V то ЦП не получает сигнала к старту.
В таком случае виноват блок питания.
5) Нажатие на Restart должно заставить напряжение на PWR_OK упасть до 0 и быстро подняться обратно.
На некоторых материнских платах этого происходить не будет, в случае если производитель использует “мягкий” триггер перезагрузки.
5V на PWR_OK
6) Смотрим на таблицу и сверяем основные параметры напряжения на коннекторе и всех коннекторах периферии: 
Тестируем на пробои:
ОТКЛЮЧАЕМ КОМПЬЮТЕР ОТ СЕТИ и ждем 1 минуту пока уйдет остаточный ток.
Ставим мультиметр на измерение сопротивления. Если ваш мультиметр не имеет автоматической подстройки диапазона, то ставим его на самый нижний порог измерений (Обычно это значок 200 Ω). Из-за погрешностей, замкнутая цепь не всегда соответствует 0 Ом. Сомкните щупы мультиметра и посмотрите какую цифру он показывает, это и будет нулевым значением для замкнутой цепи.
Проверим цепи блока питания:
Вынимаем коннектор из материнской платы…
И держа один из концов мультиметра на металлической части корпуса компьютера…
1) Дотрагиваемся щупом мультиметра до одного из черных проводов в коннекторе, а потом до среднего штырька (земли) сетевой вилки. Сопротивление должно быть нулевым, если это не так, то блок питания плохо заземлен и его следует заменить.
2) Дотрагиваемся щупом до всех цветных проводов в коннекторе по очереди. Значения должны быть больше нуля. Значение, равное 0 или меньше 50 Ом означает проблему в цепях питания.
Тестируем материнскую плату на пробои:
Вынимаем процессор из сокета…
Внимательно рассматриваем схему выше и, используя коннектор питания как пример, изучаем какие порты разъема чему соответствуют. Это очень важно, поскольку тестировать можно только землю (GND, Черные провода) иначе ток мультиметра может повредить цепи материнской платы.
3) Дотрагиваемся одним щупом мультиметра до шасси, а другим тыкаем во все разъемы земли (GND, пины 3, 5, 7, 13, 15, 16, 17) и смотрим на мультиметр. Сопротивление должно быть нулевым. Если оно не нулевое вытаскиваем материнскую плату из корпуса и тестируем опять, только в этот раз один из щупов должен касаться металлизированного колечка у отверстия для шурупов на которых плата фиксируется к задней стенке корпуса. Если значение сопротивления все еще ненулевое, то с цепями материнской платы что-то глубоко не так и скорее всего ее придется менять.
Для интересующихся и желающих залезть глубже советую почитать данный документ:
ATX12V Power Supply Design Guide Version 2.2
Как пользоваться мультиметром инструкция для чайников
Мультиметр — комбинированный тестер, с помощью которого измеряют параметры электрической цепи и ее составляющих. Прибор используют не только в профессиональной сфере, но и в быту. Работать с устройством довольно легко. Тем, кто еще новичок в электротехнике, предлагаем узнать из нашей статьи, как пользоваться мультиметром. 
Классификация
Приборы классифицируются на 2 группы — аналоговые и цифровые. Различаются они набором функций, точностью измерений, устойчивостью к помехам, удобством применения. 
С помощью тестера можно найти:
- силу и напряжение тока;
- сопротивление участков цепи и отдельных элементов;
- емкость конденсаторов;
- индуктивность катушек;
- температуру.
Для ремонта электронной или цифровой техники мультиметры просто незаменимы. Приборы помогают быстро обнаружить поломку и исправить ее.
Аналоговые
Представляют собой стрелочные тестеры, состоящие из чувствительного магнитоэлектрического измерителя, добавочных резисторов и шунтов. Информация передается на градуированную шкалу при помощи подвижной стрелки. 
Преимущества аналоговых устройств:
- устойчивость к помехам;
- чувствительность к изменениям в электрической цепи;
- доступная цена.
- большая погрешность измерений;
- нелинейная шкала, для которой требуется предварительное выведение нуля специальным регулятором;
- низкое внутреннее сопротивление;
- нет автоматического определения полярности;
- невозможно измерить переменный ток или напряжение.
Тем не менее некоторые инженеры предпочитают именно аналоговый вариант для тех случаев, когда при испытаниях электрических компонентов нужно точно определить направление и тенденцию изменения величины.
Цифровые
Инструменты последнего поколения очень популярны в среде электронщиков благодаря возможности быстро и точно измерить нужные параметры. Электронные мультиметры более приспособлены для повседневной работы, поэтому их можно с уверенностью рекомендовать новичкам. 
Форма и размеры прибора могут быть различными, но алгоритмы измерения основных величин одинаковы практически у всех моделей.
Плюсы цифровых тестеров:
- информация выводится на дисплей в виде числа с одним/двумя знаками после запятой в нужных единицах, что позволяет не затрачивать время на расшифровку;
- при замене полярности значения отображаются со знаком минус;
- высокое внутреннее сопротивление, что сокращает погрешности до минимума;
- продуманный интерфейс и простое управление помогает быстро освоить принципы измерения и приступить к работе.
- чувствительность к помехам;
- тусклый дисплей и искажение значений при разрядке батареи питания.
Цифровые мультиметры имеют выход для подключения компьютера, с помощью которого производится запись и дальнейшая обработка результатов.
Конструкция
Мультиметрами чаще всего называют именно цифровые тестеры. Они могут быть как переносными, так и стационарными для профессионального использования. 
Самые удобные для домашнего применения — компактные мобильные модели, которые можно держать в руке. Внешне они представляют собой небольшие приборы в виде плоской коробочки. Питание предусмотрено от батареек. На передней поверхности расположены дисплей, дисковый переключатель для установки режима и смены диапазона, 3-4 разъема для щупов и 1 для транзисторов.
На дисплее высвечивается значение измеряемой характеристики. С помощью ручки управления задается режим (измерение силы тока, напряжения, сопротивления и т.д.). По кругу нанесены обозначения показателей и их диапазон. При установке переключателя метка или стрелка должны быть обращены в нужный сектор.
Разъемы служат для подключения щупов. Черный провод по принятым в электротехнике правилам всегда «минус». «Плюсом» может быть любой цвет, в мультиметрах он, как правило, красный. Для измерения температуры в комплект включается термопара. 
Гнезда имеют обозначения:
- СОМ — «земля», нулевая клемма, предназначено для черного щупа;
- VΩmA — для измерения напряжения, сопротивления и для тока до 200 mA, красный щуп;
- 10ADC — для тока силой до 10 А.
Два последних используются как контакты для термопары. Отдельно расположен разъем для проверки транзисторов.
Приборы могут выпускаться в ударо-пыле-защищенном исполнении. От механических повреждений электронную начинку подстраховывает прорезиненный кожух, а герметичный корпус изготовлен из негорючего пластика.
Разрядность, разрешение, погрешность
Разрядность мультиметра — это величина, определяющая число разрядов для записи измеряемой характеристики. Она задает не точность прибора, а вид (длину) числа. Так например, разрядность 4 1/2 означает, что дисплей отображает 4 полных разряда и 1 половинчатый, то есть до 19999 отсчетов. Если величина выходит за эти пределы, необходимо переключиться в другой диапазон.
Разрешение обозначает степень точности прибора, то есть на каком интервале возможно обнаружение изменения характеристики. Если разрешение мультиметра составляет 1 мВ в диапазоне 4 В, то при измерении напряжения в пределах 1 В разница между соседними значениями будет не менее 1 мВ.
Погрешность цифрового мультиметра — это наибольшая ошибка, которую допускается прибором при измерении величин в конкретных рабочих условиях. Чем она меньше, тем ближе полученный результат к фактическому значению.
Чаще всего погрешность выражается в процентах. Например, если она составляет 1%, то при отображении напряжения в 200 В истинное значение распределяется в пределах от 198 до 202 В.
Как выставить нужный режим
Если неправильно установить переключатель, то прибор может выйти из строя, потребуется ремонт. Первое действие, которое нужно сделать перед измерением, — определить, какой ток протекает по проводам. Постоянный ток в батарейках, аккумуляторах или блоках питания, переменный — в бытовой электросети. 
Если характер тока изначально неизвестен, можно воспользоваться индикаторной отверткой:
- если индикатор не горит ни на каком контакте, — ток постоянный;
- при переменном токе свечение в отвертке появляется на фазе, на нуле отсутствует.
Второе — нужно выбрать часть сектора для искомой характеристики. Стандартные обозначения:
— напряжение переменного тока;
Следующий шаг — выставить диапазон измерений. Когда сила тока неизвестна, переключатель фиксируется на максимальном значении. Если ток окажется больше ожидаемого, это поможет избежать поломки. Так для стандартного напряжения переменного тока 220 В устанавливается предел 600 или 750 В.
Как правильно пользоваться мультиметром: инструкция для чайников
Рассмотрим, как измерить несколько электрических характеристик.
Потенциал
Алгоритм для определения напряжения:
- Установить режим в позицию ACV или DCV в предполагаемом интервале.
- Черный провод подключить к коннектору СОМ, красный — к разъему VΩmA.
- Наконечники щупов соединить с контактами цепи. Например, ввести в отверстия розетки или на полюса батарейки.
- Провести измерение.
Высветившееся на дисплее число — величина напряжения в вольтах. Знак «минус» говорит о том, что полярность была нарушена. Если мультиметр поддерживает функцию удержания, значение можно зафиксировать кнопкой HOLD. Это удобно для большой цепочки измерений.
Сила тока
Эта характеристика измеряется только при последовательном подключении тестера в цепь и включенном питании. Большинство приборов дают возможность определить силу тока до 10 А, поскольку в быту большие значения используются редко. 
Для проведения измерений в цепи устраивается разрыв. Дальнейшие действия по следующей схеме:
- Черный щуп — в гнездо СОМ.
- Красный — в разъем до 200 мА или 10А.
- Наконечниками осторожно прикоснуться к контактам.
- Считать с дисплея значение напряжения.
При работе с оголенными проводами необходимо соблюдать технику безопасности, чтобы не допустить удара током.
Сопротивление
Эту характеристику можно измерить без подачи питания. Исследуемый элемент просто замыкается между двумя щупами. Если проводимости нет, на экране высвечивается единица. 
Последовательность действий:
- Установить режим Ω, выбрав максимальный диапазон.
- Щупы вставить в соответствующие коннекторы.
- Проверить состояние — замкнуть щупы друг на друга. Должен появиться 0 или небольшое число, которое нужно учитывать при измерении сопротивления цепи.
- Концы проводников набросить на контакты исследуемого объекта.
- На экране появится сопротивление элемента или участка цепи.
Для точных измерений рекомендуется провести 2-3 попытки.
Измерение транзисторов
Для проверки исправности pn-переходов и определения коэффициента усиления:
- Установить режим
- Вставить ножки транзистора в разъем в соответствии с цоколевкой, соблюдая зоны PNP и NPN.
- Отображением на дисплее будет значение усиления сигнала.
Диоды и простейшие транзисторы также измеряются при установленном режиме «диод». К базе подключается красный щуп (плюс), на эмиттер или коллектор черный (минус). При правильной полярности на экране высветится коэффициент передачи.
Емкость конденсатора
До проведения замеров конденсатор должен быть разряжен. Обнулить его можно отверткой с изолированной ручкой, соединив выводы между собой, но более безопасно с помощью 15 вольтовой лампочки с припаянными щупами. Даже мощный конденсатор до 400 В разряжается быстро как без риска для человека, так и самого электрического элемента. 
Измерение емкости производится по схеме:
- Выставить режим Fcx.
- К коннектору для конденсаторов подключить красный щуп, черный — к СОМ.
- Измерить емкость. На дисплее она появится в Фарадах.
При неисправностях конденсатора сопротивление бесконечно. Пробой характеризуется уменьшением, кратным его величине.
Прозвонка
Чтобы установить целостность проводки или кабелей, производится их «прозвон». Он заключается в проверке сопротивление участка на минимальном диапазоне измерений: 
- Установить режим прозвонки (значок «звуковой микшер»).
- Подключить щупы к соответствующим гнездам, а наконечники — к концам участка проводки.
Если целостность не нарушена, раздастся звуковой зум, а на дисплее будет близкое к 0 значение. Если число нестабильное и «прыгающее», проводимость отсутствует.
Измерение температуры
Некоторые модели поддерживают функцию определения температур. Для этого приборы комплектуются термопарами — проводниками из разных металлов. 
При контакте с температурной средой между их концами образуется электрический потенциал. Измеряя его, можно найти температуру объекта. На шкале с функцией термодатчика предусмотрен сектор ТЕМР, куда нужно устанавливать переключатель режима.
- Вставить концы термопары в соответствующие коннекторы, соблюдая полярность.
- Приблизить условный спай к точке, в которой нужно найти температуру.
- На экране отобразится искомая величина.
Если полярность нарушена, то при исследовании более горячего объекта температура будет понижаться. Для проверки работоспособности можно зажать конец термопары в руках. На экране должно появиться значение около 36°.
Популярные модели: краткий обзор мультиметров
Большинство тестеров производится в Китае. Они достаточно точно определяют электрические характеристики и при соблюдении правил эксплуатации надежны и долговечны. Важно знать, как пользоваться мультиметром для начинающих, чтобы при работе не возникло проблем.
Мультиметр DT830B
Предназначен для измерения тока не выше 10 А. На корпусе 3 стандартных разъема и один для проверки транзисторов и диодов. Питание прибора осуществляется от батареи типоразмера «крона». Для нее нет отдельного гнезда на корпусе, она вставляется в при полностью снятой задней крышке. 
В комплекте 2 щупа. Один черный, который подключается к разъему СОМ, другой красный — во второй или третий согласно измеряемой величине. Щупы изготовлены в бюджетном исполнении. При желании можно купить более качественные, но и эти вполне удобны для использования.
При проведении замеров сначала подключается черный провод, затем красный. Держать щупы нужно аккуратно, не касаясь металлических наконечников. Если «плюс» и «минус» перепутаны, прибор даст об этом знать знаком «-» перед числом на экране.
Максимальное значение напряжения для этого мультиметра — 500 В. При приближении к нему на дисплее появляется значок «HV» — High voltage, предупреждающий о высоком вольтаже. Если нужна максимальная точность измерений, необходимо учитывать сопротивление самих щупов. Это определяется при замыкании наконечников друг на друга. Модель DT830В недорогая. В комплекте может отсутствовать инструкция на русском языке.
При использовании тестера нужно учитывать особенности:
- погрешность составляет около 1%;
- ручная установка режимов;
- исполнение не ударопрочное, пластиковый корпус при ударе можно повредить;
- щупы среднего качества;
- нет подсветки дисплея.
Мультиметр DT832
Модель очень похожа на предыдущую, но функционал расширен возможностью использования генератора и измерения температуры. Помимо щупов в комплект входит термопара. 
Для удобства пользователей индикатор питания показывает разрядку батарейки, на дисплее появляется знак ВАТ. Система защиты содержит предохранители, которые при ошибке оператора перегорают, и тогда их необходимо менять на аналогичные новые.
Для использования генератора переключатель функций нужно установить в положение _|¯|_|¯. Щупы подключить к нулю и VΩmА. Между ними появится ток частотой 50 Гц и напряжением около 5 В, который можно использовать для своих целей.
Мультиметр DT838
Модель по виду и принципу работы очень похожа на предыдущую. Выполняет функции — измерение параметров постоянного и переменного тока, транзисторов, прозвонка плюс тестирование диодов, определение температуры, емкости конденсаторов. Генератора как в DT832 нет. 
Щупы достаточно мощные и имеют большое сопротивление. В комплекте есть термопара с датчиком. Дизайн девайса более понятный, яркая шкала, крупные обозначения. Переключатель двухцветный, со светлой стрелкой на указателе. Это позволяет меньше ошибаться при перестановке режимов. При перегрузках на дисплее высвечивается «1». Для защиты от ошибок оператора в систему встроен плавкий предохранитель.
Мультиметр DT9208A
Модель имеет широкий функционал. С ее помощью можно:
- измерить силу тока, напряжение, частоту и сопротивление;
- прозвонить цепь;
- провести диодный тест;
- определить коэффициент передачи транзистора и емкость конденсатора.
Прибор укомплектован термопарой, которая используется для измерения температуры от -40 до 1000°С. Индикатор разрядки батареи — знак на дисплее +- — укажет, что пора заменить источник питания. При паузе более 15 мин срабатывает автоматическое отключение прибора. Для его включения необходимо нажать на кнопку Power.
Особенность DT 9208A — возможность измерять токи свыше 10 А. Для этого на корпусе присутствует отдельный разъем. Для удобства считывания данных дисплей можно повернуть и установить под нужным углом.
Все пределы защищены от перегрузок комбинированной системой. Информация на экране удерживается с помощью кнопки HOLD. Для защиты от химического воздействия и пыли комплектация может включать силиконовый кожух. Если его нет, рекомендуется приобрести самостоятельно.
Мультиметр DT9205A
Высокоточный прибор с погрешностью не более 0,5% применяются в полевых или лабораторных условиях, мастерских, домашнем хозяйстве. Диапазон рабочих температур — 0…40°С. Хранить рекомендуется при -10…+50°С. 
Корпус достаточно большой — 186х86х41 мм, изготовлен из прочного пластика желтого цвета. Дисплей тоже крупный, хорошо читаются все цифры и значки.
Питание включается кнопкой Power. Внизу расположены 4 коннектора, в том числе для измерения тока свыше 20 А. Разъем для транзисторов — в правом верхнем углу. Нет функций определения температуры и частоты, использования генератора.
Мультиметр DT-61
Этот прибор объединяет 6 функций:
- стандартного цифрового тестера;
- влагомера;
- термометра;
- бесконтактного измерителя переменного тока;
- люксметра;
- шумомера.
DT-61 предназначен для профессиональной и бытовой сферы. Цифровой мультиметр измеряет силу и напряжение постоянного/переменного тока, сопротивление, осуществляет прозвонку электрических цепей, тестирование диодов и определение температуры. 
Помимо этого в его функционал включено измерение уровня шума в производственных цехах, школах, офисах, жилых домах, аэропортах. Прибор осуществляет проверку акустики студий, студенческих аудиторий и оборудования, работающего с выделением шумового загрязнения. Для перехода в режим шумомера переключатель нужно установить в сектор dCB, направить микрофон на источник звука (горизонтально). При сильном ветре рекомендуется применять ветрозащиту.
Функция люксметра используется при определении освещенности помещений. Светочувствительный селеновый фотоэлемент преобразует энергию света в электрическую и определяет интенсивность наклонно падающих лучей с высокой точностью. Для проведения измерений переключатель устанавливается в режим Lux.
Определение влажности воздуха производится в режиме ON. Необходимо разместить прибор в помещении как минимум на 2 часа. Показатели будут отображены на дисплее %RH.
Заключение
Как пользоваться мультиметром — актуальный вопрос для тех, кто начинает пошагово осваивать азы электротехники. Устройство поможет определить параметры электрических цепей с большой точностью и скоростью. Некоторые модели выполняют функции влагомера, люксметра и шумомера, что значительно расширяет возможности этих удобных приборов.