Znížila by lepšia kvalita elektrolytických kondenzátorov množstvo elektronického odpadu?

Znížila by lepšia kvalita elektrolytických kondenzátorov množstvo elektronického odpadu?
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  295 zobrazení
1
 4
Servis a opravy

V poslednom čase sa venuje veľká pozornosť množstvu kopenia sa elektronického odpadu (e-odpadu), ktorý všetci produkujeme. Výrobky, ako sú smartfóny, televízory, a rôzne ďalšie príslušenstvo všetkých typov, sa po niekoľkých rokoch jednoducho vyhodí, pretože sú buď zastarané z dôvodu krátkeho životného cyklu, zastará morálne, alebo jednoducho zlyhá. Veľká časť súčasných diskusií o znižovaní množstva elektronického odpadu sa preto zameriava buď na zlepšenie opraviteľnosti takýchto zariadení, alebo na podporu a zefektívnenie ich recyklácie.

Problémom je, že napriek dobrým úmyslom je v praxi veľmi ťažké vyrobiť výrobky, ktoré by boli lacné, dali by sa masovo predávať, ľahko by sa opravovali vďaka dobrému prístupu, bezpečnosti používateľov a hľadisku dostupnosti náhradných dielov, či už ide o jednotlivé komponenty alebo dosky plošných spojov, ako sa uvádza v článku Spare Parts, Fix-It-Yourself Guides Hit the Market as Brands Ponder Repairability (Náhradné diely, príručky na svojpomocné opravy) ktorý vyšiel v denníku Wall Street Journal v roku 2021. Recyklácia je tiež pomerne náročná a plná nástrah, keďže elektronické výrobky majú komplikované zostavy a obsahujú aj zlúčeniny rôznorodých chemických látok. Zvážte napríklad toto porovnanie: napriek teoretickej jednoduchosti je v skutočnosti prekvapivo ťažké recyklovať aj základné spotrebné materiály, ako je sklo alebo papier. Preto nie je prekvapujúce, že recyklácia elektroniky - nech už tento pojem v praxi znamená čokoľvek - je rádovo náročnejšia.

Existuje však aj iný pohľad n vec. Prečo sa nepozrieť bližšie na dôvody, prečo sa výrobky vyhadzujú, a nesnažiť sa tento počet znížiť? Dva bežné dôvody vyhadzovania výrobkov sú, že sú už zastarané - často majú niekoľko rokov a preto sa nejakým spôsobom pokazili a jednoducho sa "neoplatí" ich už opravovať alebo je veľmi nepraktické pokúšať sa ich opraviť. Otázka preto znie: je možné túto mieru zlyhania znížiť?

Na základe mojich osobných skúseností, diskusií so známymi na rôznych fórach sa zdá, že existujú dve hlavné príčiny zlyhania mnohých spotrebných výrobkov okrem ich fyzického poškodenia alebo iného poškodenia.

Po prvé, vstavaná dobíjateľná batéria už nie je použiteľná, alebo je poškodená a je ťažké alebo nemožné ju vymeniť, alebo zlyhalo napájanie zariadenia - adaptér. Zvýšenie životnosti batérií pomocou väčšieho počtu cyklov, či rôznych inovácií je predmetom intenzívneho výskumu, preto ak by bola možná ich jednoduchá výmena, bolo by toto riešenie dočasným a aj účinným riešením.

Po druhé, existujú zlyhávajúce zdroje napájania. Takmer vo všetkých prípadoch je hlavnou príčinou zlyhanie elektrolytických kondenzátorov používaných na filtrovanie napájacieho napätia - zvyčajne v kapacite rádovo 100 μF a viac. Tieto kondenzátory sa často označujú ako "objemové", pretože majú relatívne vysokú kapacitu v porovnaní s oveľa menšími blokovacími a časovacími kondenzátormi. Môžem uviesť dva ilustračné príklady.

Mám lacné veľké hodiny s LED displejom napájané striedavým napätím, staré asi päť alebo šesť rokov. Ich segmenty začali časom vykazovať nerovnomerný svit (obrázok 1). Najprv som predpokladal, že LED diódy v zobrazovači starnú, ako to už býva, a dokonca som sa snažil matematicky zistiť (ale upustil som od tejto metódy), ktoré segmenty boli "zapnuté" najviac počas 24 hodín, a teda by mali vykazovať najväčšie starnutie.

Obrázok 1 Tieto obyčajné LED hodiny po niekoľkých rokoch stmavli a následne prestali fungovať v dôsledku opotrebovania elektrolytického filtračného kondenzátora.

Ale po dôkladnom preskúmaní mojej hypotézy som si tiež všimol, že všetky segmenty číslic boli trochu tmavšie, pretože bolo zapnutých viac segmentov, a tiež sa objavilo ich blikanie s nízkou frekvenciou. To ma priviedlo k pravdepodobnejšej diagnóze: elektrolytické kondenzátory v časti pre filtrovanie napätia starnú. Je zrejmé, že tieto hodiny sú zapnuté 24 hodín denne, 7 dní v týždni a nemajú žiadnu možnosť pohotovostného režimu, čo znamená, že ich zdroj je permanentne pod napätím. O niekoľko mesiacov neskôr sa LED diódy výrazne stlmili a potom jednoducho zomreli. Namiesto toho, aby som ich vyhodil a kúpil nov=, som si povedal, že skúsim opravu. Našťastie sa dali ľahko otvoriť a kondenzátory na doske plošných spojov boli ľahko prístupné. Vymenil som ich (cca 3€) a hodiny sa rozbehli a fungovali ako nové, pričom segmenty LED boli pekné, rovnomerné a jasné.

Podobne mám aj krabičku - set top box, ktorý občas používam so starým, ale funkčným CRT televízorom  (obrázok 2). Áno, je to televízor z roku 1996, no klasická obrazovka, je klasická obrazovka. Za posledných asi osem rokov sa filtračná kondenzátor v tomto zariadení dvakrát nafúkol, hoci sa prístroj po niekoľkých hodinách nečinnosti sám prepne do pohotovostného režimu, takže má pomerne skromný pracovný cyklus. Doska plošných spojov na strane dekódera je klasická moderná FR4, ale samostatná doska pre napájanie AC/DC je jednostranná obstarožná fenolová doska - áno, tento typ dosiek sa stále používa - takže výmena kondenzátora si vyžadovala pomerne len veľmi malé úsilie.

Obrázok 2 Tento set top box fungoval dobre, ale kondenzátor v jeho napájacom zdroji - konkrétne jeden po niekoľkých rokoch zlyhal, a to aj napriek pomerne nízkemu pracovnému cyklu len niekoľko hodín denne.

Je zrejmé, že ani jedna z mojich opráv výmeny kondenzátorov nie je pre bežného spotrebiteľa praktická. Každá z nich si totiž vyžaduje čas, skúsenosti a určitú zručnosť pri otváraní krytov, odspájkovaní kondenzátorov a osadení nových. Ak by však tieto pôvodné elektrolytické kondenzátory boli vo verziách s dlhšou životnosťou, nič z toho by nebolo potrebné a skládky by neboli zaťažené vyhodenou elektronikou, ktorá je  v podstate inak v dobrom stave, je relatívne dobre opraviteľná a nie zastaraná.

Jedna vec je obhajovať zlepšenie možností opráv a recyklácie, zmien v dizajne, ale tvrdá realita modernej elektroniky to robí dosť ťažkým a náročným. Napriek tomu, ak použitie lepších kondenzátorov pridá roky k životnosti výrobkov, ktoré inak nezastarali, nebolo by to lepšie riešenie, najmä v týchto nenamáhaných konštrukciách? Alebo je to len zbožným želaním, keďže tieto lepšie kondenzátory zvyšujú náklady a spotrebitelia nezaplatia ani euro navyše za hodiny, na ktorých je na obale napísané "dodávajú sa s 10-ročnou životnosťou displeja"?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 250.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vediet, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Rastislav Michalek pred 3 mesiacmi

1) taky dotaz - v tom TV ten zdroj je asi pod napatim aj ked je v stand-by mode, nie?
2) kvalitnejsie kondiky asi nebudu stacit. Asi treba brat do uvahy prepatia v sieti a teda pridat/vylepsit ochrany. Kopec lacnych zdrojov nema vobec nic
3) jo, ta cena je problem. Kym sa budu dat kupit lacne cinske crepy ludia ich budu kupovat. Ruku na srdce - kto z nas ma doma Ersu alebo Weller namiesto Ksger ci daco podobne este lacnejsie od Aliho? Cinske smejdy sa samozrejme predavaju aj v nasich kamennych predajniach.

Elektrolab pred 3 mesiacmi

Zdravím vás Rastislav a ďakujem za vašu reakciu. Áno TV má v Standby mode odber cca 10W. Rovnako treba v tomto prípade brať v zreteľ jeho vek - 26 rokov, lenže článok sa netýka priamo televízora, ale set top boxu. Určite mi dáte za pravdu, že aj napriek tomu, to bol čas začiatku moderných koncepcií v návrhoch TV a spotrebnej elektroniky celkovo. Netreba zabúdať, že "lacné čínske črepy" sa predávali aj predtým a aj teraz. Osobne Čína robí všetko, ale je rozdiel "lacná Čína" a "kvalitná Čína". Chybu, alebo chyby nevidím ani tak v cene, ale v kvalite samotného návrhu zariadenia. Skúste si pozrieť tento článok a potom sem, alebo pod predmetný článok pridať komentár : https://www.elektrolab.eu/blog/najefektivnejsie-metody-pre-umiestnenie-kondenzatov-na-doskach-plosnych-spojov

Rastislav Michalek pred 3 mesiacmi

Ano, to je ten bod 2) dat kvalitnejsiu suciastku nestaci ked je slaby navrh. Mam skusenosti so zariadenimy ktore pracuju 20 rokov. Hlavna oprava spocivala vo vymene vrciaceho ventilatora za novy. Vsade boli priemyselne zdroje + prepatove ochrany pre cely rack. Recom zdroje sa chvalia 10-rocnou zivotnostou. Takze ide to. Ale za to sa priplaca.
Inak ten Ksger zrovna nebol asi najlepsi priklad, lebo oni maju celkom dobre urobenu tu zdrojovu cast. :-)

Elektrolab pred 3 mesiacmi

Presne tak, veľakrát sa podceňuje kvalita návrhu, ktorý je doslova "zbúchaný" za pár hodín bez akejkoľvek simulácie a následného testovania prototypu. Všetko sa miniaturizuje a tak je častokrát vidno veľké kondenzátory doslova nalepené na výkonových chladičoch a tu nepomôže ani to, že výrobca použije kvalitnejší komponent. Nakoľko v tomto prípade aj kvalitný komponent doslova trpí a degraduje, čo zákonite vyústi do poruchy zariadenia. Správne ste napísal "za kvalitu sa pripláca", preto pokiaľ je niekomu ľúto pár eur tak nech sa nesťažuje, že je zariadenie poruchové a tak je to zo všetkým. Súhlasím KSGER je na "lacnú čínu" pomerne kvalitný výrobok - mám ho (spájkovacia a teplovzdušná stanica) a určite by som nemenil.

Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo
PCBWay Promo
PCBWay Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Webwiki Button