Centralita que comanda la puerta de un garaje. Al alimentar la placa no hay ningún síntoma de funcionamiento. Para probar he usado un transformador de 24V en alterna, ya que se alimenta con este tipo de tensión.
Con la placa alimentada voy probando tensiones para averiguar si hay alguna que no esté presente. El regulador de 24V (7824CD) proporciona salida estable, pero el de 5V (7805) no. El caso es que tampoco presenta tensión a su entrada. Al no haber tensión de 5V, toda la parte de control no funciona, y por eso la centralita está totalmente inactiva.
Saco el regulador para comprobar si está en cortocircuito. Alimentándolo con la fuente digital de laboratorio confirmo que funciona perfectamente. Midiendo tensión en los pads de soldadura ahora vacíos veo que no existe tensión de entrada. Esta línea de alimentación viene proporcionada por un diodo de encapsulado SMD a cuya entrada sí que tengo tensión de 23,3V. Saco el diodo y compruebo que está abierto. Es como si ese componente no estuviera instalado.
Observando la placa y aplicando ingeniería inversa por la falta de un esquema eléctrico, logro deducir cómo funciona la línea de alimentación de los 5V no presentes. El regulador de 24V se pasa por un diodo 1N4007, que tiene una caída de tensión de 0,7V. Su salida se lleva al diodo defectuoso, que está polarizado en inversa. Esto me hace sospechar que se trata de un Zéner. Buscando la referencia del encapsulado (W5) me encuentro con diferentes resultados, pero solo uno coincide con un Zéner. Se trata pues de un BTZ52C3V9.
El final de la referencia (3V9) ya es esclarecedor. Es un Zéner de 3,9V y 300mW de disipación. Como puede verse en el esquema elaborado a partir de ingeniería inversa, si el diodo Zéner (en azul) está abierto, la tensión no llega al regulador de 5V. Por tanto es necesaria su substitución.
Las siguientes imágenes muestran unas pruebas de temperatura que he hecho con dos diodos Zéner que tenía en el taller. El de la izquierda es un diodo de cristal de 350mW de disipación, y como puede verse, alcanza una alta temperatura de funcionamiento que supera los 87ºC. Demasiado. El de la derecha es un diodo de 1W, pero cuya tensión es de 4,3V. La temperatura de funcionamiento cae drásticamente por debajo de los 50ºC. Elijo por tanto este segundo diodo, que es del tipo BZY97C4V3.
Procedo a soldar el diodo en la parte inferior de la placa, ya que los pads de soldadura SMD son pequeños para los terminales tan gruesos de este modelo.
Monitorizando toda la zona con la cámara térmica para verificar la temperatura de trabajo del conjunto observo que el regulador 7805 llega a los 70ºC. Teniendo en cuenta que su temperatura máxima admisible es de 120ºC tampoco es exagerada, pero añadir un pequeño disipador rebajará unos grados dicha temperatura. Opto por acoplar una pequeña pieza metálica con pasta térmica y termoretráctil aislante para favorecer la disipación de calor. También añado cinta Kapton al condensador cercano para protegerlo de la radiación de calor adyacente.
Las imágenes siguientes muestran la comparativa entre la temperatura de trabajo del regulador 7805 antes y después de instalar el disipador. De 70ºC ha pasado a superar ligeramente los 60ºC. Puede parecer que 10ºC de diferencia es poco, pero en verano trabajará a mejor régimen sin duda.
Mantengo alimentada la placa un tiempo prudencial y verifico que funciona. Quedaría probarla in situ con todos los elementos conectados (motor, sensores, interruptores, etc).
Conclusión: bajo mi punto de vista se trata de un error de diseño, la elección del diodo Zéner original es incorrecta. Su potencia de disipación es menor de lo que cabría esperar. Eso ha hecho que trabaje permanentemente en un régimen de temperatura alto, acortando su vida útil. Por otra parte, dotar de disipador a los reguladores de encapsulado TO220, como el 7805, es altamente recomendable.
