Проектирование стенда «Диагностика материнской платы»

Содержание

Введение	3
1 Устройство материнской платы, основные виды неисправностей, ремонт	4
1.1 Основные виды неисправностей материнской платы	4
1.1.1 Механические неисправности	4
1.1.2 Неисправности питания	5
1.1.3 Проблемы с охлаждением	5
1.1.4 Неисправности BIOS	6
1.1.5 Выгорание интегрированных устройств	6
1.2 Основные разъемы материнских плат	7
1.2.1 Сокет	7
1.2.2 BIOS	8
1.2.3 Чипсет	9
1.2.4 Слоты оперативной памяти	10
1.2.5 Слоты ввода-вывода информации	11
1.2.6 Южный мост	12
1.2.7 Батарейка CMOS	12
2 Проектирование и разработка стенда	14
2.1 Задача разработки стенда «Диагностика материнской платы»	14
2.2 Устройства для диагностики	14
2.2.1 Осциллограф	14
2.2.2 Мультиметр	15
2.2.3 Измерение показателей тока материнской платы 2.3 Конструкция и крепеж стенда	15 17
2.4 Используемые для стенда ресурсы	17
2.5 Схематичный план стенда	18
3 Процесс проектирования стенда	20
3.1 Проектирование стенда	20
3.2 Инструкция по эксплуатации	21
Заключение	22
Список использованных источников	23
Приложение А	24

Введение

Материнская плата — это механическая основа любого компьютера. Она содержит платы расширений, разъемы, дополнительные элементы, базовый набор микросхем, чипсет, с помощью которого материнская плата осуществляет контроль над всем происходящим внутри системного блока.

Диагностика — это тщательная проверка вычислительного устройства с полной его разборкой.

Целью курсового проекта является проектирование стенда «Диагностика материнской платы».

Главная задача проекта — сделать доступный в понимании и восприятии стенд, используя необходимое оборудование и периферию для диагностики материнской платы, которым можно будет пользоваться не однократно.

Именно материнская плата объединяет и координирует работу таких различных по своей сути и функциональности комплектующих, как процессор, оперативная память, платы расширения и всевозможные накопители.

Материнские платы бывают нескольких видов (форм-факторов): ATX, Micro-ATX, Flex-ATX, NLX. Самыми популярными производителями являются ASUSTeK, Abit, Supermicro, Gigabyte.

Актуальность исследуемой темы заключается в том, что на сегодняшний момент развитие компьютерной техники, в частности материнских плат, привело к необходимости не только уметь подобрать периферию, но и корректно её установить, рассчитать напряжения и т.п.

Данная тема была выбрана ввиду того, что она более интересна, чем остальные из предложенных тем и актуальна на сегодняшний день.

1 Устройство материнской платы, основные виды неисправностей и ремонт

Целью данного раздела является дать полное описание основных видов неисправностей материнской платы, её устройство, характеристики.

Материнская плата – это основа всей архитектуры персонального компьютера. Ведь к ней подсоединяются все его узлы и детали. Потому ее характеристики прямо влияют на производительность компьютера в целом, а также на возможность его модернизации.

1.1 Основные виды неисправностей материнской платы

У причин поломок две категории: по вине пользователя и по вине «внешних» обстоятельств.

Чаще всего по вине пользователей возникают те или иные механические повреждения. К таковым можно отнести поломки разъемов, подранные соскочившей отверткой дорожки, простая неаккуратность, ставшая причиной короткого замыкания. Также возможно выгорание порта PS/2 или LPT при ненадлежащем обращении с последними.

Действие «внешних» обстоятельств чаще всего заключается в некачественном питании и перегреве, впрочем, виной полной или частичной неисправности платы может стать и некачественное устройство, установленное в компьютер. Нередки поломки, происходящие по вине разработчиков из-за просчетов при проектировании устройства или из-за использования некачественных радиоэлементов.

1.1.1 Механические неисправности

Нередка ситуация, когда новая материнская плата из-за некачественной сборки становится нерабочей и не гарантийной (например повреждение отверткой дорожек печатной платы). В большинстве случаев, если поврежден только верхний слой, последствия подобной неаккуратности можно легко устранить. Если же отвертка была буквально воткнута в плату, то однозначно — выбросить плату.

Ремонт: рассмотрен на примере нескольких вариантов такого повреждения:

- Отвертка кроме дорожек на печатной плате попала по ножкам чипа, в результате ножки были деформированы, но от чипа не отвалились, только отошли в некоторых местах от печатной платы.

Нужно с помощью увеличительного стекла и скальпеля поправить ножки ровно настолько, чтобы ликвидировать между ними замыкания.

- Кроме всего прочего были повреждены детали печатной платы, на поврежденных деталях нет маркировки, или ее невозможно прочитать (элемент рассыпался от удара).

Это самая сложная ситуация. В этом случае придется искать точно такую же материнскую плату и определять разновидность поврежденного элемента.

1.1.2 Неисправности питания

Нередки случаи выгорания материнской платы из-за некачественного питания. Все дело в некачественных, дешевых комплектующих, из которых собраны блоки питания. В лучшем случае, проработав до окончания гарантии, они сгорают из-за быстрого изменения характеристик низкосортных деталей, «утаскивая» за собой половину компьютера.

Ремонт: если материнская плата вышла из строя по этой причине, скорее всего, пострадали узлы, отвечающие за питание отдельных устройств, установленных на плате. В таком случае нужно проверить наличие и соответствие норме напряжений на процессоре, оперативной памяти и шине PCI. Но перед этой трудоемкой процедурой стоит провести предварительный анализ ситуации с помощью индикатора POST кодов - он укажет на явно неисправные узлы. Протестировав плату и определив по указанному коду неисправный участок, можно приступать к более детальной диагностике и ремонту.

Неисправности в цепи питания материнской платы могут возникать также по вине производителя. Чаще всего это выражается в стремительно высыхающих электролитических конденсаторах (причины могут быть очень разные: от низкого качества конденсаторов до перегрева), которые при этом теряют свою емкость и могут вызвать короткое замыкание. Чаще всего в результате этого внешний вид элементов схемы не меняется, но плата не работает.

- Материнская плата формата ATX не включается вообще.

Если есть осциллограф, нужно проверить работу тактового генератора. За нее отвечает кварц с маркировкой 32768 Гц. Чаще всего он выглядит как маленький блестящий цилиндр с двумя ножками. Если осциллографа нет, можно попробовать просто его поменять, сняв с любой другой материнской платы.

- Все необходимые напряжения присутствуют, но система не запускается, процессор не греется.

Нужно вышеуказанным способом проверить работу кварца 14.318 МГц.

1.1.3 Проблемы с охлаждением

Иногда, через довольно продолжительное время после покупки, материнская плата может неожиданно начать странно себя вести, причем бессистемно. В этом случае стоит снять радиатор с северного моста и проверить качество термического интерфейса. Если производитель сэкономил и вместо хорошей термопасты поставил дешевый термоскотч, то мост начинает перегреваться, термоскотч – высыхать. Иногда не бывает никакого термоинтерфейса, а сам радиатор имеет неровную подошву. Чтобы устранить проблему, необходимо удалить остатки старого термоинтерфейса, выровнять и отполировать подошву радиатора и нанести слой качественной термопасты. При покупке дешевых материнских плат стоит произвести эту процедуру сразу, не дожидаясь возникновения проблем.

1.1.4 Неисправности BIOS

Неисправности, связанные с BIOS, а точнее, с его разнообразными багами, встречаются очень часто. Виновниками таких ничем не инициированных багов чаще всего являются программисты, написавшие прошивку и вирусы.

Типичные причины порчи микропрограммы:

разгон процессора иногда вызывает сбой работы BIOS’а, и хотя микропрограмма цела, система не запускается. В большей части случаев проблема устраняется сбрасыванием настроек CMOS с помощью соответствующего джампера;
действие вируса типа WINCIH. При этом содержимое BIOS’а перезаписывается мусором. Некоторые современные материнские платы от такой опасности защищены. Например, большинство материнских плат GIGABYTE имеют двойной BIOS, то есть на плате установлено две микросхемы: одна перезаписываемая, другая - нет. Благодаря такой системе в случае порчи одной прошивки работу на себя берет вторая;
порча микросхемы с прошивкой, либо порча микропрограммы, например, из-за скачка напряжения;
действия неопытного пользователя. Как правило, это выражается в том, что пользователь по тем или иным причинам «криво» прошивает BIOS.

Ремонт: способ ремонта данной неисправности сильно зависит от модели материнской платы.

Вариант восстановления испорченной прошивки: если материнская плата не поддерживает режим восстановления, не обязательно искать программатор – в этой роли может выступить другой рабочий компьютер. Единственным условием тут является совместимость типов микросхем, то есть материнская плата другого компьютера должна поддерживать микросхемы того же объема, что и восстанавливаемая, так как BIOS бывают разного размера.

1.1.5 Выгорание интегрированных устройств

Во всех современных материнских платах установлено множество интегрированных устройств. Это сетевые и звуковые контроллеры, модемы, различные порты ввода-вывода. К сожалению, они тоже довольно часто сгорают.

Многие из этих устройств не интегрированы в чипсет, а представлены отдельными микросхемами, распаянными на материнской плате. Таким образом, их тоже достаточно легко заменить. Зачастую на материнскую плату устанавливаются устройства на стандартных чипах, тех же, на основе которых выпускаются внешние устройства или PCI-платы. Например, если сгорела интегрированная звуковая карта, то можно поставить чип, снятый либо с такой же материнской платы, либо с PCI-карты.

Стоимость вышеописанного ремонта (а именно стоимость нового ШИМ контроллера, стабилизаторов или конденсаторов, чипа звуковой карты или флешкарты) несоизмеримо меньше стоимости новой платы, поэтому рентабельность самостоятельного ремонта налицо.

К сожалению, невозможно дать более точный алгоритм поиска неисправностей, так как схемы разводки и питания на материнских платах разных производителей значительно отличаются. Особенно сильно отличаются схемы питания разных типов процессоров.

Индикатор POST кодов предназначен для мониторинга состояния материнской платы и при ее включении выводит данные о тестируемом участке в виде шестнадцатеричных кодов на индикатор. По его показаниям с большой вероятностью можно найти неисправный узел.

Практически на всех материнских платах ASUS слоты AGP сделаны более широкими, в результате чего повредить такой разъем достаточно сложно. Но у этого подхода есть большой минус: на таких платах очень часто отказываются работать многие видеокарты. Печатные платы таких видеоадаптеров сделаны не по стандарту (даже «на глаз» текстолит намного уже, чем у «нормальных» карт).

1.2 Основные разъемы материнских плат

Физически материнская плата — это плата, с расположенным на ней множеством радиодеталей и разъемов. Она не имеет никакого собственного функционала. Форма и расположение элементов на материнской плате определяет ее форм-фактор. Он позволяет унифицировать все типы материнских плат и модели корпусов.

1.2.1 Сокет

Центральным звеном всей компьютерной системы, хотя и не работающей без остальных устройств является процессор. Для его установки на материнской плате используется специальное гнездо — сокет. Каждый сокет допускает установку только определённого типа процессора. Cокеты имеют разные варианты крепления кулера для охлаждения процессора. Пример сокета приведён на рисунке 1.

Рисунок 1 — Сокет

1.2.2 BIOS

Одним из важных устройств, которое располагается на материнской плате, является микросхема BIOS (Basic Input/Output System — «базовая система ввода-вывода»). BIOS представляет собой набор записанных в микросхему EEPROM (ПЗУ) персонального компьютера микропрограмм (образующих системное программное обеспечение), обеспечивающих начальную загрузку компьютера и последующий запуск операционной системы. При включении питания компьютера BIOS инициализирует устройства, которые подключены к материнской плате, проверяет их работоспособность. Если всё нормально, то ищет загрузчик на носителях информации, а загрузчик предаёт управление операционной системе.

Пример микросхемы BIOS представлен на рисунке 2.

Рисунок 2- микросхема BIOS

1.2.3 Чипсет

Чипсет представляет из себя набор микросхем, которые по функциональному признаку делятся на северный и южный мост, которые отвечают за связь процессора, памяти и видеокарты, и связь медленных устройств, таких как «жёсткий» диск, сетевая карта, аудиокодек и т. д. Кроме того, северный мост осуществляет связь устройств, входящих в южный мост и процессора. Северный и южный мосты выполнены обычно на двух микросхемах, причём северный мост из – за нагрева при работе снабжается радиатором и часто с охлаждающим кулером. Более подробно про устройство и работу северного и южного мостов рассмотрим в дальнейшем.

Схематическое изображение традиционного чипсета материнской платы приведено на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схематическое изображение традиционного чипсета материнской платы

1.2.4 Слоты оперативной памяти

Количество слотов может быть разным: от 2 на дешёвых платах до 6 на более дорогих. Эти слоты оперативной памяти по шинам связаны с северным мостом и через него с центральным процессором.

Существует несколько форм-факторов слотов оперативной памяти:

SIMM (англ. Single In-line Memory Module, односторонний модуль памяти) — модули памяти с однорядным расположением контактов, широко применявшиеся в компьютерных системах в 1990-е годы.

DIMM (англ. Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти) — форм-фактор модулей памяти DRAM.

DRAM (Dynamic random access memory, Динамическая память с произвольным доступом) — тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом; DRAM широко используемая в качестве оперативной памяти современных компьютеров, а также в качестве постоянного хранилища информации в системах, требовательных к задержкам.

DDR SDRAM (от англ. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) — тип компьютерной памяти, используемой в вычислительной технике в качестве оперативной и видеопамяти.

DDR2 SDRAM (англ. double-data-rate two synchronous dynamic random access memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, второе поколение) — пришла на смену памяти DDR SDRAM.

DDR3 SDRAM (англ. double-data-rate three synchronous dynamic random access memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, третье поколение) — пришла на смену памяти типа DDR2 SDRAM.

У DDR3 уменьшено на 15% (точный процент) потребление энергии по сравнению с модулями DDR2, что обусловлено пониженным (1,5 В, по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR) напряжением питания ячеек памяти.

Существуют DDR3L (L означает Low) с ещё более пониженным энергопотреблением до 1,35 В. Это меньше традиционных DDR3 на 10%.

Пример разъема для оперативной памяти представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 — Разъемы для слотов оперативной памяти

1.2.5 Слоты ввода-вывода информации

Рядом с северным мостом, перпендикулярно слотам оперативной памяти, расположен слот или разъём для видеокарты. В более старых компьютерах это обычно AGP – разъём ( переводится как порт графического ускорителя), а в современных — это E – PCI или PCI – Express. Как и слоты оперативной памяти, AGP или PCI – E посредством шин связаны с северным мостом, а через него с центральным процессором. На рисунке 5 представлены разъемы PCI.

Рисунок 5 — разъемы PCI

Рядом и параллельно разъёму AGP или PCI – E на материнской плате расположены разъёмы PCI, которые предназначены для подключения различных внутренних устройств, таких как звуковые платы, платы различных FM– и TV–тюнеров, сетевых карт, внутренних модемов, различных контроллеров нестандартного оборудования, позволяющих применять компьютеры во многих областях деятельности человека. PCI появилась раньше PCI – E и на базе её появилась последняя. Различаются они прежде всего пропускной способностью и производительностью . У PCI – E она выше, чем у PCI: во – первых, частота работы шины PCI – E выше чем у PCI, а во– вторых, PCI – E работает с устройствами подключенными к северному мосту, который обладает большим быстродействием, чем южный мост и соответственно, шина PCI, подключенная к южному мосту.

1.2.6 Южный мост

Расположен на системной плате рядом с разъёмами оперативной памяти и разъёмом AGP или PCI–E. Южный мост связывает медленные устройства и с помощью северного моста эти же устройства связывает с процессором и оперативной памятью.

На системной плате расположены штыревые разъёмы для подключения жёстких дисков и оптических приводов с интерфейсом IDE, разъёмы для подключения жёстких дисков и оптических приводов с интерфейсом SATA. Сейчас системные платы имеют в своём составе в основном разъёмы SATA, так как IDE уже мало используются.

1.2.7 Батарейка CMOS

На системной плате расположена батарейка CMOS, служащая для постоянного питания микросхемы BIOS, в которой и хранится программа начальной загрузки и конфигурация компьютера. Пример батарейки CMOS представлен на рисунке 6.

Рисунок 6 — батарейка CMOS

Сейчас каждая системная плата имеет встроенный сетевой или Ethernet – контроллер, который обеспечивает работу компьютера в локальной сети. Более того, достаточно дорогие материнские платы могут иметь их два. Наиболее распространённые чипы таких фирм, как: Realtek, Gigabyte, Intel.

Для питания материнской платы и её компонентов и устройств находится 24 – контактный разъём ATX и 4 – контактный дополнительный разъём 12 вольт. Питается материнская плата от блока питания, находящегося в корпусе системного блока.

На каждой материнской плате присутствуют порты PS\2 для клавиатуры и мышки, порты USB, COM – и LPT – порты, которые всё меньше используются, входы для подключения аудиосистемы, микрофона, разъёмы RJ–45 для подключения сетевого кабеля Ethernet.

Вывод по разделу:

В данном разделе рассмотрены основные виды неисправностей и полное устройство материнской платы: разъемы расширений, различные порты, BIOS, что такое северный и южный мост, рассмотрены характеристики материнских плат.

2 Проектирование и разработка стенда

Цель данного раздела — дать определение задачи разработки стенда «Диагностика материнской платы», какие будут использоваться устройства для диагностики, на чем будет крепиться стенд, используемые для стенда ресурсы и предоставление схематичного плана проекта.

2.1 Задача разработки стенда «Диагностика материнской платы»

Задачей разработки стенда «Диагностика материнской платы» является проведение диагностики материнской платы, карт расширения, различного внешнего периферийного оборудования, проведение тестирования различных устройств после проведения ремонтных работ.

Данный стенд обеспечивает наглядность и доступность аппаратных средств. Есть возможность оперативно подключать дополнительные узлы и различные внешние устройства, а так же аппаратно тестировать их посредством мультиметра и осциллографа.

Также, в дальнейшем, стенд может использоваться как учебное пособие для студентов колледжа. Студенты, работая на стенде, получат навыки по поиску неисправностей, диагностике, ремонту и тестированию материнских плат и периферийного оборудования.

2.2 Устройства для диагностики

Для диагностики нужно два тестера - один стрелочный, другой цифровой, т.е. осциллограф, желательно с большими пределами частотных характеристик, а также простой аналоговый или цифровой мультиметр.

2.2.1 Осциллограф

Осциллограф — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи; измерения) амплитудных и временных параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте. Современные осциллографы позволяют исследовать сигнал гигагерцовых частот. Используются в прикладных, лабораторных и научно-исследовательских целях, для контроля/изучения электрических сигналов — как непосредственно, так и получаемых при воздействии различных устройств/сред на датчики, преобразующие эти воздействия в электрический сигнал.

Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоит из электронно-лучевой трубки, блока горизонтальной развертки и входного усилителя (для усиления слабых входных сигналов). Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, блок вертикальной развертки, калибратор длительности, калибратор амплитуды.

Пример осциллографа на основе ЭЛТ представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 — осциллограф на основе ЭЛТ

2.2.2 Мультиметр

Мультиметр (от англ. multimeter, тестер — от англ. test — испытание, авометр — от АмперВольтОмМетр) — комбинированный электроизмерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр. Существуют цифровые и аналоговые мультиметры.

Мультиметр может быть как лёгким переносным устройством, используемым для базовых измерений и поиска неисправностей, так и сложным стационарным прибором со множеством возможностей.

Пример мультиметра приведен на рисунке 8.

Рисунок 8 — мультиметр

2.2.3 Измерение показателей тока и напряжения материнской платы

Блок питания стандарта AT или ATX подает набор напряжений. Это +5В; -5В; +12В; -12В; и (на старых AT отсутствует) +3.3В; -3.3В. Минус подключается на массу материнской платы, устанавливается предел измерения тестера на 20В.

Варианты разъемов в зависимости от форм-фактора материнской платы представлены на рисунке 9. Верхние — АТ, нижние — АТХ.

Рисунок 9 - Фрагмент материнской платы с поддержкой двух видов форм-факторов: AT ( в современных платах не применяется ) и ATX разъем

Разъемы под блок питания материнской платы формата АТХ представлены на рисунке 10.

Рисунок 10 — разъемы под блок питания материнской платы формата АТХ

Для измерения сопротивления требуется установить предел измерения мультиметра на нужное значение. Измерение постоянного тока проводится включением мультиметра в разрыв цепи. Для измерения тока свыше 0,2А помимо установки переключателя надо еще и поменять гнездо на самом приборе.

Для измерения постоянного напряжения используется специальная шкала, состоящая из 5 пределов: это 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В и 1000 В. В процессе измерения напряжения нужно быть предельно внимательным и аккуратным, чтобы не перепутать предел измерения и не спровоцировать короткое замыкание. Если при измерении величина измеряемого напряжения точно неизвестна, начинать измерения нужно с самого высокого предела, двигаясь в сторону уменьшения (если нужно). Если черный провод (COM) мультиметра подключен к минусу, а красный к плюсу, то на экране просто отображается напряжение, если же щупы поменять местами, на экране перед цифрами появится знак «-», таким образом можно определять полярность напряжения.

Шкала измерения переменного напряжения практически ничем не отличается от шкалы постоянного напряжения, за исключением того, что на этой шкале на один предел меньше: 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В, 750 В. Диапазон измеряемых таким образом напряжений маловат, но обычно этого хватает. В остальном ситуация такая же, как и с измерением постоянного напряжения.

Для измерения тока на мультиметре есть две шкалы, для измерений переменного и постоянного тока. На шкале постоянного тока имеется четыре предела: 2 мА, 20 мА, 200 мА, 20 А. Со шкалой переменного напряжения все так же, только нет предела 2 мА.

Режим прозвонки предназначен для обнаружения коротких замыканий в цепи. Сопротивление границы срабатывания составляет 70 Ом. Таким образом, если сопротивление между щупами меньше 70 Ом, прибор издает высокочастотный звук (писк).

2.3 Конструкция и крепёж стенда

Стенд «Диагностика материнской платы» стационарно смонтирован при помощи деревянной платформы.

Стенд делится на две части. С одной стороны расположено оборудование для тестирования (мультиметр и осциллограф), а также сама материнская плата, включающая в себя платы расширений и другое периферийное оборудование. С другой стороны дана инструкция по использованию стенда.

Крепёж материнской платы на стенде произведен при помощи саморезов согласно стандарту ГОСТ Р 51318.24-99. Мультиметр и осциллограф используются как приложение к стенду, поэтому их можно убрать, когда понадобится (например, при переносе стенда в другую лабораторию, чтобы сохранить стенд в его первичном состоянии). Так же легко они устанавливаются обратно. Инструкция по эксплуатации закреплена на стенде.

2.4 Используемые для стенда ресурсы

Ниже приведен перечень материалов, использованных для стенда «Диагностика материнской платы».

Таблица 1 — Перечень используемых материалов

Материал	Количество
Материнская плата	1
Осциллограф	1
Мультиметр	1
Отвертка крестовая	1
Шурупы	9
Видеокарта	1
Оперативная память	1
Процессор	1
Привод	1
Батарейка-CMOS	1
Мышь (PS/2 & USB)	1
Клавиатура (PS/2 &USB)	1
Монитор	1
Блок питания	1
Сетевой фильтр	1

2.5 Схематичный план стенда

Схематичный план стенда представлен на рисунке 11.

Обозначения:

1 — материнская плата;

2 — мультиметр;

3 — осциллограф;

4 — инструкция пользователя;

5 — сетевой фильтр.

Вывод по разделу:

В данном разделе рассмотрена концепция проектирования стенда «Диагностика материнской платы», а также такие аспекты, как задача разработки стенда, используемые устройства для диагностики, крепёж оборудования стенда, используемые ресурсы и схематичный план проекта.

Также, в ходе работы над планом проекта сделан вывод о рациональном расположении оборудования на стенде, его использовании и применении.

3 Процесс проектирования стенда

Целью данного раздела является описать процесс проектирования стенда и предоставить инструкцию по эксплуатации.

3.1 Проектирование стенда

Исходя из таблицы 1 и рисунка 11, представленных в разделе 2, проведена сборка стенда.

Платформой, на которой крепится стенд, является деревянная столешница, на которой закреплена материнская плата со всеми ее платами расширений. Мультиметр и осциллограф не закреплены, т.к. не являются стационарными для данного стенда. Сетевой фильтр также не закреплен.

Для стенда предоставлена материнская плата форм-фактора АТХ, которая содержит 6 слотов PCI, 1 слот под процессор, 3 слота под оперативную память DIM, батарейку CMOS, 1 слот FDDI, 2 слота IDE, 1 слот PCI-E, порты: 2 порта PS/2, 2 порта COM , LPT порт, 2 USB порта, 3 линейных выхода, VGA порт.

Материнская плата представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 — Материнская плата для стенда

Также, в список комплектующих стенда входят мультиметр, осциллограф и сетевой фильтр. Мультиметр и осциллограф способствуют в диагностике плат расширений на предмет корректной работы и проведения предусмотренного стендом тестирования, а именно неисправностей питания и выгорания интегрированных устройств.

Главным преимуществом стенда является его мобильность, т.к. он не сложный в сборке и представляет наглядное пособие по комплектующим персонального компьютера, а именно материнской платы.

Благодаря стенду можно осуществить ряд тестов, таких как:

Проверка наличия и соответствия норм напряжений на процессоре, оперативной памяти и шине PCI при помощи мультиметра. Нередки случаи выгорания материнской платы из-за некачественного питания. Все дело в некачественных, дешевых комплектующих, из которых собраны блоки питания. В лучшем случае, проработав до окончания гарантии, они сгорают из-за быстрого изменения характеристик низкосортных деталей, «утаскивая» за собой половину компьютера. Если материнская плата вышла из строя по этой причине, скорее всего, пострадали узлы, отвечающие за питание отдельных устройств, установленных на плате.
Неисправности в цепи питания материнской платы могут возникать также по вине производителя. Чаще всего это выражается в стремительно высыхающих электролитических конденсаторах (причины могут быть очень разные: от низкого качества конденсаторов до перегрева), которые при этом теряют свою емкость и могут вызвать короткое замыкание. Чаще всего в результате этого внешний вид элементов схемы не меняется, но плата не работает и не включается вообще.
Проверка работы тактового генератора (за работу отвечает кварц с маркировкой 32768 Гц) осуществляется при помощи осциллографа.
Проверка работы вышеуказанным способом кварца 14.318 МГц. Проводить такую проверку в случае, если все напряжения соответствуют показателям и процессор не греется.

Также, с помощью стенда можно тестировать на работоспособность платы расширений другое периферийное оборудование.

3.2 Инструкция по эксплуатации

Дополнением к стенду является инструкция по эксплуатации, в которую включены такие аспекты, как:

общие положения по работе со стендом.
список комплектующих;
техника безопасности.

Инструкция по эксплуатации стенда «Диагностика материнской платы» представлена в приложении А.

Вывод по разделу:

В данном разделе рассмотрены такие вопросы, как процесс проектирования стенда и составление инструкции к нему (приложение А).

Заключение

В процессе проектирования стенда «Диагностика материнской платы» был рассмотрен ряд вопросов, таких как:

основные виды неисправностей материнской платы;
основные разъемы материнских плат;
устройства для диагностики;
конструкция и крепёж стенда;
используемые для стенда ресурсы;
схематичный план стенда;
процесс проектирования стенда;
инструкция по эксплуатации.

Сделаны выводы о том, что к основным неисправностям можно отнести механические неисправности, неисправности питания, проблемы с охлаждением, неисправности BIOS, выгорание интегрированных устройств,

к основным разъемам материнских плат относятся сокет, BIOS, чипсет, слоты оперативной памяти, слоты ввода-вывода информации, южный мост батарейка CMOS, для диагностики понадобится мультиметр и осциллограф; крепёж оборудования стенда произведен на деревянной столешнице при помощи саморезов (кроме мультиметра и осциллографа), схематичный план стенда вполне нагляден и прост в понимании, процесс проектирования стенда прошел без затруднений и в приложении А предоставлена инструкция по эксплуатации.

Список использованных источников

Авдеев А.А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника. Программирование. Издательский дом Пресс-М, 2012, 848с;
Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК. Издательский дома Вильямс, 2009;
Сайт Студенческая библиотека. Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных систем [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.studlib.net.ru/referat/2015760;
Сайт Википедия. Свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki;
Сайт Сделай компьютер сам. Материнская плата или системная плата. Устройство и описание [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sdelaycomputersam.ru/Motherboard.html;
Сайт IT заметки или очерки бывалого айтишника. Материнская плата: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://it-notes.info/materinskaya-plata/;
Сайт Мобильного центра компьютерной поддержки [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.pskservice.ru/poleznie-stati/motherboard.html.

Приложение А

Инструкция

Общие положения:

Доступ ко стенду «Диагностика материнской платы» осуществляет только разработчик стенда или непосредственно преподаватель.
На стенде и рядом с ним не должно находиться посторонних предметов, которые, в свою очередь, могут препятствовать правильной работе стенда.
К работе со стендом допускаются только те лица, которые ознакомились с данной инструкцией.

Список комплектующих:

Материал	Количество
Материнская плата	1
Осциллограф	1
Мультиметр	1
Видеокарта	1
Оперативная память	1
Процессор	1
Привод	1
Батарейка-CMOS	1
Мышь (PS/2 & USB)	1
Блок питания	1

Техника безопасности:

Перед использованием стенда «Диагностика материнской платы» проверить правильность подключенных устройств и убедиться во входном напряжении, подаваемым на сетевой фильтр (220В).
Запрещается работа со стендом в верхней одежде, выполнение операций, не предусмотренных стендом, пользоваться собственными платами расширений и иным периферийным оборудованием.
В случае аппаратной неисправности обратиться к разработчику стенда или к преподавателю.
Проверить рабочее место после работы со стендом.
Пользователь обязан соблюдать дисциплину и порядок.
Запрещается прием пищи на рабочем месте.
Запрещается портить оборудование стенда.
Пользователь обязан соблюдать правила технической эксплуатации стенда, а также требования пожарной безопасности (см. Инструкцию по пожарной безопасности ИОТ-001-08).

Работа со стендом:

Подключить осциллограф и материнскую плату к сетевому фильтру.
Выполнить тестирование необходимых элементов.

Перечень тестов:

проверка наличия и соответствия норм напряжений на процессоре, оперативной памяти и шине PCI (при помощи мультиметра);
проверка работы тактового генератора (за нее отвечает кварц с маркировкой 32768 Гц. Использовать осциллограф);
проверка работы вышеуказанным способом кварца 14.318 МГц (если все напряжения соответствуют показателям, процессор не греется);

3) При возможности после диагностики неисправных элементов заменить их исправными.

4) Проверить целостность дорожек материнской платы.

5) Проверить при помощи POST-карты, определить коды, которые являются ошибочными и ведут к определению локализации неисправности.

Проектирование стенда «Диагностика материнской платы»