1 NEWTON C. BRAGA
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO Instituto NCB www.newtoncbraga.com.br contato@newtoncbraga.com.br 2
NEWTON C. BRAGA Impressoras Funcionamento e Manutenção Autor: Newton C. Braga São Paulo - Brasil - 2012 Palavras-chave: Eletrônica - Engenharia Eletrônica - Componentes Reparação Service Copyright by INTITUTO NEWTON C BRAGA. 1ª edição Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo, especialmente por sistemas gráficos, microfílmicos, fotográficos, reprográficos, fonográficos, videográficos, atualmente existentes ou que venham a ser inventados. Vedada a memorização e/ou a recuperação total ou parcial em qualquer parte da obra em qualquer programa juscibernético atualmente em uso ou que venha a ser desenvolvido ou implantado no futuro. Essas proibições aplicam-se também às características gráficas da obra e à sua editoração. A violação dos direitos autorais é punível como crime (art. 184 e parágrafos, do Código Penal, cf. Lei nº 6.895, de 17/12/80) com pena de prisão e multa, conjuntamente com busca e apreensão e indenização diversas (artigos 122, 123, 124, 126 da Lei nº 5.988, de 14/12/73, Lei dos Direitos Autorais. Diretor responsável: Newton C. Braga Diagramação e Coordenação: Renato Paiotti 3
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO INTRODUÇÃO...10 OS COMPONENTES ELETRÔNICOS...12 FIOS...13 FUSÍVEIS...17 Como Testar um Fusível...18 Como Testar...20 PILHAS E BATERIAS...21 Como testar...22 RESISTOR...22 Resistores SMD:...25 Como testar...29 RESISTORES VARIÁVEIS...30 Especificações...32 Teste e Substituição...32 LÂMPADAS INCANDESCENTES...33 Especificações...33 Teste e Substituição...34 LÂMPADAS NEON...34 Testando...35 LDRs OU FOTO-RESISTRES...35 Como Testar...36 NTC/PTC...37 Como Testar...38 VDR...38 Como testar...39 CAPACITORES...40 CÓDIGOS DE CAPACITORES CERÂMICOS SMD...43 Como Testar...47 CAPACITORES VARIÁVEIS...47 Especificações...48 Como testar...49 BOBINAS OU INDUTORES...49 Símbolos e tipos...50 Especificações...51 Onde são encontradas...51 Como testar...51 TRANSFORMADORES...52 Como testar...54 RELÊS...54 Como Testar...58 SOLENOIDES...58 Como testar...60 4
NEWTON C. BRAGA MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA (DC) E MOTORES DE PASSO...60 Teste...63 TRANSDUTORES MAGNÉTICOS...64 Teste...65 TRANSDUTORES PIEZOELÉTRICOS...65 Testando...67 SEMICONDUTORES...67 Princípio de funcionamento...68 Junções...70 DIODOS...71 Especificações...74 Como Testar...74 DIODOS ZENER...75 Teste...77 LEDs...77 Testando...81 DIODOS ESPECIAIS...81 Como testar...83 TRANSISTORES BIPOLARES...84 Trabalhando com Transistores...89 Como os transistores são usados...89 Teste e Identificação...90 FOTOTRANSISTORES...93 ACOPLADORES E CHAVES ÓPTICAS...94 Como testar...95 TRANSISTORES DARLINGTON...96 Testando...97 TRANSISTORES DE EFEITO DE CAMPO (FETs)...98 Testando...100 MOSFETs...100 Como Testar...103 MOSFETs DE POTÊNCIA (Power FETs)...103 Como Testar...105 IGBT...105 DIODO CONTROLADO DE SILÍCIO (SCR)...106 TRIACs...110 Teste...112 INTEFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA (EMI)...112 DIAC...114 Teste...115 QUADRAC...115 Teste...116 5
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO SUS...116 Testando...117 SBS...118 Teste...119 DISPLAYS DE CRISTAL LÍQUIDOS (LCDs)...119 Como testar...122 CIRCUITOS INTEGRADOS...122 Analógicos...126 Reguladores de Tensão...126 Teste...128 Amplificadores Operacionais...128 Testando...132 Amplificadores de Áudio...132 Timers ou Temporizadores...133 O 555...134 Como testar...136 PLL...136 Como testar...137 Outras funções lineares...138 Digital...138 TTL...141 CMOS...142 Teste...143 Consumo e Embutidos...143 Como testar...145 Microprocessadores e Microcontroladores...145 DSP...148 O que é um DSP?...148 SMDs...150 OS COMPONENTES MECÂNICOS...152 Parafusos, Arruelas e Porcas...153 Alavancas...155 Engrenagens...158 Parafuso sem Fim...160 Roletes e Cilindros...160 Polias e Correias...161 Molas...163 Encoders...164 Sensores Eletro-Mecânicos...166 AS FERRAMENTAS E OS INSTRUMENTOS A PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO...167 A Estação de Retrabalho...174 DIAGNÓSTICO E REPARAÇÃO...181 6
NEWTON C. BRAGA O Multímetro...185 Multímetros Analógicos...185 Multímetros Digitais...187 Como Usar o Multímetro...188 Medidas de Tensão e Corrente...189 Medidas de Resistência...191 Outras Funções do Multímetro...192 Leituras e Interpretações das Medidas com o Multímetro...193 Encontrando Componentes...193 Equivalentes...195 O OSCILOSCÓPIO NA MANUTENÇÃO DE IMPRESSORAS,COMPUTADORES E PERIFÉRICOS...197 COMO LIGAR O OSCILOSCÓPIO NUM EQUIPAMENTO EM TESTE...201 OUTROS AJUSTES...207 QUE OSCILOSCÓPIO COMPRAR...210 COMO FUNCIONAM AS IMPRESSORAS...211 Impressoras Matriciais...211 Vantagens e Desvantagens...230 Impressoras Térmicas...232 Desvantagens...239 Impressoras Jato de Tinta...241 Limpando Cartuchos e Contactos...249 Recarga e Reciclagem de Cartuchos...251 O circuito eletrônico da Impressora Jato de Tinta...252 Mecânica das Impressoras Jato de Tinta...263 Impressoras Jato de Bolhas...269 Impressoras Laser...273 A Natureza da Luz...274 Funcionamento...283 O Cartucho...310 Circuitos Eletrônicos...311 CIRCUITOS TÍPICOS E DEFEITOS COMUNS...314 FILTRO E PROTEÇÃODE ENTRADA...315 FONTES DE ALIMENTAÇÃO...319 Fonte Analógica (Linear) Típica...319 Fontes Chaveadas...339 COMUNICAÇÃO...367 Porta Paralela...367 Sinalização...372 Mais Velocidade com a IEEE 1284...377 Modo de Nibble...378 Modo Byte...379 7
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO Modo ECP...379 Modo EPP...379 O mais importante é o cabo...380 Porta Serial...380 Arquitetura...382 Memórias...390 a) Memórias não voláteis (permanentes)...390 ROM...391 PROM...391 EPROM...392 EEPROM...393 b) Voláteis (Temporárias)...393 SRAM...394 DRAM...396 Diagnóstico...399 Sintoma 1...402 Sintoma 2...407 Acionamento de Motores e Solenóides...408 Problemas Comuns...419 Sintoma 1...420 Sintoma 2...420 Sintoma 3...421 Sensores...421 Micro Controlador (MCU)...426 Linhas de Endereço...431 Linhas de Dados...433 O Clock...433 Linhas de Controle...434 Painel de Controle...436 LEDs, Displays e Monitores...436 Diagnóstico e Reparação...442 Teclados e Botões...444 Conclusão...449 ANÁLISE DE SINTOMAS E CAUSAS...450 1. Impressão fraca...451 2. Impressão difusa (sem nitidez) ou com fundo esfumacento...453 3. Folha em branco...453 4. Página em preto...454 5. Impressão com linhas pretas e brancas de falhas no sentido vertical....455 6. Falhas no sentido horizontal...455 7. Áreas em que a impressão é falha ou falta...456 8. Aparecem manchas de toner nas duas faces do papel...456 8
NEWTON C. BRAGA 9. Fora de Registro...457 10. Manchas escuras ou de sujeira na impressão....457 Problemas de Conexão...458 1. A impressora opera de modo aleatório...458 2. Mensagem de erro indicando que a impressora não está disponível...458 3. A impressora não informa o Windows sobre esvaziamento de cartucho e outros problemas que podem ocorrer. Também temos nesse caso um problema de comunicações....459 4. Falha Intermitente de Comunicação...459 5. Erro de ocupado ou fora de operação são enviados durante a operação, interrompendo a impressão....460 Problemas de Driver...460 1. A luz que indica impressão aparece, mas nada acontece...460 2. Fontes incorretas são usadas na impressão....460 RESET DE CARTUCHOS E IMPRESSORAS...461 Reset de Cartuchos...461 Reset de Impressoras...463 CUIDADOS COM A ESD...465 Como o Problema se Manifesta...466 Prevenção...468 9
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO INTRODUÇÃO Um dos periféricos de maior importância na interação do computador com o operador é a impressora. Centenas de tipos existem hoje disponíveis no mercado e milhões delas foram vendidas nos últimos aos usuários de computadores de todo o país. No entanto, como qualquer equipamento eletrônico, as impressas quebram exigindo a intervenção de um profissional habilitado para fazer sua reparação. Até mesmo simples procedimentos de instalação e diagnósticos de eventuais problemas que se devem a pequenos ajustes de software exigem o conhecimento que somente um profissional competente pode ter. Podemos dizer que existe uma falta de uma literatura completa que permita ao profissional da eletrônica aprender um mínimo necessário à manutenção de impressoras, e o pouco que encontramos é vago e muito superficial não chegando aos problemas eletrônicos principais e nem mesmo analisando o princípio de funcionamento de seus circuitos. Na verdade, esse tipo de abordagem didática, em que se analisa o princípio de funcionamento das diversas partes de uma impressora, é de extrema importância, pois ele ajuda o técnico a deduzir a causa de muitos defeitos, mesmo que ele não tenha um esquema ou um manual de serviço de determinada impressora. O caráter didático de nossas publicações pode ser melhor entendido pelos leitores que conhecem livros de nossa autoria como o Curso de Eletrônica em seus diversos volumes, incluindo os de Eletrônica Digital (Muito importante para entender tudo que se relaciona à informática), Como Testar Componentes (4 volumes) e muito mais. 10
NEWTON C. BRAGA Este livro não visa ser uma obra completa, pois há muito mais do que cabe nas páginas desta edição no vasto mundo das impressoras. Além disso, a cada dia, novos tipos, utilizando novas tecnologias são lançados pelos fabricantes de todas as marcas. O que vamos levar ao leitor são itens dos defeitos básicos nos circuitos eletrônicos comuns, tomando como exemplo diagramas das impressoras mais encontradas em nosso mercado na época em que preparamos este trabalho. Pelo seu entendimento e análise o leitor poderá facilmente chegar às causas de defeitos semelhantes em impressoras mais modernas que possuam as mesmas configurações, mesmo que não usem os mesmos componentes sabendo, portanto, quais são os melhores procedimentos para o diagnóstico e reparação. Evidentemente, o conhecimento básico para que o leitor possa aproveitar totalmente os ensinamentos deste livro vem de uma boa fundamentação teórica em eletrônica e conhecimento do uso de instrumentos eletrônicos, como o multímetro, além das técnicas de diagnósticos comuns. Se o leitor já é um profissional da manutenção de computadores e monitores de vídeo, esta obra lhe poderá ser de grande utilidade. Newton C. Braga 11
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO OS COMPONENTES ELETRÔNICOS Atenção: se o leitor já tem uma boa base na eletrônica, conhecendo componentes e circuitos, pode saltar este capítulo indo diretamente à segunda parte deste livro onde abordamos técnicas e circuitos específicos das impressoras. Os componentes encontrados nas impressoras não são muito diferentes dos componentes encontrados na maioria dos equipamentos eletrônicos comuns. É claro que não vamos encontrar um alto-falante ou um cinescópio numa impressora, da mesma forma que não teremos motores de passo em equipamentos de som ou televisores. No entanto, resistores, capacitores, transistores, circuitos integrados, etc. são componentes tão comuns numa impressora como em qualquer outro equipamento eletrônico. Isso significa que o diagnóstico de defeitos passa pelo conhecimento das funções destes componentes e do modo como eles devem ser testados. Evidentemente, isso também inclui saber como ler as especificações destes componentes e como reconhecê-los pelos diversos aspectos com que se apresentam, para poder encontrar tipos exatamente iguais, caso se constate que eles estão com problemas. Assim, um primeiro passo para saber mexer com estes componentes é conhecer cada um, saber para que servem, os tipos e formas em que aparecem nas aplicações e, finalmente, como fazer testes básicos que permitam saber se eles estão bons ou não. Desta forma, depois de uma breve introdução aos conceitos básicos de eletrônica (que podem ser vistas mais profundamente nos nossos livros da série Curso de Eletrônica (Eletrônica Básica, Eletrônica Analógica e também da série 12
NEWTON C. BRAGA Como Testar Componentes), principalmente se o leitor não tem uma boa base em eletrônica), vamos dar o essencial dos principais componentes que encontramos nas impressoras. O conhecimento que passamos a seguir é de extrema importância para todos os leitores que desejam mexer não só com impressoras também com outros periféricos tais como scanners, som multimídia, etc. FIOS Para interligar componentes e mesmo dispositivos de entrada e saída das impressoras são usados fios de metal. Existem vários tipos de fio que podemos encontrar nas impressoras. O tipo de fio usado numa aplicação depende, não só das intensidades das correntes que devem ser conduzidas, como também do tipo de corrente, ou seja, forma de onda, freqüência, etc. As correntes encontradas nas impressoras são, em geral, muito menores do que as encontradas nos circuitos elétricos comuns de alta potência, daí normalmente serem usados fios mais finos. Basicamente, ao trabalhar com reparação de impressoras e outros tipos de periféricos semelhantes o leitor vai encontrar os seguintes tipos de fios: (a) Cabos - formados por um núcleo com diversos condutores de cobre cobertos por uma capa isolante de plástico (b) Rígidos - formados por um núcleo com um único condutor coberto por uma capa isolante de plástico (c) Nu - formado por um condutor de cobre rígido sem capa protetora (d) Blindado ou coaxial - formado por um núcleo com um ou mais condutores encapados. Estes condutores são envolvidos por uma rede de fios trançados formando uma blindagem. 13
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO Ao tratarmos dos cabos de conexão de impressoras com a unidade do sistema (PC), falaremos especificamente de suas configurações e das tomadas que usam. Procedimentos especiais de teste e reparação exigem um capítulo especial para eles. Na figura 1 temos estes fios representados. Outro tipo de fio especial encontrado em muitos dispositivos eletrônicos, comuns nas impressoras, é fio esmaltado AWG ou American Wire Gauge. Este tipo de fio é usado para fazer enrolamentos de componentes como indutores, solenóides, motores de passo, relês, etc. AWG é um padrão americano estabelecido para condutores não ferrosos. O calibre destes condutores está relacionado com o diâmetro. Este padrão também é conhecido como B&S de Brawn and Sharpe. 14
NEWTON C. BRAGA Os fios esmaltados AWG são formados por um condutor de cobre rígido isolado por uma fina camada de esmalte. O diâmetro do fio determina a intensidade máxima de corrente que ele pode conduzir. O diâmetro pode ser expresso em milímetros ou mils (milésimos de polegadas), ou ainda por um número AWG. Na tabela 1 mostramos os números AWG, milímetros de diâmetro, milímetros quadrados da secção do fio e resistência em ohms por quilometro. 15
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO 16
NEWTON C. BRAGA FUSÍVEIS Os fusíveis são elementos de proteção de um circuito. A finalidade do fusível é comparada ao elo mais fraco de uma corrente. Se acontecer alguma coisa no circuito que eleve a corrente para além de certo valor que seja perigoso para a integridade do circuito, ele se rompe interrompendo o circuito. Os fusíveis são especificados pela intensidade da corrente com que abrem. Eventualmente podem também ter uma tensão máxima recomendada. Na figura 2 mostramos alguns tipos de fusíveis encontrados nos aparelhos eletrônicos comuns, incluindo as impressoras, assim como seus símbolos. Fusíveis com outros formatos também podem ser encontrados. Estes fusíveis são basicamente formados por um pedaço de fio fino que é calculado para se fundir com uma determinada intensidade de corrente. Os fusíveis são ligados em série com os dispositivos ou circuitos que devem proteger, conforme mostrado na figura 3. 17
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO Normalmente são intercalados entre a entrada de energia e o dispositivo alimentado ou ainda num setor em que correntes intensas posam causar a queima de componentes delicados. Em muitos equipamentos encontramos diversos fusíveis protegendo diversos setores de tal forma que, se uma etapa de um equipamento tem problemas, apenas o fusível que a protege abre. A especificação mais importante de um fusível é a corrente em que ele abre (queima). Esta é a corrente nominal podendo ser especificada tanto em miliampères como em ampères. Quando substituir um fusível o profissional deve estar atento para usar sempre um com a mesma corrente que o original. Se um fusível de maior corrente for usado, em caso de falha ele pode não abrir, e com isso podem ocorrer danos irreversíveis no circuito que deveria estar sendo protegido. Outra especificação importante de alguns fusíveis é a sua velocidade de ação, ou seja, quanto de rapidez que esperamos para sua abertura. Assim, existem aplicações em que se exige o emprego de fusíveis de ação rápida. Como Testar um Fusível Um fusível em bom estado deve ter uma resistência elétrica muito baixa. Para saber se ele está em bom estado o teste que se faz é de continuidade, ou seja, como ele conduz a corrente. Este teste pode ser feito com um multímetro ou mesmo um provador de continuidade. CHAVES Nas impressoras assim como outros equipamentos eletrônicos o profissional vai encontrar diversos tipos de chaves. Como em qualquer outro 18
NEWTON C. BRAGA equipamento, as chaves são usadas para se controlar a corrente nos circuitos ou em suas partes. As chaves encontradas nas impressoras podem ter as mais diversas funções como ligar e desligar a impressora até mudar ou selecionar suas funções. Na figura 4 mostramos os símbolos adotados para representar as chaves a os principais tipos. O símbolo indica o que a chave faz. Por exemplo, em (a) temos uma chave SPST (Um pólo uma posição ou Single-Pole Single Throw) que é um interruptor simples que controla uma única corrente num único circuito. Uma chave de dois pólos x 2 posições (DPDT - Double-Pole Double- Throw) controla a corrente em dois circuitos ao mesmo tempo, passando-a de um para outro condutor (b). Nas impressoras podemos encontrar muitas chaves de teclas com contacto momentâneo, como as mostradas em (c), as quais selecionam funções produzindo um breve pulso de corrente. As chaves também são classificadas de acordo com o modo como são operadas, podendo ser deslizantes ou rotativas. 19
IMPRESSORAS FUNCIONAMENTO E MANUTENÇÃO Algumas chaves especiais também podem ser encontradas diretamente montadas nas placas de circuito impresso para configuração, sendo chamadas de "dip switches". As chaves são encontradas em todas as aplicações onde a corrente precisa ser controlada. Todo equipamento precisa de pelo menos uma chave para seu funcionamento, a que liga e desliga sua alimentação. As chaves são especificadas pelo número de pólos, pelo número de posições, além da corrente e tensão máxima de operação. Os pólos podem ser indicados por símbolos como os que vimos: SPST - Um pólo x Uma posição (Single-Pole Single-Throw) SPDT - Um pólo x Duas posições (Single-Pole Double-Throw) DPDT - Dois pólos x Duas posições (Double-Pole Double-Throw) A corrente máxima de operação de uma chave é indicada em ampères (A). Nunca use numa aplicação uma chave com menor capacidade do que a recomendada. Os contactos podem aquecer danificando-a. A tensão máxima de operação é indicada em volts (V). Como Testar Uma chave aberta tem de apresentar uma resistência infinita e quando fechada, muito baixa (próxima de zero). Para testar uma chave basta fazer um teste de continuidade com ela aberta e depois fechada. Para isso pode ser usado um multímetro na escala mais baixa de resistências. Um teste visual também ajuda, pois uma chave que tenha sofrido sobrecargas tem sinais de queimado e deformações. 20