Reparación y restauración electrónica


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Distribuidor Kramer VM-4HDMI

Distribuidor 1×4 de señal HDMI con lector de datos EDID embebidos. Viene con uno de los peores tipos de avería posibles: un fallo intermitente aleatorio. El sistema se reinicia de manera repetida y aleatoria.

Distribuidor Kramer VM-4HDMI

Distribuidor Kramer VM-4HDMI

Para abrirlo quito la tornillería superior y lateral, quitando las aletas de montaje en rack y levantando la tapa superior. El interior es sencillo. A la izquierda está la fuente de alimentación, una fuente conmutada que genera 5 voltios con estabilización y protección por cortocircuito. A la derecha se encuentra la placa principal, con el microprocesador, los descodificadores HDMI de entrada y salida y circuitos auxiliares. Tras el frontal, la placa de switches y leds de mando.

Interior del Kramer VM-4HDMI

Interior del Kramer VM-4HDMI

Lo primero es comprobar la fuente. Mido tensión de salida, la cual es de 5,07V. Con el osciloscopio compruebo el rizado por si hay un problema de consensadores, con resultado negativo. Por tanto descartando la fuente procedo a comprobar el oscilador que genera la señal de reloj del procesador. Midiendo con el osciloscopio obtengo una señal estable y limpia.

Señal del oscilador del microprocesador

Señal del oscilador del microprocesador

Dado que el micro tiene el reloj correcto procedo a comprobar toda la distribución de señal HDMI. Conecto una entrada y chequeo todas las salidas, las cuales permanecen activas. Descarto por tanto un problema en los buses HDMI, audio, y datos EDID. Mi sospecha se centra entonces en que el microprocesador se resetea de manera aleatoria. La causa puede ser o bien que el micro está defectuoso o bien que el componente que genera la señal Reset está mal.

Placa principal

Placa principal

Descargando la hoja de características del micro, un P89V51RDZ-FA81, localizo el pinout para ver de dónde procede la señal de Reset.

Pinout Microprocesador

Pinout Microprocesador

El pin 9 corresponde a la señal de Reset. Por tanto conecto el osciloscopio en dicho pin para ver exactamente qué sucede con dicha señal. El oscilograma obtenido es bastante esclarecedor.

Pulsos anómalos de Reset

Pulsos anómalos de Reset

Se producen pulsos a la entrada del pin 9 del microprocesador, de manera aleatoria. Esto hace que el micro se reinicie, dando origen a la avería. Siguiendo la pista que conduce al pin 9 deduzco que el componente que genera la señal de Reset es un pequeño integrado SMD con encapsulado SOT23. Aunque la serigrafía del componente no indica nada claro, llego a la conclusión de que se trata de un RT9818H-30GVL. Este integrado tiene como misión chequear la tensión de la fuente y disparar un pulso de Reset cuando ésta ha alcanzado un valor nominal que no comprometa al microprocesador mediante un falso arranque, el cual, dejaría al micro en un estado impredecible de funcionameinto. El esquema sería el siguiente: (NOTA: Con la salvedad de que el pulso que necesita este micro es positivo, y por tanto la resistencia es Pull-Down y está conectada a masa)

Esquema del circuito de Reset

Esquema del circuito de Reset

Teniendo en cuenta que la alimentación es estable y que la salida del integrado en cambio es aleatoria, la deducción es indiscutible: este integrado falla y debe ser substituido.

RT9818H-30GVL

RT9818H-30GVL

La gran odisea en estos casos es encontrar un integrado similar para usarlo como recambio. Me ha sido imposible, ni en el servicio oficial (que consideran este equipo obsoleto y no tienen recambios), ni en distribuidores de componentes internacionales. De todas formas hay un “plan B”, que consiste en fabricar yo mismo un circuito que genere el pulso de Reset. Para empezar procedo a extraer el integrado defectuoso con el equipo de soldadura por aire caliente.

Colimado con cinta Kapton.

Colimado con cinta Kapton.

Hago el colimado de la zona con cinta Kapton para proteger componentes adyacentes. Previamente he sacado el microprocesador de su zócalo con el correspondiente equipo de protección antiestática. Añado cinta metálica anticalórica y extraigo el integrado, proyectando un caudal de aire a una temperatura de 365 grados.

Desoldado por aire caliente

Desoldado por aire caliente

Ahora monto el micro y compruebo el distribuidor. Ya no se reinicia, aunque necesita la señal de Reset para arrancar de forma segura. Para generar el pulso de Reset usaré el conocido integrado NE555 en modo monoestable. Usando la fórmula T = 1,1 x R x C calculo los valores de resistencia y condensador para que me haga un pulso de 330 milisegundos. Según las especificaciones del microprocesador, basta un pulso de 50ms para que se genere un Reset. Por otra parte, la fuente tarda unos 200ms en alcanzar la tensión de trabajo definitiva. Por tanto 330ms es un valor suficiente.

Diseño de la placa de Reset

Diseño de la placa de Reset

El diseño de la placa no puede ser más sencillo. El integrado NE555, una resistencia de 470K y un condensador de 1uF. Añadiré un díodo 1N4148 en la salida Reset para evitar algún poco probable pulso de retorno hacia el 555.

Tres imágenes del proceso de fabricación del nuevo control de Reset

Tres imágenes del proceso de fabricación del nuevo control de Reset

Una vez montada la placa del nuevo control de Reset tengo que medir con el osciloscopio cómo se comporta antes de inyectar la señal al microprocesador, para evitar sustos. Compruebo tres cosas: la curva de carga del 555, el pulso de 330ms que genera al iniciar y la curva de descarga cuando se queda sin alimentación. Obtengo los siguientes oscilogramas:

Oscilogramas del 555 en funcionamiento

Oscilogramas del 555 en funcionamiento

El funcionamiento es perfecto y cumple el cometido necesario para substituir al integrado defectuoso. Por tanto, monto el circuito fabricado y lo cableo para que supla al micro de la necesaria señal de Reset. Substituyo uno de los tornillos de la placa base por una tuerca macho-hembra, sobre la cual atornillo la placa del 555. Sueldo los cables a la placa base en el lugar donde quedaba el integrado y los aseguro con cinta Kapton.

Placa de Reset montada y funcionando

Placa de Reset montada y funcionando

Para finalizar conecto el distribuidor durante unas horas (bajo supervisión del osciloscopio y el voltímetro digital) y compruebo que únicamente se inicia al conectarlo. Por tanto la avería queda resuelta y el distribuidor está operativo de nuevo.

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