Los microcontroladores (también llamados μC) y otros componentes similares programables (FPGA, BGA…) son el cerebro de la mayoría de circuitos electronicos industriales.
Para el técnico son una auténtica caja negra, muy difícil de diagnosticar con herramientas comunes.
En la mayoría de averías, es suficiente con saber si el microcontrolador está completamente muerto o no.
En casos más concretos puede ser más complicado.
Voy a intentar orientarte con algunos trucos para desenmascarar las verdaderas averías en estos componentes.
El microcontrolador casi nunca falla
La inmensa mayoría de placas electrónicas, tanto industriales como domésticas, cuentan con un chip o circuito integrado programable.
En realidad, es la base del circuito, porque el resto de componentes sirve para proporcionarle alimentación y adaptar las señales de entrada o salida para conectarlo con el mundo exterior.
Por mi experiencia sé que solo un pequeño porcentaje de las averías tienen su origen en el microcontrolador.
Los ingenieros suelen protegerlo de las inclemencias del mundo exterior, y suelen haber otros componentes de menor valor aislando o atenuando las posibles vías de entrada a picos de tensión o sobrecargas.
Por otra parte, el software no suele “desconfigurarse” ni corromperse de forma fortuita.
Quizás sea por el legado de las memorias EPROM, donde el borrado del programa era habitual, percibimos con cierta normalidad que puedan perderse datos porque sí.
Hay que pensar que las memorias apenas se degradan, y menos cuando no se modifica el software.
La memorias EPROM sufrían accidentes que normalmente no estaban relacionados con la electrónica.
Eran componentes (bueno, siguen siendo, pero ya apenas se usan) con una ventanita que permitía el paso de la luz. Para borrarlas se usaba una luz ultravioleta, y se cubrían con una etiqueta para prevenir un borrado accidental.
La cuestión es que las etiquetas podían levantarse, o una luz solar intensa podía atravesarlas, así que era realtivamente frecuente encontrar averías accidentales.
Aparte de que ya no hay riesgos provocados por la luz, los micros actuales están mucho más perfeccionados que las EPROM, así que es muy raro que fallen.
El microcontrolador no es infalible
Aunque sea improbable, nada está libre de fallos, así que realmente sí se averían.
De hecho, en el momento de escribir este artículo tengo sobre mi mesa dos placas con daños en los microcontroladores.
Es tanta casualidad que he decidido escribir sobre ello.
Una de las placas pertenece a un equio de aire acondicionado inverter. El microcontrolador está quemado. Una avería realmente rara.
El otro equipo es muy curioso, porque tres salidas funcionan en una parte del programa, y en otra no.
Normalmente, una salida puede dañarse por una sobrecarga, o si ha recibido una tensión excesiva. Lo raro es que las salidas funcionan siempre con una parte del programa. Por eso me he asegurado de que no hayan conexiones u otros componentes que puedan intervenir.
La obsolescencia programada
Cuando me encuentro una de estas averías, no puedo evitar sospechar de la obsolescencia programada.
Cuenta la leyenda que algunos fabricantes diseñan sus circuitos pensando en que fallen al cabo de algunos años, para que el mercado esté siempre en movimiento, y asegurarse ventas de equipos nuevos.
Es muy difícil verificarlo, porque no se puede demostrar si realmente se trata de una causa intencionada, salvo que tengas acceso al código fuente del programa.
Por eso es técnicamente posible hacer fallar un circuito en un momento dado, de forma intencionada.
De hecho, se puede dañar otro componente externo al micro, haciendo que trabaje en unas condiciones para las que no esté preparado.
¿Qué se puede hacer para descubrir si ha habido juego sucio?
Realmente poco, salvo documentar cada avería y buscar casos similares, para deducir un patrón que delate al fabricante. Aun así, es casi imposible demostrarlo sin que quede ninguna duda.
Trucos para verificar un microcontrolador
La forma más rápida para verificar si un micro está muerto, es verificar que le llega alimentación, y que el cristal de cuarzo externo esté oscilando.
Si el micro está alimentado pero no oscila, hay que comprobar el cuarzo, y si está bien, el microcontrolador ha muerto.
En muchos casos, sobre todo en equipos económicos, no hay un oscilador externo, por lo que no se puede hacer esta prueba.
Con el osciloscopio habrá que medir entradas y salidas para ver si hay algún tipo de actividad.
Otra opción, si la placa tiene pocos componentes, es medir que las señales de entrada lleguen hasta los pines correspondientes, y lo mismo con las salidas.
Se trata de descartar otras causas externas al micro, antes de señalarlo como culpable.
No hay que olvidar que si el chip ha estallado, seguramente no funcione. De hecho, el equipo que tengo sobre mi mesa tiene un pequeño bulto “muy sospechoso”, aparte de que la etiqueta que tenía pegada encima está quemada.
Reparar un microcontrolador, o cualquier tipo de chip programable, es imposible si no tienes forma de grabarle su software original.
Por eso debes estar seguro de que esta es la causa real, y no has pasado por alto a algún componente “con mirada inocente”.
JTAG, ¿qué es eso?
Los micros actuales, sobre todo si son de montaje superficial (SMD), se graban una vez montados en la placa.
Para ello, se usa un bus especial, llamado JTAG.
Cuando hay varios elementos programables en la misma placa, se usa el mismo bus en serie para acceder a todos los chips.
Esto agiliza la fabricación, pero también permite hacer más cosas.
El puerto JTAG de un micro debe cumplir un estándar. Esto quiere decir que debe permitir unas funciones generales.
Gracias a esta caracteristica, podemos acceder al micro para diagnosticarlo.
Si nos deja conectar, ya sabemos que el micro está vivo, pero además podemos capturar información del estado de sus pines, incluso forzar los estados lógicos para actuar sobre otros componentes de la placa, y verificar muchas más cosas.
Si trabajas con bastantes componentes de este tipo, te interesa dominar el JTAG.
La mayor dificultad es localizar los pins que corresponden al puerto JTAG, sobre todo si el micro no tiene pins accesibles, como en el caso de las BGA, o si el fabricante ha “disimulado” las conexiones. Aun así, hay trucos para localizarlas.
Si te interesa saber más sobre el JTAG aplicado a la reparación, Sergio Soriano tiene un gran artículo en su blog.
Cuenta, cuenta
¿Alguna vez te has enfrentado a un micro sospechoso?
¿Cómo ha terminado la batalla?
Deja tu comentario más abajo, y no olvides compartirlo si crees que puede ayudar a tus contactos.
Eugenio Nieto
Excelente, me viene de perlas ya que tengo un microcontrolador que tiene un corto supuestamente y todo apunta a que podria estar en el microcontrolador un STM32F103VCT6 aunque despues de lo que has dicho tengo algunas dudas respecto si podria estar dañado,lo de grabarle el software original creo que está solucionado ya que tengo el repuesto para sustituir el microcontrolador y este tiene un software por usb que le instala el firmware y el software del propio microcontrolador,lo del JTAG,I2C,SMbus y diferentes conexiones es algo que me interesa bastante ya que algunos de los equipos que reparo tienen estas conexiones y me gustaria aprender a usarlas
Ánimo con la avería, espero que lo soluciones fácilmente.
Respecto al JTAG, con un conversor puedes conectarte fácilmente, aunque la verdadera potencia está en el software que utilices.
Hace poco pude ver en acción un equipo de ABI, y la verdad es que ayuda bastante a diagnosticar.
Sergio Soriano puede darte más información.
Saludos
muy bueno el saber no ocupa lu gar
Gracias Roberto
Muy buen articulo
Gracias Sergio
Excelente artículo amigo, me ha gustado tanto que me lo guardaré para volver a leer con más calma.
Saludos crack!
Me alegro mucho Carlos.
Un abrazo
Compañero:
Felicitaciones por tan buenos aportes al conocimiento.
Se nota que pones todo tu interés en buscar y orientar adecuadamente a los técnicos y hobbistas de la red
Felicitaciones
Muchas gracias, Nelson.
Saludos
Excelente artículo.
Muchas gracias
Muy bueno, excelente, gracias.
Muchas gracias Raimundo
excelente gracias por hacer mas fácil entender estos temas y el JTAG
Gracias a ti, Valentín.
Otro gran articulo, enhorabuena.
Un saludo.
Fran de Málaga
Muchas gracias Fran.
¿Ya has experimentado con el JTAGMaster?
Cuenta, cuenta 🙂
Excelente blogal igual que el articulo,no sabia sobre el jtag.compre el libro de fuentes y es genial. Este articulo me sirvió mucho ya que estoy viendo un equipo que esta bloqueado,estoy por ver el micro que tiene,no tiene oscilador externo,así que sospecho que tendrán que enviarlo con el fabricante a desbloquearlo. he revisado toda la placa y esta en orden todo.
Saludos
Me alegro de que te hayan servido, tanto el libro como el artículo.
Si has descartado el resto de la placa, seguramente sea trabajo para el fabricante.
Saludos
Tenogo un equipo Panasonic, modelo CS-RE9JKE (interior) y CU-RE9JKE (exterior) que estaba instalado en un negocio y funcionaba perfectamente. Al instalar un nuevo equipo, mas potente y por conductos, este me lo han instalado en casa y “sorpresa”, el ventilador de la unidad exterior se pone en marcha pero a pocas revoluciones y pasados unos minutos se para. El tecnico de la instalacion, que por supuesto la ha cobrado, me dice que es la placa de potencia y que tire el equipo y me compre uno nuevo. No me explico que un equipo que funcione, dos semanas despues esta “muerto”. No puedo comprar un equipo nuevo ahora mismo pero tampoco se como comprobar si lo que dicen es correcto. Estoy leyendo en tu blog pero tampoco se si placa de potencia es un nombre coloquial o el nombre de los profesionales es otro. Soy bastante manitas, pero soy incapaz de soldaduras y demas y mis conocimientos en electronica son muy limitados. ¿Que podria hacer? Muchas gracias
Debes buscar a un frigorista más especializado, para que te confirme si realmente hay una avería electrónica.
No es una intervención sencilla para alguien poco experimentado, por lo que no puedo darte unas instrucciones para verificarlo tú mismo.
Saludos,
Hola; muy buen articulo, mi pregunta a vos que dispones mas conocimiento, tengo varias placas de equipos, que las mismas dan un error y es el procesador, seguramente una falla de diseño, pero ocurre a los 4 o 5 años, el procesador es un ST72F324B, existe algun elemento o equipo para leer la informacion contenida en el mismo, y luego copiarla en el nuevo micro. Por supuesto la lectura la haria en un micro que se encuentre en buen estado, aguardo tu respuesta y gracias.
Los microprocesadores y microcontroladores se protegen contra lectura en el momento de la grabación, por lo que no es posible recuperar el programa.
Saludos
Muchas gracias por tu excelente trabajo sobre los microcontroladores, quería añadir un pequeño detalle, con el fin de poder hacer una prueba mas sobre el estado del micro, es medir el pin donde le entra la tensión del reset, puede ser una tensión constante o un pulso, en ambos casos si esta no esta, el micro no esta operativo, yo me he encontrado en ocasiones esta falla, la tension del reset viene dada por el “llamado supervisor del reset” un integrado simple, pero de importancia capital…siguiendo el pin del reset del micro damos rapidamente con el….un saludo
Excelente comentario. Una pregunta: Cuando se aplica una pulso de reset el clock se detiene? O el la señal de clock siempre esta presente mientras el micro esta energizado? Gracias.
La señal de “clock ” esta siempre presente, si no fuera asi el microcontrolador estaría “muerto” aunque tenga la tensión de réset, Una interrupción de este redirige el contador de programa a una rutina de servicio. En definitiva, el réset regresa al microcontrolador a una condición de inicio conocida e inicia la ejecución del programa.
Un saludo
Muchas gracias por tu aportación.
Es muy útil.
Un abrazo
Buen día. tengo un problema con un micro controlador de una tarjeta de aire acondicionado MILLER. Este micro tiene 40 pines, una eprom y un oscilador externo. El problema es que, envía señal de activación al compresor y no envía señal al ventilador de la turbina. Busco en interne su data (pines) y no e podido ubicarla.
Agradezco cualquier información al respecto.
tengo un microcontrolador modelo COP87L88CFN-XE como puedo comprobar si esta bueno,lleva un cristal en la placa.Es de una centralita de un camión nissan ,si le hago un reset puede funcionar.
Excelente artículo, como todos los que escribes.
Gracias
buen dia, que pasa si un PIN o patita del microcontrolador se mueve? es decir no se le sale pero si se le mueve como si estuviera desprendido por dentro, ya no sirve?