Recorrido Completo de la Alimentación en una Hashboard S19
DMF Academy · Módulo 2 · Lección 7 Recorrido Completo de la Alimentación en una Hashboard S19 En esta guía integraremos los conceptos estudiados durante el Módulo 2 para comprender el recorrido completo de la alimentación dentro de una hashboard Antminer S19, desde la entrada principal de energía hasta las diferentes etapas que permiten alimentar correctamente los chips ASIC. Seguiremos de forma ordenada la entrada de aproximadamente 15 V, la etapa de MOSFET, la fuente de alta de aproximadamente 21 V, la cadena de dominios, el voltaje CORE, las alimentaciones reguladas de 1,2 V y 0,8 V, y la fuente Booster utilizada en los últimos 8 dominios de la placa estudiada. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: relacionar todas las etapas de alimentación estudiadas anteriormente y comprender cómo trabajan conjuntamente dentro de una hashboard Antminer S19, siguiendo físicamente los principales puntos de medición y las referencias eléctricas utilizadas durante el diagnóstico. Objetivos de esta guía Identificar nuevamente la entrada principal de aproximadamente 15 V. Comprobar el paso de la alimentación a través de los MOSFET. Relacionar la fuente de aproximadamente 21 V con la activación de los MOSFET. Repasar la organización de 88 chips ASIC en 44 dominios. Comprender la importancia de la referencia de tierra dentro de cada grupo de chips. Repasar el voltaje CORE de los dominios. Comprobar las alimentaciones reguladas de 1,2 V y 0,8 V. Diferenciar la alimentación regular de los dominios de la etapa Booster. Identificar la fuente Booster utilizada en los últimos 8 dominios. Comprobar el regulador de aproximadamente 2,9 V asociado a esta sección. Antes de comenzar Esta lección no introduce una nueva etapa de alimentación. Su objetivo es integrar los conceptos estudiados en las lecciones anteriores y observarlos como partes de un mismo sistema eléctrico. Recorrido que vamos a estudiar: 15 V de entrada → fuente de alta de MOSFET → etapa MOSFET → cadena de dominios → CORE → reguladores LDO → 1,2 V / 0,8 V → Booster de los últimos 8 dominios → regulador de aproximadamente 2,9 V. 1. Vista general de la hashboard Comenzamos observando la hashboard completa. La placa utilizada durante esta formación dispone de 88 chips ASIC organizados en 44 dominios, con dos chips ASIC por dominio. Para orientarnos físicamente también podemos dividir la placa en cuatro grupos de 22 chips. Esta distribución será especialmente importante al utilizar las diferentes referencias de tierra. Vista general de la hashboard Antminer S19 utilizada durante el recorrido completo de alimentación. Organización de la placa: 44 dominios × 2 chips ASIC = 88 chips ASIC. 2. Entrada principal de aproximadamente 15 V El recorrido comienza en la entrada principal de alimentación. Durante la prueba trabajamos con una tensión cercana a 15 V. En el punto de entrada obtenemos una medición aproximada de: 14,683 V Entrada principal de alimentación Medición real de aproximadamente 14,683 V en la entrada principal de la hashboard. Concepto importante: antes de analizar cualquier otra etapa debemos confirmar que la alimentación principal está presente correctamente. 3. Paso de la alimentación a través de los MOSFET Después de la entrada principal encontramos la etapa de MOSFET. Estos componentes controlan el paso de la alimentación hacia el resto de la hashboard. Cuando los MOSFET están correctamente activados podemos encontrar prácticamente la misma tensión principal después de esta etapa. 14,670 V Alimentación después de los MOSFET Medición de aproximadamente 14,670 V después de la etapa de MOSFET. 4. Fuente de alta para la activación de los MOSFET La etapa de MOSFET dispone de una fuente elevadora encargada de generar una tensión superior a la alimentación principal. Durante la demostración obtenemos aproximadamente 21,150 V en esta etapa de activación. Comprobación de aproximadamente 21,150 V en la fuente de alta utilizada para la etapa MOSFET. Segunda comprobación de la tensión elevada utilizada durante la activación de los MOSFET. No confundas estas dos fuentes: los aproximadamente 21 V estudiados en esta sección pertenecen a la etapa de activación de los MOSFET. No son la misma fuente Booster utilizada posteriormente en los últimos dominios. 5. Confirmación del paso de la alimentación Una vez activados correctamente los MOSFET, la alimentación principal continúa hacia el resto de la placa. 14,699 V Comprobación de la alimentación principal Comprobación adicional de aproximadamente 14,699 V durante el recorrido de la alimentación principal. 6. Cadena de dominios y voltaje CORE La alimentación principal se relaciona posteriormente con la cadena de dominios. En esta placa encontramos 44 dominios y cada uno contiene dos chips ASIC. Cada dominio trabaja utilizando una referencia local. El voltaje CORE es bajo y durante las mediciones realizadas encontramos valores próximos a 0,40 V. 0,4002 V Voltaje CORE medido Medición de aproximadamente 0,4002 V sobre el CORE del dominio estudiado. 0,3899 V Segunda medición CORE Segunda comprobación del voltaje CORE con aproximadamente 0,3899 V. Atención: la referencia de tierra utilizada dentro de un dominio es una referencia local. No debemos asumir automáticamente que cualquier tierra de un dominio corresponde al negativo general de entrada de la hashboard. 7. Orientación de la tierra según los grupos de chips Para realizar correctamente las mediciones debemos conocer la orientación de la referencia de tierra en las diferentes zonas de la placa. Los 88 chips pueden dividirse físicamente en cuatro grupos de 22 chips. La orientación cambia de forma alternada entre cada grupo. Grupo 1 · Chips 1 al 22 La referencia de tierra se toma hacia la izquierda del chip. Grupo 2 · Chips 23 al 44 La referencia de tierra se toma hacia la derecha del chip. Grupo 3 · Chips 45 al 66 La referencia de tierra vuelve a encontrarse hacia la izquierda del chip. Grupo 4 · Chips 67 al 88 La referencia de tierra se encuentra hacia la derecha del chip. Regla práctica: izquierda → derecha → izquierda → derecha. 8. Alimentación regular de los reguladores LDO En los dominios que utilizan la alimentación
MOSFET y Control de la Alimentación
DMF Academy · Módulo 2 · Lección 6 MOSFET y Control de la Alimentación En esta guía estudiaremos el funcionamiento de la etapa de alimentación controlada por MOSFET en una hashboard Antminer S19 y veremos cómo una fuente elevadora genera aproximadamente 21 V para permitir la activación de los MOSFET encargados de controlar el paso de la alimentación principal. Seguiremos físicamente el recorrido desde la entrada de aproximadamente 15 V, identificaremos el circuito elevador, el diodo, la bobina inductora y la pista por la que se distribuyen los aproximadamente 21 V hacia los MOSFET. Finalmente realizaremos mediciones reales para comprobar el funcionamiento de esta etapa. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: comprender cómo se genera la tensión elevada utilizada para activar los MOSFET de alimentación, identificar físicamente sus componentes principales y comprobar mediante mediciones cómo los MOSFET permiten el paso de la alimentación principal cuando la etapa funciona correctamente. Objetivos de esta guía Identificar la entrada principal de aproximadamente 15 V. Reconocer la fuente elevadora utilizada para generar aproximadamente 21 V. Identificar el chip encargado de controlar la etapa elevadora. Reconocer el diodo y la bobina inductora asociados a esta fuente. Seguir físicamente la pista que transporta los aproximadamente 21 V. Identificar los MOSFET principales de la etapa de alimentación. Comprender por qué la tensión elevada es necesaria para activar los MOSFET. Comprobar mediante mediciones el voltaje antes y después de los MOSFET. Verificar la presencia de aproximadamente 21 V en el punto de activación estudiado. Antes de comenzar En esta etapa vamos a trabajar con dos niveles de tensión diferentes. La alimentación principal de la hashboard se encuentra alrededor de 15 V, mientras que una fuente elevadora genera aproximadamente 21 V para la etapa de control de los MOSFET. Recorrido que vamos a estudiar: 15 V de entrada → fuente elevadora → chip de control → bobina → diodo → aproximadamente 21 V → MOSFET → paso de la alimentación principal hacia el resto de la hashboard. 1. Fuente elevadora para la activación de los MOSFET En la zona estudiada encontramos una pequeña fuente elevadora cuya función es generar una tensión superior a la alimentación principal de entrada. Mientras la hashboard trabaja con aproximadamente 15 V de alimentación principal, esta etapa genera alrededor de 21 V utilizados para la activación de los MOSFET. Vista general de la fuente elevadora encargada de generar la tensión utilizada para la activación de los MOSFET. 2. Entrada de aproximadamente 15 V La fuente elevadora parte de la alimentación principal de la hashboard. En la imagen podemos identificar la lámina por donde llegan los aproximadamente 15 V procedentes de la conexión de alimentación de la placa. Lámina de alimentación principal señalada durante la explicación. Por esta zona llegan los aproximadamente 15 V de entrada. Concepto importante: estos 15 V corresponden a la alimentación principal que debe atravesar la etapa controlada por los MOSFET antes de continuar hacia el resto de la hashboard. 3. Chip de la fuente elevadora El circuito elevador utiliza un chip encargado de controlar el proceso de conmutación necesario para elevar la tensión. En la demostración identificamos físicamente este componente dentro de la sección de la fuente elevadora. Chip de control de la etapa elevadora señalado durante la explicación. 4. Diodo de la etapa elevadora Otro componente importante dentro de esta fuente es el diodo. Forma parte del recorrido utilizado para obtener la tensión elevada de salida. Diodo correspondiente a la etapa elevadora de alimentación. 5. Bobina inductora La bobina inductora forma parte fundamental de la etapa elevadora. Durante la conmutación participa en el almacenamiento y transferencia de energía necesaria para conseguir una tensión superior a la tensión de entrada. Bobina inductora utilizada dentro de la fuente elevadora. 6. Pista de distribución de los aproximadamente 21 V Una vez generada la tensión elevada, podemos seguir físicamente sobre la PCB la pista encargada de llevar los aproximadamente 21 V hasta la zona donde se encuentran los MOSFET. Pista señalada durante la demostración por la que se distribuye la tensión elevada hacia los MOSFET. 7. Entrada de los aproximadamente 21 V en los MOSFET La pista de la tensión elevada llega hasta los MOSFET de potencia. En la placa estudiada seguimos esta pista hasta el punto utilizado durante la medición para comprobar la presencia de los aproximadamente 21 V necesarios para la activación. Punto señalado en el MOSFET donde comprobamos la presencia de la tensión elevada de activación. 8. MOSFET de la etapa de alimentación En esta zona encontramos varios MOSFET encargados de controlar el paso de la alimentación principal. Cuando la etapa de activación funciona correctamente, los MOSFET permiten que los aproximadamente 15 V presentes antes de ellos continúen hacia el otro extremo de la lámina de alimentación. MOSFET utilizados en la etapa de control de la alimentación principal. 9. Medición del voltaje antes de los MOSFET Para comprobar el funcionamiento de esta etapa alimentamos la hashboard con una fuente ajustada aproximadamente a 15 V. Al medir sobre la lámina de entrada obtenemos aproximadamente: 14,72 V Voltaje medido antes de los MOSFET Medición real sobre la lámina de entrada. El multímetro muestra aproximadamente 14,72 V. Interpretación: esta medición confirma que la alimentación principal está llegando correctamente hasta la entrada de la etapa controlada por los MOSFET. 10. Medición después de los MOSFET A continuación realizamos una segunda medición sobre la lámina situada después de los MOSFET. El valor obtenido es aproximadamente: 14,68 V Voltaje medido después de los MOSFET Medición realizada después de los MOSFET. La presencia de aproximadamente 14,68 V demuestra que la etapa está permitiendo el paso de la alimentación. Resultado: tenemos aproximadamente 14,72 V antes de los MOSFET y aproximadamente 14,68 V después de ellos. Esto confirma que, en esta prueba, los MOSFET están permitiendo correctamente el paso de la alimentación principal. 11. Medición de los aproximadamente 21 V de activación Finalmente comprobamos la salida de la
Lección 5 · Fuentes Booster y Etapas Elevadoras de Voltaje
DMF Academy · Módulo 2 · Lección 5 Fuentes Booster y Etapas Elevadoras de Voltaje En esta guía estudiaremos el funcionamiento de la fuente Booster utilizada en la hashboard Antminer S19. Identificaremos los principales componentes que intervienen en la elevación del voltaje y comprenderemos cómo trabajan conjuntamente el convertidor Booster, la bobina inductora, los diodos y los condensadores. Después seguiremos físicamente la alimentación elevada sobre la PCB hasta los últimos ocho dominios de la hashboard, donde diferentes etapas de regulación permiten obtener los niveles de tensión necesarios para alimentar correctamente los circuitos asociados a los chips ASIC. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: comprender cómo funciona una fuente Booster, cómo se almacena y transfiere energía mediante la bobina inductora, cómo intervienen los diodos y los condensadores en la etapa elevadora y cómo la alimentación obtenida se distribuye posteriormente hacia las etapas de regulación de los últimos ocho dominios de la hashboard. Objetivos de esta guía Identificar el convertidor Booster MP1517DR. Comprender qué significa conmutación dentro de una fuente Booster. Comprender la función de la bobina inductora L1. Entender cómo la bobina almacena y libera energía. Comprender cómo es posible obtener una tensión superior a la tensión de entrada. Identificar la función de los diodos dentro de la etapa Booster. Comprender la función de filtrado y estabilización de los condensadores. Seguir la alimentación elevada hacia los últimos ocho dominios. Identificar la resistencia 000 utilizada como puente dentro del recorrido. Seguir las diferentes etapas de regulación hasta obtener aproximadamente 2,9 V, 1,2 V y 0,8 V. 1. El convertidor Booster MP1517DR Comenzamos identificando uno de los componentes principales de nuestra fuente Booster: el MP1517DR. Este componente es un convertidor DC-DC elevador y se encarga de controlar el funcionamiento de la etapa Booster. Para conseguir elevar el voltaje utiliza un proceso denominado conmutación. Podemos entender este proceso, de manera sencilla, como un interruptor electrónico que cambia rápidamente entre diferentes estados de conducción. Esta conmutación permite controlar la corriente que circula a través de la bobina inductora y, por tanto, controlar el almacenamiento y posterior transferencia de energía dentro de la fuente Booster. Convertidor MP1517DR encargado de controlar la etapa elevadora de voltaje de la fuente Booster. Concepto fundamental: una fuente Booster no está formada únicamente por el chip convertidor. El convertidor, la bobina, los diodos, los condensadores y los demás componentes asociados trabajan conjuntamente para conseguir la elevación y estabilización del voltaje. 2. La bobina inductora L1 Uno de los componentes fundamentales de la fuente Booster es la bobina inductora L1. En nuestra placa podemos identificarla mediante el marcado 100. Esta bobina tiene la capacidad de almacenar temporalmente energía en forma de un campo magnético cuando circula corriente a través de ella. Durante una parte del ciclo de funcionamiento del convertidor, la corriente aumenta a través de L1 y la bobina almacena energía. Posteriormente, cuando cambia el estado de conmutación, la bobina libera esa energía hacia la siguiente parte del circuito. Bobina inductora L1 utilizada para almacenar y liberar energía durante el funcionamiento de la fuente Booster. Importante: la bobina no crea energía. La energía procede de la alimentación de entrada, se almacena temporalmente en el campo magnético de L1 y posteriormente se transfiere hacia la salida. 3. Cómo se produce la elevación del voltaje Para comprender de dónde aparece una tensión superior a la disponible inicialmente debemos observar el funcionamiento conjunto del convertidor y la bobina. Cuando el interruptor electrónico interno del convertidor entra en conducción, circula corriente por la bobina y esta almacena energía en su campo magnético. Cuando el convertidor cambia el estado de conmutación, la corriente que circula por la bobina no puede desaparecer instantáneamente. El campo magnético comienza a disminuir y la bobina desarrolla una tensión que permite mantener temporalmente la circulación de corriente. Como consecuencia de este proceso, el punto de conmutación puede elevar su tensión por encima de la alimentación de entrada. Esta energía puede entonces transferirse hacia la salida de la fuente Booster. Secuencia básica: alimentación de entrada → conmutación del convertidor → almacenamiento de energía en L1 → liberación de energía → transferencia hacia la salida → tensión elevada. 4. Función de los diodos en la fuente Booster Después de la bobina encontramos los diodos asociados a la etapa Booster. Estos componentes forman parte del recorrido utilizado para transferir la energía hacia la salida. Cuando la bobina libera la energía almacenada, los diodos permiten dirigir la corriente hacia el lado correspondiente de la salida. Al mismo tiempo, ayudan a impedir que la energía almacenada en la salida regrese hacia la etapa de conmutación por ese mismo camino. Diodos utilizados dentro del recorrido de transferencia de energía de la fuente Booster. Forma sencilla de entenderlo: los diodos permiten dirigir la energía hacia la salida de la Booster y evitan que esa energía vuelva hacia atrás por el mismo camino. 5. Condensadores: almacenamiento, filtrado y estabilización La fuente Booster trabaja mediante ciclos de conmutación que se repiten a gran velocidad. Por este motivo necesitamos componentes que ayuden a mantener una alimentación de salida mucho más estable. Los condensadores asociados a la salida reciben energía durante el funcionamiento de la Booster y ayudan a almacenar energía temporalmente, reducir el rizado y estabilizar el voltaje de salida. No debemos confundir su función: el condensador electrolítico no es quien genera los aproximadamente 20 V. La elevación de tensión se produce mediante el funcionamiento conjunto de la etapa Booster. El condensador ayuda posteriormente a filtrar y estabilizar esa alimentación. 6. Salida Booster y distribución hacia los últimos ocho dominios Como resultado del funcionamiento de la etapa Booster obtenemos una alimentación elevada de aproximadamente 20 V. A partir de este punto podemos seguir físicamente sobre la PCB el recorrido de esta alimentación hacia las etapas correspondientes de los últimos ocho dominios de la hashboard, desde el dominio 37 hasta el dominio 44. Recorrido de la alimentación elevada generada por
Lección 4 · Reguladores de Voltaje y Alimentaciones de los ASIC
DMF Academy · Módulo 2 · Lección 4 Reguladores de Voltaje y Alimentaciones de los ASIC En esta guía seguiremos el recorrido de la alimentación desde la entrada de la hashboard hasta los chips ASIC. Comenzaremos comprobando los aproximadamente 15 V de entrada, estudiaremos la activación de los MOSFET y continuaremos siguiendo las diferentes etapas de regulación hasta llegar a las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V utilizadas por los ASIC. El objetivo no es únicamente conocer los valores de voltaje, sino aprender a seguir físicamente su recorrido sobre la PCB y comprender qué condición debe cumplirse en cada etapa para que la alimentación pueda continuar hacia la siguiente. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: comprender cómo circula la alimentación desde la entrada de la hashboard, cómo intervienen los MOSFET en el paso de los aproximadamente 15 V, cómo se obtiene la alimentación utilizada por los reguladores y LDO, y cómo las salidas de 1,2 V y 0,8 V llegan finalmente a los chips ASIC de cada dominio. Objetivos de esta guía Comprobar el voltaje de entrada de la hashboard. Comprender por qué los MOSFET deben activarse correctamente para permitir el paso de la alimentación. Seguir el circuito de activación de los MOSFET. Comprobar la tensión utilizada para activar los MOSFET. Verificar la presencia de los aproximadamente 15 V después de los MOSFET. Identificar la tensión elevada generada por la fuente Booster. Comprobar la salida de aproximadamente 2,9 V de la etapa de regulación. Identificar la entrada de 2,9 V de los dos LDO pequeños. Comprobar las salidas de aproximadamente 1,2 V y 0,8 V. Seguir las pistas desde los LDO hasta los chips ASIC. Comprender cómo estas alimentaciones continúan hacia el segundo ASIC del mismo dominio. Utilizar correctamente la referencia de tierra correspondiente al dominio que estamos midiendo. 1. Entrada de alimentación de la hashboard Comenzamos el recorrido eléctrico comprobando la alimentación que está entrando a la hashboard. Durante esta prueba utilizamos una fuente de alimentación regulable configurada aproximadamente a 15 V. En la parte superior izquierda de la imagen podemos observar la lectura del multímetro, mientras que en la parte superior derecha se muestra la tensión configurada en la fuente de alimentación. Comprobación del voltaje de entrada de la hashboard con la fuente regulable configurada aproximadamente a 15 V. Punto de partida: antes de diagnosticar las etapas posteriores debemos comprobar que la alimentación principal está llegando correctamente a la entrada de la hashboard. 2. Los MOSFET controlan el paso hacia la segunda etapa Tener aproximadamente 15 V en la entrada no significa que esa alimentación ya esté presente en el resto de la hashboard. Antes de continuar hacia los dominios, la alimentación debe atravesar la etapa de MOSFET situada en la entrada. Los MOSFET deben estar correctamente activados para permitir que la alimentación continúe hacia la segunda etapa. Etapa de MOSFET que controla el paso de la alimentación principal hacia la siguiente sección de la hashboard. Condición fundamental: si los MOSFET no trabajan correctamente, o el circuito encargado de activarlos no genera la tensión necesaria, los aproximadamente 15 V no podrán continuar correctamente hacia la siguiente etapa de la placa. 3. Circuito de activación de los MOSFET En esta zona seguimos físicamente el circuito encargado de generar la condición necesaria para activar los MOSFET. Este recorrido es importante durante el diagnóstico porque nos permite comprobar si el problema se encuentra realmente en los MOSFET o en el circuito encargado de proporcionarles la tensión de activación. Recorrido del circuito utilizado para generar la tensión necesaria para la activación de los MOSFET. 4. Voltaje de activación de los MOSFET Durante la comprobación medimos aproximadamente 21 V en el punto de activación mostrado en la clase. Esta tensión llega al pin 4 del MOSFET y permite su activación para que los aproximadamente 15 V de entrada puedan continuar hacia la segunda etapa. Comprobación de aproximadamente 21 V en el punto de activación del MOSFET mostrado durante la lección. Secuencia: ≈15 V en entrada → circuito de activación → ≈21 V de activación del MOSFET → MOSFET habilitado → paso de los ≈15 V hacia la segunda etapa. 5. Verificación de los 15 V después de los MOSFET Una vez comprobada la activación de los MOSFET, verificamos que la alimentación principal ha atravesado correctamente esta etapa. En la lámina metálica situada después de los MOSFET podemos comprobar nuevamente una tensión próxima a los 15 V. En la medición mostrada obtenemos aproximadamente 14,6 V. Comprobación de la alimentación principal después de atravesar correctamente la etapa de MOSFET. Aplicación al diagnóstico: si tenemos aproximadamente 15 V antes de los MOSFET pero no encontramos esa alimentación después de ellos, debemos revisar la propia etapa MOSFET y su circuito de activación. 6. Fuente Booster y elevación de voltaje Después de comprobar el paso de la alimentación principal, continuamos con la fuente Booster. Esta etapa recibe la alimentación y genera una tensión superior. Durante la medición realizada en la lección podemos observar aproximadamente 20,3 V en el punto mostrado sobre los diodos de esta etapa. Comprobación de aproximadamente 20 V generados por la etapa Booster. No debemos confundir las dos comprobaciones: durante esta lección observamos una tensión próxima a 21 V asociada a la activación de los MOSFET y, posteriormente, una tensión de aproximadamente 20 V en la etapa Booster que seguimos hacia la regulación de alimentación de los últimos dominios. 7. Salida del regulador: aproximadamente 2,9 V Continuamos siguiendo la alimentación hasta la etapa de regulación. Tomando como referencia la tierra correspondiente al dominio que estamos comprobando, medimos aproximadamente 2,9 V. Salida de aproximadamente 2,9 V de la etapa de regulación, medida utilizando la referencia correspondiente al dominio. 8. Los 2,9 V llegan a los dos LDO Los aproximadamente 2,9 V obtenidos en la etapa anterior se utilizan como alimentación de entrada para los dos pequeños reguladores LDO. Durante la clase comprobamos que
Voltaje Principal y Alimentación de los Dominios
DMF Academy · Módulo 2 · Lección 3 Voltaje Principal y Alimentación de los Dominios En esta guía estudiaremos cómo se distribuye la alimentación a través de los dominios de una hashboard Antminer S19 de 88 chips ASIC y 44 dominios. Seguiremos físicamente las pistas de la PCB para comprender de dónde reciben alimentación los reguladores LDO y cómo se relaciona este recorrido con el voltaje CORE de cada dominio. También estudiaremos una diferencia fundamental de esta placa: en los primeros 36 dominios la alimentación utilizada por los LDO procede del recorrido asociado a los propios dominios, mientras que en los últimos ocho dominios, del 37 al 44, esta alimentación procede de la fuente Booster. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: comprender cómo se distribuye el voltaje entre los 44 dominios, cómo interpretar correctamente el voltaje CORE y seguir físicamente las pistas que proporcionan alimentación a los LDO, diferenciando la alimentación de los dominios 1–36 de la alimentación procedente de la fuente Booster utilizada en los dominios 37–44. Objetivos de esta guía Comprender la distribución del voltaje principal entre los 44 dominios. Comprender el concepto de voltaje CORE de cada dominio. Diferenciar una medición individual de CORE de una medición acumulativa. Seguir físicamente la pista que lleva alimentación hacia los LDO. Identificar la función de las resistencias de 0 Ω marcadas como 000 dentro del recorrido estudiado. Relacionar las resistencias 000 con las láminas metálicas utilizadas para seguir y medir el voltaje CORE. Comprender cómo se alimentan los LDO de los dominios 1 al 36. Identificar la pista de alimentación generada por la fuente Booster. Comprender cómo se alimentan los reguladores y LDO de los dominios 37 al 44. Seguir las diferentes etapas de regulación hasta obtener 2,9 V, 1,2 V y 0,8 V. Antes de comenzar La hashboard Antminer S19 utilizada durante esta explicación contiene 88 chips ASIC distribuidos en 44 dominios. Cada dominio contiene dos chips ASIC. Para comprender correctamente esta arquitectura debemos diferenciar dos conceptos: el voltaje CORE existente en cada dominio y la alimentación utilizada por los reguladores LDO. Aunque ambos forman parte del sistema eléctrico de la hashboard, no representan lo mismo. Concepto fundamental: el voltaje CORE es aproximadamente el mismo en cada dominio. Lo que cambia en los últimos ocho dominios es la procedencia de la alimentación utilizada por sus reguladores y LDO. 1. Voltaje CORE de los 44 dominios La hashboard trabaja con una cadena formada por 44 dominios. Si utilizamos aproximadamente 15 V como voltaje total de la cadena y lo dividimos entre los 44 dominios, obtenemos aproximadamente el voltaje CORE correspondiente a cada dominio. 15 V ÷ 44 ≈ 0,34 V Voltaje CORE aproximado por dominio Por tanto, podemos utilizar aproximadamente 0,34 V como referencia para comprender el voltaje CORE individual de cada dominio en la placa estudiada. 2. Medición individual y medición acumulativa La lectura obtenida con el multímetro depende del punto que utilicemos como referencia. Si medimos únicamente entre los puntos correspondientes a un dominio, observaremos aproximadamente 0,34 V. Este valor representa la diferencia de potencial local o CORE de ese dominio. Sin embargo, si mantenemos la punta negativa del multímetro en la referencia inicial de la cadena y avanzamos dominio por dominio, las lecturas se irán acumulando respecto a ese mismo punto. ≈ 0,34 V Dominio 1 ≈ 0,68 V Dominio 2 respecto a la referencia inicial ≈ 1,02 V Dominio 3 respecto a la referencia inicial ≈ 15 V Cadena completa, aproximadamente Concepto importante: una lectura aproximada de 0,68 V en el segundo dominio, manteniendo la referencia negativa al comienzo de la cadena, no significa que ese dominio tenga 0,68 V de CORE. Esa lectura representa el voltaje acumulado respecto a la referencia inicial. El CORE individual continúa siendo aproximadamente 0,34 V. 3. Pista de alimentación hacia los LDO Bajo el microscopio podemos seguir físicamente las pistas de la PCB para comprender cómo llega la alimentación hasta los reguladores LDO. En la imagen siguiente, la pinza señala la pista que utilizamos durante la explicación para seguir el recorrido de alimentación hacia los LDO. Pista utilizada para seguir físicamente la alimentación que llega hasta los reguladores LDO. 4. Resistencia 000 como puente de alimentación Durante el recorrido de esta pista encontramos resistencias identificadas con el marcado 000. Se trata de resistencias de 0 Ω. En el circuito estudiado durante esta lección, estas resistencias funcionan como un puente eléctrico que permite dar continuidad entre diferentes puntos del recorrido y continuar transportando la alimentación por la PCB. Resistencia marcada 000 utilizada como puente dentro del recorrido de alimentación. Importante: en esta guía nos referimos a la función que cumple la resistencia 000 dentro del circuito concreto que estamos siguiendo en esta hashboard. 5. Continuidad con la lámina metálica y alimentación de los primeros 36 dominios Al comprobar continuidad podemos observar la relación eléctrica existente entre la resistencia 000 y la lámina metálica situada entre los chips ASIC. Esta zona permite seguir el voltaje CORE de los dominios y es también uno de los puntos utilizados durante la medición de este voltaje. Continuidad entre la resistencia 000 y la lámina metálica utilizada para seguir y medir el voltaje CORE. En los dominios 1 al 36, la alimentación utilizada por los LDO se obtiene siguiendo este recorrido asociado a los propios dominios. Dominios 1–36: la alimentación de los LDO se obtiene del recorrido asociado a la alimentación de los dominios que acabamos de seguir sobre la PCB. 6. Los últimos 8 dominios se alimentan desde la fuente Booster En los últimos ocho dominios de la hashboard cambia la procedencia de la alimentación utilizada por los reguladores y los LDO. Estos son los dominios 37 al 44. En esta sección, la alimentación utilizada por los LDO ya no se toma del recorrido CORE que utilizamos en los primeros 36 dominios, sino de la fuente Booster. 1–36 Alimentación de LDO desde el
Guía de Apoyo | Módulo 2 | Lección 2 | Dominios de Alimentación de los Chips ASIC
DMF Academy · Módulo 2 · Lección 2 Dominios de Alimentación de los Chips ASIC En esta guía estudiaremos con mayor detalle cómo se alimentan los chips ASIC dentro de un dominio de una hashboard Antminer S19. Seguiremos físicamente las pistas de la PCB para comprender de dónde reciben alimentación los reguladores LDO y cómo las tensiones reguladas llegan posteriormente a los ASIC. El objetivo es que puedas observar una zona del dominio y reconocer el recorrido eléctrico desde la alimentación de entrada de los reguladores hasta los dos chips ASIC que forman el dominio en la placa utilizada durante esta lección. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: comprender cómo reciben alimentación los reguladores LDO dentro de un dominio y seguir el recorrido de las tensiones reguladas de 1,2 V y 0,8 V desde los LDO hasta los chips ASIC. Objetivos de esta guía Comprender de dónde reciben alimentación los reguladores LDO del dominio. Identificar la función de la resistencia de 0 Ω marcada como 000. Reconocer los puntos de alimentación y referencia del LDO. Comprender que los dos LDO parten de una alimentación común. Identificar las tensiones reguladas de 1,2 V y 0,8 V. Relacionar estas tensiones con los pines correspondientes del ASIC. Seguir las pistas desde los LDO hasta el primer ASIC. Comprender cómo las mismas alimentaciones continúan hacia el segundo ASIC del dominio. Antes de comenzar En la placa estudiada durante esta lección, cada dominio contiene dos chips ASIC. Dentro del dominio encontramos también dos reguladores LDO relacionados con las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V que vamos a seguir sobre la PCB. Recorrido que vamos a estudiar: pista de alimentación → resistencia 000 → entrada de los LDO → regulación → 1,2 V / 0,8 V → primer ASIC → pistas de continuidad → segundo ASIC. 1. Origen de la alimentación de los LDO Para comprender cómo se alimentan los ASIC debemos comenzar por el origen de la tensión que reciben los reguladores LDO. La alimentación llega hasta esta zona del dominio a través de las pistas de la PCB. Durante su recorrido encontramos una resistencia identificada con el marcado 000. Se trata de una resistencia de 0 Ω utilizada en este diseño como un puente eléctrico que permite continuar la alimentación entre diferentes puntos del circuito. Resistencia marcada 000 utilizada como puente dentro del recorrido de alimentación hacia los LDO. Concepto importante: una resistencia marcada como 000 presenta un valor nominal de 0 Ω y puede utilizarse como enlace o puente eléctrico entre diferentes pistas del circuito. 2. La alimentación llega a los reguladores LDO Después de atravesar el puente de 0 Ω, la alimentación continúa por las pistas hasta alcanzar los reguladores LDO del dominio. En la explicación práctica seguimos directamente estas pistas sobre la PCB para comprobar cómo llegan hasta los terminales de los reguladores. Seguimiento de las pistas que llevan la alimentación hasta el regulador LDO. 3. Pines de alimentación y referencia del LDO Al retirar físicamente uno de los reguladores podemos observar claramente sus tres pads sobre la PCB. Esta vista permite comprender mejor las conexiones que normalmente quedan ocultas debajo del componente. En el regulador estudiado durante la lección, la alimentación llega a los pines 1 y 3, mientras que el pin 2, situado en el centro, corresponde a la referencia de tierra utilizada por el LDO. Pads del LDO después de retirar el regulador, permitiendo observar físicamente sus conexiones sobre la PCB. 4. Referencia de tierra del LDO dentro del dominio El terminal central del regulador necesita una referencia eléctrica para poder trabajar correctamente. En esta placa podemos seguir esa conexión hasta la lámina metálica situada junto a los chips ASIC. Zona utilizada como referencia de tierra para el LDO dentro del dominio estudiado. Atención: cuando estudiamos una cadena de dominios es importante interpretar correctamente las referencias eléctricas de cada sección. No debemos asumir automáticamente que cualquier referencia denominada tierra corresponde al negativo general de entrada de toda la hashboard. 5. Una misma alimentación para los dos LDO Dentro del dominio encontramos dos reguladores LDO. La alimentación que hemos seguido hasta este punto parte del mismo origen para ambos reguladores. Después de la resistencia 000, las pistas distribuyen esta alimentación hacia los dos LDO. Aunque ambos reciben alimentación desde el mismo origen, cada regulador genera posteriormente un nivel de tensión diferente. Recorrido de la alimentación común hacia los dos reguladores LDO del dominio. 6. Alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V hacia el ASIC Una vez alimentados, los dos LDO realizan la regulación necesaria para generar dos de las tensiones utilizadas por los chips ASIC del dominio. 1,2 V→ Pin 13 del ASIC 0,8 V→ Pin 14 del ASIC Por tanto, uno de los reguladores proporciona la alimentación de 1,2 V que llega al pin 13, mientras que el segundo proporciona la alimentación de 0,8 V que llega al pin 14 del ASIC, según la arquitectura estudiada en esta placa. Identificación de los LDO y seguimiento de las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V hacia el ASIC. No confundas las funciones: los LDO generan estas alimentaciones reguladas necesarias dentro del dominio. Esto no significa que los LDO sean los encargados de dividir por sí solos la alimentación principal de toda la cadena de dominios. 7. Recorrido de la pista hasta el pad del ASIC Las tensiones generadas por los reguladores deben desplazarse físicamente por la PCB hasta alcanzar los terminales correspondientes del chip. Siguiendo las pistas podemos observar el recorrido desde la zona del LDO hasta el pad del ASIC. Este seguimiento físico es fundamental para comprender el circuito y será especialmente útil cuando posteriormente realicemos mediciones y diagnósticos. Seguimiento físico de la pista de alimentación hasta el pad correspondiente del ASIC. 8. Del primer ASIC al segundo ASIC Las alimentaciones de 1,2 V y 0,8 V no terminan en el primer chip. Después de
Guía de Apoyo | Módulo 2 | Lección 1 | Introducción al Sistema de Alimentación del Hashboard
DMF Academy · Módulo 2 · Lección 1 Introducción al Sistema de Alimentación del Hashboard En esta guía comenzaremos a estudiar cómo recibe y distribuye su alimentación una hashboard Antminer S19. El objetivo es comprender el recorrido general de la energía desde la entrada principal de la placa hasta los diferentes dominios donde trabajan los chips ASIC. Aprenderás a orientarte físicamente sobre la hashboard, reconocer la polaridad de su entrada de alimentación, comprender cómo se organizan los dominios y establecer una primera relación entre la alimentación principal, los reguladores, las etapas de potencia y la fuente Booster. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: comprender el recorrido general de la alimentación de una hashboard S19, desde su entrada principal hasta la distribución entre sus diferentes dominios, identificando su polaridad, organización y principales etapas asociadas. Objetivos de esta guía Identificar la entrada principal de alimentación de la hashboard. Diferenciar físicamente el positivo y el negativo de la entrada. Comprender cómo la alimentación se distribuye por la placa. Entender qué es un dominio de alimentación. Reconocer la organización física de los dominios en grupos. Comprender por qué cambia la orientación de la polaridad entre diferentes zonas de la placa. Relacionar la conexión en serie de los dominios con la distribución de la alimentación. Introducir el papel de los reguladores LDO, los MOSFET y la fuente Booster. Antes de comenzar En esta primera lección no buscamos realizar todavía un diagnóstico eléctrico completo. Primero necesitamos construir un mapa mental de la alimentación de la placa y aprender a reconocer físicamente por dónde entra, cómo se organiza y hacia dónde continúa. Recorrido de estudio: entrada de alimentación → etapa de potencia → grupos → dominios → polaridad → conexión en serie → regulación auxiliar → Booster. 1. Entrada principal de alimentación La hashboard utilizada durante la lección recibe una alimentación principal aproximada de 15 V. Este es el punto de partida para comprender el sistema eléctrico de la placa. Para orientarnos utilizamos como referencia el puerto I/O. En esta arquitectura, la lámina de alimentación situada junto al puerto I/O corresponde al negativo, mientras que la situada hacia el borde exterior de la hashboard corresponde al positivo. Identificación de los terminales positivo y negativo utilizando el puerto I/O como referencia. Recuerda: antes de comenzar cualquier análisis eléctrico debes conocer correctamente la orientación y polaridad de la placa. 2. Recorrido inicial de la alimentación Los aproximadamente 15 V que entran en la hashboard no llegan directamente a cada chip ASIC. La alimentación atraviesa diferentes etapas del diseño antes de distribuirse por la placa. Entre estas etapas encontramos el circuito de potencia asociado a los MOSFET. En el diseño de esta placa, la alimentación debe atravesar esta sección antes de continuar hacia el resto del sistema. Zona de MOSFET que forma parte del recorrido inicial de la alimentación principal en la placa estudiada. En esta lección: solo necesitamos reconocer dónde se encuentra esta etapa dentro del recorrido general. El funcionamiento de los MOSFET se estudiará posteriormente con mayor profundidad. 3. Organización de la hashboard en grupos Para comprender visualmente la distribución de la alimentación podemos dividir la placa estudiada en cuatro grandes grupos o recorridos físicos. Cada grupo contiene una sucesión de dominios y chips ASIC. Esta organización nos permite seguir físicamente cómo avanza la cadena de alimentación a través de toda la hashboard. Vista utilizada para reconocer la organización física de los diferentes grupos y dominios. 4. Dominios de alimentación Dentro de estos grupos encontramos los dominios de alimentación. Un dominio es una sección eléctrica de la cadena en la que se agrupa un determinado número de chips ASIC. En la hashboard S19 utilizada durante esta lección encontramos: 88 chips ASIC en total. 44 dominios de alimentación. 2 chips ASIC por dominio. Esta distribución depende del diseño de la hashboard. Existen otras arquitecturas dentro de la familia S19 donde la cantidad de chips ASIC por dominio puede ser diferente. 5. Polaridad dentro de los dominios Uno de los conceptos fundamentales de esta lección es comprender que la orientación del positivo y el negativo cambia según la posición del dominio dentro del recorrido de la placa. En una sección podemos encontrar el negativo hacia un lado y el positivo hacia el otro. Cuando el recorrido cambia de dirección, esta orientación se invierte. Este comportamiento se repite a medida que seguimos los diferentes grupos de la hashboard. Identificación de la orientación del positivo y el negativo dentro del recorrido de los dominios. Importante: no asumas que el mismo lado físico de la placa representa siempre la misma polaridad. Primero debes identificar en qué sección del recorrido te encuentras. 6. Los dominios forman una cadena Los diferentes dominios forman parte de una cadena de alimentación en serie. La relación entre el positivo y el negativo de cada sección permite continuar el recorrido eléctrico de un dominio al siguiente. Esta disposición ayuda a comprender por qué debemos interpretar la polaridad siguiendo el recorrido completo de la placa y no observando cada dominio de forma aislada. Concepto clave: los dominios no son circuitos independientes conectados individualmente a los 15 V de entrada. Forman una cadena eléctrica en serie a través de la cual se distribuye la alimentación. 7. Distribución teórica del voltaje Como primera aproximación podemos relacionar la tensión total de entrada con la cantidad de dominios que forman la cadena. 15 V ÷ 44 dominios ≈ 0,341 V Este cálculo se utiliza únicamente como una aproximación teórica para comprender el principio de distribución. No significa que una medición real deba mostrar exactamente 0,341 V en todos los dominios bajo cualquier condición. 8. Reguladores LDO y alimentaciones auxiliares Además de la alimentación principal de la cadena, los ASIC y los circuitos asociados necesitan otras tensiones reguladas para funcionar correctamente. En los diferentes dominios encontramos reguladores LDO. Estos reciben una tensión de entrada y proporcionan una tensión regulada, más baja y estable,
Guía de Apoyo | Módulo 1 | Lección 7 | Reconocimiento Práctico de una Hashboard Antminer S19
DMF Academy · Módulo 1 · Lección 7 Reconocimiento Práctico de una Hashboard Antminer S19 Esta guía de apoyo tiene un objetivo diferente a las anteriores: comprobar que ya puedes observar una hashboard Antminer S19 y orientarte sobre ella sin depender constantemente de una referencia externa. No introduciremos componentes nuevos. Utilizaremos los conocimientos adquiridos durante el módulo para reconocer las principales zonas de la placa, localizar conexiones, identificar componentes y relacionar cada área con su función general. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: consolidar todo lo aprendido en el Módulo 1 mediante un recorrido práctico de reconocimiento sobre una hashboard Antminer S19. Al terminar, deberías ser capaz de identificar sus zonas principales y los componentes estudiados sin entrar todavía en diagnóstico eléctrico. Objetivos de esta guía Orientarte correctamente sobre una hashboard Antminer S19. Localizar el puerto I/O y las conexiones de alimentación. Reconocer la zona de control y comunicación. Identificar visualmente PIC, EEPROM y convertidores de nivel cuando estén presentes. Reconocer la zona principal de chips ASIC. Localizar reguladores de voltaje y etapas de alimentación auxiliar. Identificar una fuente Booster o elevadora por su disposición física. Reconocer sensores de temperatura y otros componentes SMD estudiados. Comprobar tu capacidad de reconocer la placa completa antes de la evaluación final. Antes de comenzar En esta lección no buscamos memorizar posiciones exactas. Queremos que desarrolles una forma de mirar la placa: primero orientarte, después localizar las zonas principales y, finalmente, reconocer los componentes que ya has estudiado. Método recomendado: orientación general → conexiones → control/comunicación → ASIC → regulación → fuente Booster → sensores → revisión final. 1. Localiza el puerto I/O El puerto I/O es una de las mejores referencias para comenzar a orientarte sobre la hashboard. En la placa estudiada corresponde a un conector de 18 pines distribuidos en dos filas de 9. Puerto I/O utilizado como punto de referencia para orientarse sobre la hashboard. Comprueba: ¿puedes localizar el puerto I/O sin ayuda y reconocer que se trata de la zona de datos de la placa? 2. Identifica las conexiones de alimentación Una vez localizado el puerto I/O, identifica las láminas o terminales principales de alimentación. En la arquitectura estudiada, la conexión situada junto al puerto I/O corresponde al negativo y la situada hacia el borde exterior corresponde al positivo. Conexiones principales de alimentación positiva y negativa de la hashboard estudiada. 3. Reconoce la zona de control y comunicación Cerca del puerto I/O encontramos una zona donde pueden aparecer componentes relacionados con el control, la memoria y la adaptación de niveles eléctricos. En la placa estudiada debes ser capaz de reconocer los convertidores de nivel U2E y PQ y, cuando estén presentes en esa arquitectura, localizar también el PIC y la EEPROM. Convertidores de nivel identificados mediante los marcados U2E y PQ. Ejemplos de PIC y EEPROM utilizados para reforzar el reconocimiento visual. 4. Reconoce la zona de los chips ASIC La zona de ASIC ocupa gran parte de la hashboard y presenta una distribución repetitiva. En esta etapa ya deberías poder reconocer rápidamente estos circuitos integrados por su tamaño, posición, repetición y referencia. Ejemplo de ASIC utilizado como referencia visual dentro de la familia S19. Comprueba: ¿puedes distinguir visualmente un ASIC de una EEPROM, un sensor, un regulador o un convertidor de nivel? 5. Localiza las etapas de regulación Después de reconocer la zona de ASIC, busca los reguladores asociados a la alimentación de los dominios. No necesitas analizar todavía sus tensiones: el objetivo es saber reconocerlos físicamente y relacionarlos con una etapa de regulación. Conjunto de reguladores utilizado como referencia para identificar una etapa de regulación. 6. Identifica la fuente Booster La fuente Booster o elevadora debe comenzar a resultarte reconocible por el conjunto de componentes que aparecen alrededor de ella: controlador, inductor, diodo y condensadores. Fuente Booster o etapa elevadora DC-DC utilizada como referencia de reconocimiento. Reconocimiento visual: si observas un controlador de conversión acompañado por un inductor, un diodo y condensadores, debes empezar a pensar en una etapa de conversión de alimentación. 7. Localiza los sensores de temperatura Los sensores de temperatura están distribuidos en puntos concretos de la hashboard y permiten supervisar las condiciones térmicas de funcionamiento. Sensor TMP75 utilizado como referencia para reforzar su identificación visual. Ejercicio final de reconocimiento Toma una hashboard S19 o utiliza una de las placas mostradas durante las lecciones y comprueba si puedes localizar, sin consultar ninguna referencia: Puerto I/O. Conexiones positiva y negativa de alimentación. Zona de control y comunicación. Convertidores de nivel U2E y PQ. PIC y EEPROM cuando estén presentes. Chips ASIC. Resistencias y condensadores SMD. Reguladores de voltaje. Fuente Booster. Inductor y diodo asociados a una etapa de conversión. Sensores de temperatura. Oscilador de cristal. No memorices posiciones: la posición exacta de un componente puede variar entre versiones de hashboard. Lo importante es desarrollar la capacidad de reconocer la función general de una zona por su arquitectura y por los componentes que la forman. Autoevaluación antes del examen final Antes de pasar a la evaluación final, responde mentalmente estas preguntas: ¿Puedo orientarme sobre una hashboard S19 sin ayuda? ¿Sé diferenciar el puerto I/O de las conexiones de alimentación? ¿Puedo reconocer un ASIC frente a otros circuitos integrados? ¿Identifico PIC, EEPROM y convertidores de nivel cuando están presentes? ¿Puedo reconocer una etapa de regulación? ¿Sé identificar visualmente una fuente Booster? ¿Puedo reconocer sensores, resistencias, condensadores, inductores y diodos? Objetivo del Módulo 1: si puedes observar una hashboard Antminer S19 y reconocer sus principales zonas y componentes sin depender constantemente de una referencia, has alcanzado el objetivo principal de este módulo. Mapa mental de reconocimiento I/O → referencia de orientación y conexión de datos. Alimentación → entrada principal de energía. U2E / PQ → convertidores de nivel. PIC / EEPROM → control y memoria en las placas que los incorporan. ASIC → procesamiento especializado. Reguladores → etapas de regulación de alimentación. Booster → etapa elevadora DC-DC.
Guía de Apoyo | Módulo 1 | Lección 6 | Estructura Física del Hashboard
DMF Academy · Módulo 1 · Lección 6 Estructura Física del Hashboard En esta guía de apoyo de DMF Academy aprenderás a reconocer cómo está construida físicamente una hashboard Antminer Serie S19, identificando los principales elementos que forman su estructura mecánica, térmica y constructiva. Estudiaremos la PCB como base de la tarjeta, los materiales utilizados en su fabricación, los sistemas de disipación, las interfaces térmicas, los puntos de fijación, los conectores y la distribución física de los chips ASIC, sin entrar todavía en el funcionamiento eléctrico detallado de la placa. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: comprender la construcción física de una hashboard y reconocer los elementos que forman su estructura. Los voltajes, señales, secuencias de alimentación, mediciones y procedimientos de diagnóstico se estudiarán en los módulos correspondientes. Objetivos de esta guía Comprender qué elementos forman la estructura física de una hashboard. Reconocer la PCB como base mecánica y eléctrica de la tarjeta. Identificar diferencias constructivas entre placas basadas en FR-4 y diseños con aluminio. Comprender la función de los sistemas de disipación térmica. Reconocer la importancia de las interfaces térmicas y de una correcta fijación mecánica. Identificar los conectores principales como parte de la estructura física. Comprender por qué los chips ASIC presentan una distribución ordenada sobre la placa. Aprender a observar ambas caras de una hashboard antes de intervenirla. ¿Qué entendemos por estructura física? La estructura física de una hashboard comprende todos los elementos que forman la tarjeta desde el punto de vista mecánico, constructivo y térmico: la PCB, los materiales utilizados en su fabricación, los sistemas de disipación, los conectores, los puntos de fijación y la distribución física de los componentes. Es importante diferenciar este concepto de su funcionamiento electrónico. En esta lección nos interesa comprender cómo está construida la placa, no todavía cómo circulan las señales ni cómo se generan sus diferentes niveles de tensión. La PCB como base de la Hashboard PCB — Printed Circuit Board Traducción: Placa de Circuito Impreso. La PCB es la estructura sobre la que se montan los chips ASIC y el resto de los componentes electrónicos. Además de servir como soporte físico, contiene las pistas, planos y conexiones internas necesarias para interconectar las diferentes zonas del circuito. En una hashboard, la PCB debe soportar condiciones exigentes debido al elevado consumo eléctrico, la densidad de componentes y la generación constante de calor durante el funcionamiento. Materiales de fabricación Dentro de la familia Antminer S19 podemos encontrar diferencias importantes en la construcción de sus hashboards. Una de ellas es el material y la arquitectura utilizados en la PCB. FR-4 El FR-4 es un material compuesto reforzado con fibra de vidrio y utilizado ampliamente en la fabricación de placas de circuito impreso. Aluminio En otras generaciones de hashboards, el aluminio forma parte importante de la estructura y de la transferencia térmica, favoreciendo la conducción del calor desde los componentes hacia el sistema de refrigeración. Concepto DMF: dos hashboards pertenecientes a la familia S19 pueden desempeñar la misma función general dentro del minero y, sin embargo, presentar diferencias importantes en su construcción física, materiales y sistema de disipación. Disipación térmica Los chips ASIC generan una cantidad considerable de calor durante su funcionamiento. Por este motivo, la estructura física de la hashboard está diseñada para facilitar la transferencia de ese calor desde los chips hacia los elementos encargados de disiparlo. Dependiendo del diseño de la placa podemos encontrar diferentes soluciones constructivas, entre ellas: Disipadores individuales. Disipadores de mayor superficie. Superficies metálicas de transferencia térmica. Pasta térmica. Materiales de interfaz térmica. Diferentes sistemas de presión y fijación. Objetivo térmico: extraer el calor generado por los chips ASIC y transferirlo de la forma más eficiente posible hacia el sistema de refrigeración del minero. Pasta térmica e interfaces térmicas Entre los componentes que generan calor y las superficies utilizadas para disiparlo pueden emplearse diferentes materiales de interfaz térmica. Aunque dos superficies metálicas parezcan estar completamente unidas, a nivel microscópico existen pequeñas irregularidades y espacios de aire. La pasta térmica y otros materiales de interfaz ayudan a rellenar esas irregularidades y mejorar la transferencia de calor. Importante: el tipo de interfaz térmica y el sistema de contacto utilizado dependen de la construcción específica de cada generación de hashboard. Sistemas de fijación La estructura física incluye también los elementos utilizados para mantener correctamente unidos los componentes mecánicos de la hashboard. Entre ellos encontramos tornillos, puntos de anclaje, soportes, disipadores y sistemas de presión. Su función no es únicamente mantener las piezas en su posición: una fijación correcta también ayuda a conservar un contacto térmico uniforme. Conectores físicos de la Hashboard La hashboard necesita conectarse tanto a la alimentación como al sistema de control del minero. Por ello encontramos dos grupos fundamentales de conexiones físicas: Conexión de alimentación Permite recibir la energía necesaria para el funcionamiento de la hashboard. Puerto I/O El conector I/O — Input / Output — permite realizar la conexión de datos entre la hashboard y el sistema de control. En esta lección únicamente necesitamos reconocer estos conectores como parte de la estructura física. La función eléctrica de sus pines y las señales asociadas se estudiarán posteriormente. Distribución física de los chips ASIC Los chips ASIC no están distribuidos aleatoriamente sobre la PCB. Su posición responde al diseño eléctrico, mecánico y térmico de la hashboard. Además de permitir las conexiones necesarias entre ellos, su distribución debe facilitar una transferencia térmica adecuada y permitir que el sistema de refrigeración mantenga las temperaturas de funcionamiento dentro de los límites previstos por el diseño. Observación: al mirar una hashboard completa encontraremos una distribución repetitiva y ordenada de los ASIC a lo largo de la placa. Esta repetición forma parte de la arquitectura física de la tarjeta. Cara frontal y cara posterior Una hashboard debe estudiarse siempre observando ambas caras. En una de ellas podemos encontrar gran parte de los componentes electrónicos principales, mientras que la cara opuesta puede incorporar
Guía de Apoyo | Módulo 1 | Lección 5 | Componentes Electrónicos Principales
DMF Academy · Módulo 1 · Lección 5 Componentes Electrónicos Principales En esta guía de apoyo de DMF Academy aprenderás a reconocer los principales componentes electrónicos presentes en una hashboard Antminer S19, identificando visualmente sus características, ubicación general y función dentro de la placa. Estudiaremos el puerto de datos I/O, conexiones de alimentación, convertidores de nivel, EEPROM, microcontrolador PIC, resistencias, condensadores, reguladores de voltaje, oscilador de cristal, sensores de temperatura, MOSFET y los principales elementos que forman las fuentes elevadoras y circuitos de regulación presentes en la hashboard. Autor técnico: Franklin López — DMF Miner Repair Center. Especialista en reparación ASIC, diagnóstico de hashboards, microsoldadura, electrónica aplicada y formación técnica profesional. Objetivo de esta lección: aprender a reconocer visualmente los componentes principales de una hashboard, comprender de manera general qué función desempeña cada uno y comenzar a relacionarlos con las diferentes zonas de la placa. Su funcionamiento eléctrico detallado, diagnóstico y reparación se estudiarán en los módulos correspondientes. Objetivos de esta guía Reconocer el puerto I/O y su distribución de 18 pines. Identificar las conexiones positiva y negativa de alimentación. Reconocer los convertidores de nivel U2E y PQ. Diferenciar EEPROM y microcontrolador PIC. Identificar resistencias y condensadores SMD. Comprender las diferencias básicas entre condensadores cerámicos y de tantalio. Reconocer reguladores de voltaje y su función general. Identificar el oscilador de cristal y su circuito de alimentación. Reconocer sensores de temperatura TMP75. Identificar MOSFET y los elementos de sus circuitos asociados. Reconocer una fuente Booster o elevadora DC-DC. Comprender la distribución general de los reguladores utilizados en los últimos dominios. Puerto I/O — Conector de Datos I/O — Input / Output Input / Output Traducción: Entrada / Salida. El puerto I/O es el conector utilizado para la comunicación de datos de la hashboard. En la placa estudiada encontramos un conector de 18 pines, distribuidos en dos filas de 9 pines. Puerto I/O de la hashboard Antminer S19 con distribución 9 × 2: 18 pines en total. Terminales de Alimentación Junto al puerto de datos encontramos las conexiones principales utilizadas para proporcionar alimentación eléctrica a la hashboard. Láminas principales de alimentación positiva y negativa de la hashboard. Terminal negativo → en la placa utilizada como referencia se encuentra junto al puerto I/O. Terminal positivo → se encuentra hacia el borde exterior de la hashboard. Convertidores de Nivel U2E y PQ Los convertidores de nivel son pequeños circuitos integrados utilizados para adaptar niveles eléctricos entre diferentes partes del circuito. En la hashboard estudiada encontramos dos dispositivos marcados U2E y otro identificado mediante el marcado PQ. Convertidores de nivel identificados mediante los marcados U2E y PQ. Memoria EEPROM EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory Traducción: Memoria de Solo Lectura Programable y Borrable Eléctricamente. La EEPROM es una memoria no volátil, es decir, puede conservar información incluso cuando deja de recibir alimentación. Ejemplo de memoria EEPROM instalada sobre una hashboard Antminer S19. Microcontrolador PIC El PIC es un microcontrolador presente en determinadas hashboards y forma parte de la electrónica de control de la placa. Microcontrolador PIC utilizado en la electrónica de control de la hashboard. Resistencias y Condensadores SMD SMD — Surface-Mount Device Traducción: Dispositivo de Montaje Superficial. Las resistencias y los condensadores son algunos de los componentes más abundantes sobre una hashboard. Su forma, color, tamaño y serigrafía nos ayudan a diferenciarlos. Ejemplos de resistencias y condensadores SMD distribuidos sobre la hashboard. Resistencias Las resistencias permiten limitar corriente, establecer niveles eléctricos y formar parte de numerosos circuitos dentro de la hashboard. En muchos casos pueden identificarse mediante un cuerpo oscuro y, dependiendo de su tamaño y tipo, pueden incorporar un marcado que representa su valor. Medición: durante la explicación se muestra que las resistencias pueden comprobarse directamente sobre la placa utilizando el multímetro, teniendo siempre en cuenta el circuito en el que se encuentran instaladas. Condensadores cerámicos Los pequeños condensadores cerámicos SMD presentan normalmente un color marrón o beige y se utilizan para almacenar pequeñas cantidades de energía, filtrar variaciones eléctricas y estabilizar diferentes zonas del circuito. Estos condensadores cerámicos no presentan polaridad, por lo que no tienen un terminal positivo y otro negativo como ocurre con otros tipos de condensadores. Detalle de resistencias y condensadores cerámicos SMD. Importante: la forma correcta de comprobar un condensador depende de la medición que queramos realizar. Determinadas comprobaciones pueden requerir aislar o retirar el componente del circuito para evitar que otros elementos conectados en paralelo alteren la lectura. Condensador de Tantalio El condensador de tantalio es otro tipo de condensador utilizado en electrónica. A diferencia de los pequeños condensadores cerámicos mostrados anteriormente, sí posee polaridad. Esto significa que debemos identificar correctamente sus terminales antes de instalarlo o sustituirlo. Ejemplo de condensador de tantalio presente en la hashboard. Regulador y Oscilador de Cristal El oscilador de cristal proporciona una referencia de frecuencia estable necesaria para el funcionamiento sincronizado de los circuitos electrónicos. Junto a él encontramos un regulador encargado de proporcionar el nivel de alimentación necesario para su funcionamiento. Oscilador de cristal y regulador asociado a su alimentación. Reguladores de Voltaje de 5 Pines Los reguladores de voltaje permiten recibir un determinado nivel de tensión y entregar otro nivel regulado adecuado para alimentar diferentes circuitos. En las zonas de los dominios encontramos pequeños reguladores de cinco pines encargados de disminuir y regular los niveles utilizados por los chips. Ejemplo de reguladores de voltaje de cinco pines utilizados sobre la hashboard. Sensor de Temperatura TMP75 Los sensores de temperatura permiten supervisar las condiciones térmicas de diferentes zonas de la hashboard. En la placa utilizada como referencia encontramos sensores TMP75 encargados de proporcionar información de temperatura al sistema. Sensor de temperatura TMP75 utilizado en la hashboard. Circuitos Integrados de Control Además de los ASIC, la hashboard contiene numerosos circuitos integrados auxiliares que intervienen en diferentes funciones de control, alimentación, regulación y comunicación. Ejemplo de circuito integrado auxiliar presente en la hashboard. MOSFET MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor Traducción: Transistor de Efecto de Campo de Metal-Óxido-Semiconductor. Los MOSFET funcionan como dispositivos electrónicos de conmutación y control. En las hashboards que utilizan
