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REPARANDO COMO PICERNO TOMO 4
FALLAS EN LA PANTALLA LCD HISENCE MOD. LED50E700TO-510

por ING. PICERNO; COLABORÓ JORGE ORTEGA




$ 150

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28.1 INTRODUCCIÓN

Todos los TV LED son iguales analizados a grandes bloques. Una plaqueta main, una de fuente, una de T-COM y una pantalla. No tenemos en cuenta alguna plaquetita de controles locales y receptora de IR del control remoto.

Todo esto significa que la falla que repararemos en este capítulo va a ser de aplicación general. Nuestro TV era un Tonomac de 50" con plaquetas de marca Hisense modelo LED50E700TO-510, que presentaba la siguiente falla:

Sin imagen (pantalla negra) ni sonido, con el LED piloto encendido y el back ligth también. Para este TV significa que la fuente del TV funciona normalmente entregando todas las tensiones correctamente.

Pero no todas las fuentes están precisamente en la plaqueta fuente. La main tiene fuentes conversoras de tensión CC, que alimentan a sus propios circuitos e inclusive que alimentan a la plaqueta T-COM con 12V.

Es decir que hay que analizar la cadena de fuentes que está distribuida entre la plaqueta de fuente y la main. Digamos que en la plaqueta fuente se  genera la tensión y en la main se regula y distribuye.

28.2 SIGUIENDO LA FUENTE DE 12 V

Hasta ahora podríamos decir que tenemos una falla total de T-COM y por lo tanto lo primero que se requiere es saber si la plaqueta T-COM está recibiendo su tensión de alimentación correctamente. Lo único que parece que no concuerda, es que el TV no tiene sonido; pero en la actualidad la T-COM tiene una salida de I2CBUS que puede provocar el corte de sonido cuando no hay imagen.

La fuente de 12V, llegaba correctamente hasta la plaqueta T-COM pero la T-COM tiene un circuito integrado que genera todas las tensiones que necesita la pantalla para trabajar. En ese lugar se genera una gama de tensiones muy amplias y de señales, que aunque no son de CC pueden considerarse como señales de potencia (por ejemplo señal VGH para las compuertas de los TFT). Ver la figura 28.2.1.    

  
Fig.28.2.1 Diagrama en bloques de la sección de T-COM

Sintetizando: 
1) miramos el back ligth y está encendido; 
2) medimos las tensiones de fuente comparando con el valor impreso en la plaqueta y están todas. 
3) medimos la tensión de entrada a la main y está correcta (12V). 
4) medimos las tensiones que están impresas sobre la T-COM y solo encontramos la de -5V. Faltan la de +5V la de +28 y la VGH que a todos los efectos la consideramos como una tensión de fuente porque sale del circuito integrado de fuente. Aquí estamos en lo que yo llamo el dilema fundamental de la reparación. ¿Fuente o Carga? Esa es la cuestión. A esta altura lo que parecía una falla sencilla de reparar, ya se transformó en una falla compleja. Será la maldición de "Tocapotee" que nunca es un fusible lo que falla.

Pero a no quejarse, que hasta ahora solo usamos un tester, las manos y la vista y ya aparentemente tenemos localizado el problema, entre la T_COM y la pantalla.

La T_COM siempre tiene dos integrados, que podríamos llamar principales y algunos que podemos llamar secundarios. Uno de los principales es el traductor de códigos, que recodifíca la señal de salida del amplificador LVDS (que está dentro del superjungla) para que el código sea entendido por la pantalla LCD y el otro es el que genera las tensiones que requiere la pantalla LCD; este está fallando. Pero por las dudas probamos a ver si llegan señales LVDS al traductor de códigos observando con el osciloscopio (podría usarse la sonda de RF) y llegaban correctamente (ver apéndice 1). 

Este diseño con T-COM, es muy cómodo para el fabricante del TV porque todo ese sector, T-COM y pantalla, lo diseña el fabricante de pantallas y le simplifica el problema al fabricante del TV. Y nos lo complica a nosotros, porque la información no aparece en el manual del fabricante del TV. Con un poco de suerte podemos leer el código de la T-COM y buscarla por separado. Por lo general no encontramos datos de ninguna de las dos cosas. Y no se le ocurra tratar de averiguar sobre la pantalla porque los fabricantes de pantalla viven en un agujero negro.

Algo a tener en cuenta, es que la T-COM tiene una sola entrada de fuente, por lo general de 12V, que está por una de las puntas del conector y la masa, que está por la otra. En el medio esta el puerto de datos tal cual sale de la main. A veces es un solo puerto grande con su clock y otras son dos puertos chicos con un clock cada uno. Puede existir una señal de I2CBUS que retorna de la T-COM al micro, para avisar que la T-COM funciona bien durante el arranque del TV. En nuestro caso, durante la prueba inicial que se realiza mientras se pone el logo en la pantalla, el micro preguntaba: T-COM funciona bien y la T-COM no contestaba o contestaba una señal de falla; y entonces el micro interrumpía la prueba y se iba a stand by cortando imagen y sonido.

La T-COM convierte el/los puertos de datos de entrada, en datos de salida, a los cuales se le agrega el control de gamma que desee el fabricante¬ del TV y saca la información por dos conectores que van dirigidos a la sección izquierda y derecha de la pantalla. Estos conectores llevan datos y tensiones¬ de pantalla.

Por tensiones de pantalla, nos referimos a las que se generaron dentro de la T-COM, en el circuito integrado de fuentes múltiples para pantalla LCD. Antes, cuando nos referíamos a la pantalla, estaba claro que se trataba de la pantalla con todos los pixeles correspondientes a una pantalla HD full es decir 1080 x 1080 x 16/9 x 3 = 6.220.800 pixeles y que cada pixel tenía su correspondiente transistor TFT (Thin Film Transistor o transistor de película delgada) y su capacitor de retención. Los TFT tenían todas las compuertas de una fila unidas entre si y este era el terminal de fila con 1080 filas en total para un HD Full. Los drenajes de los TFT se unían entre si y formaban las columnas de la pantalla en cantidad de 5760.

La pantalla tenía entonces 5760 + 1080 = 6840 pistas de borde en donde se pegaban los correspondientes flex con un adhesivo poco conductor (ver apéndice 2). Es evidente que la probabilidad de falla era elevada, simplemente por la cantidad de conexiones existentes que no estaban soldadas sino pegadas. Era la época de las rayitas finitas negras horizontales o verticales rojas, azules o verdes faltaban o permanentemente encendidas.

Es decir que el camino original de la señal era: 
main ; conector ; Flex; conector T-COM + CIs de filas y columnas; Flex; filas y columnas de la pantalla.

Luego los fabricantes descubrieron que podían hacer un flex que incluía a los CIs de filas y columnas y sacaron los CIs de allí con lo que la T-COM se hizo mucho más pequeña.

Posteriormente, descubrieron que podían hacer pantallas con un diminuto borde donde colocaban los CIs de fila y columna y entonces el flex que unía la pantalla con la T-COM, podía tener menos pistas y pusieron dos flexs para la parte izquierda y derecha de la pantalla. La intensión era evitar las pegaduras de flex, pero no pudieron evitarlas por completo, porque el vidrio de la pantalla no permite la colocación de terminales de borde. Pero con solo dos flex de unas 40 patas ya tenían suficiente comunicación y no se requerían los las 6840 patas indicadas más arriba.
 
En la figura 28.2.1 se puede observar la conexión típica de las pantallas actuales con un dibujo simplificado.

 
28.2.1     Conexión típica de pantalla

Como vemos, dentro de la pantalla hay una gran cantidad de circuitos integrados que realizan la transformación de los datos, para excitar las dos mitades de la pantalla en izquierda y derecha. Y esto podemos utilizarlo en el service porque como veremos se pueden probar las mitades de pantalla por separado.

28.3       DISTRIBUCIÓN MODERNA DE LA PANTALLA

Sintetizando, la disposición básica de la pantalla nunca cambió. Los circuitos integrados de fila y columna fueron trasladados de lugar y cambiada su tecnología, porque al principio estaban montados sobre varios flex que finalmente terminaban pegados a la pantalla. Luego los flex se transformaron en superflex porque tenían los integrados en su interior y por último (y ese es nuestro caso) terminaron instalados dentro de la cara impresa de la pantalla misma (cara posterior) con lo cual se reducían la cantidad de pegaduras de borde.
 
Es decir que la complejidad se fue llevando para adentro de la pantalla. Lástima que nosotros estemos afuera de la pantalla. Ya estaba en tratativas con Isaac Asimóv para que me venda un minisubmarino como el del libro "El viaje fantástico" pero el cometió el peor de los errores: se murió.

¿Pero podemos hacer algo por afuera? En este caso, por ambos flexs que van a la pantalla se deben enviar las tensiones de fuente y compuerta de los TFT y de los integrados mismos y por supuesto los datos que como ya nos imaginamos viajan por pares planos. Como hay dos flex que van a la pantalla parecería que no se requiere enviar la mismas tensiones de alimentación por ambos flexs porque sería redundante. Bastaría usar solo uno y luego trasladar la tensión de una mitad a la otra de la pantalla. Pero como las pistas de los flexs son muy finas, el fabricante manda las fuentes por ambos flex y además las une dentro de la pantalla (doble redundancia).

Volviendo a nuestro problema teníamos que si desconectábamos la T-COM de la pantalla desaparecía el sobreconsumo. Es decir que fuimos arrinconando el problema y solo nos quedaba por decidir entre la T-COM y la pantalla. Así que reconectamos la T-COM y desconectamos los dos Flexs que van de la T-COM a la pantalla, uno por uno y así logramos encender media pantalla. El resultado no podía ser más catastrófico. Falla de pantalla; el sobreconsumo estaba adentro de la pantalla.
 
28.4  MEDIO TV

Sintetizando: siempre se puede desconectar un solo flex y ver qué ocurre, pero ya teníamos muy pocas esperanzas de poder reparar el TV. Sacamos el Flex de la derecha y el resultado fue que encendió la mitad izquierda de la pantalla, con buena imagen y buen sonido y con todas las características de selección de programa normales. Pero solo era medio TV. Aquí Jorge descubrió que cuando conectábamos solamente la parte de la pantalla dañada, en el ángulo inferior de la pantalla se producía una considerable sobre elevación de temperatura.
 
Desconectando el flex de la izquierda por supuesto apareció la pantalla negra y una sobre elevación de temperatura aun mayor en la misma zona. Realmente yo ya había abandonado la reparación, pero Jorge siguió y se le ocurrió aislar con cinta transparente las primeras patitas del lado de adentro del flex y volver a probar con todo conectado y apareció la mitad faltante, pero con unas rayitas negras en la parte que calentaba y con menos sobre elevación de temperatura.

Si Ud. se fija en las pistas del flex ellas mismas le indican aproximadamente hasta donde tapar con cinta. En efecto el flex es una combinación de flex de datos balanceados (por pares) y de fuente, no balanceados tal como le mostramos en la figura 28.4.1.
 
Fig. 28.4.1 Flex sin modificar

En la figura 28.4.2 se puede observar como se hace para cortar la pista, para que no sea en forma permanente, utilizando cinta de papel transparente y un bisturí.
 
            Fig.28.4.2  Flex corregido en todas las pistas no balanceadas

En realidad lo que mostramos es el paso inicial, que es tapar todas las pistas de fuente. Luego dejamos libre la pista más interna, cortando la cinta de papel con un bisturí y probamos si sale toda la imagen (por supuesto que el otro flex debe estar colocado). Si aun no sale la imagen, o sale mal dejamos otra pista libre y probamos y así sucesivamente hasta lograr una buena imagen.
  
En nuestro caso la imagen nunca quedaba perfecta porque quedaban unos puntitos negros en la esquina inferior izquierda, allí donde antes había una sobre elevación de temperatura, pero la falla parecía que se reducía con el uso.
Lo dejamos funcionando porque por supuesto teníamos dudas de que siguiera funcionando mucho tiempo. Pero las rayitas negras comenzaron a reducirse y disminuyó la sobreelevación.

28.5  EL PORQUE DE LA FALLA

Como se puede imaginar el lector lo que sigue son todas especulaciones, porque no podemos realizar pruebas adentro de la pantalla. La pantalla está fabricada con un circuito impreso de algún metal desconocido, depositado sobre la lámina de vidrio posterior, por el método fotográfico clásico para fabricar circuitos impresos, pero con dimensiones de pistas muy pequeñas.

Los componentes de los integrados de fila y columna se encuentran en el borde inferior, los de fila y en uno de los lados laterales, los de columna. Es evidente que se deben producir cruces de pistas pero no sabemos de qué tipo. Solo podemos especular que al cortar algunas de las alimentaciones por un conector ese cruce se anula y se reduce el consumo extra, que hacia cortar al circuito integrado de fuentes múltiples de la T-COM.

En cuanto a las marquitas negras que quedaron sobre la pantalla supones que se produjeron por los excesos de temperatura que soportó la pantalla mientras la probábamos.

28.6 CONCLUSIONES

Creo que con Jorge formamos un dúo que tiene todas las cualidades para hacer reparaciones casi imposibles y con un conocimiento del porque reparamos las cosas. En mi vida me cruce con muchos casos de reparadores que reparaban por intuición y cuando terminaba la reparación, muchas veces no sabían cuál de los muchos reemplazos que realizaron, fue el que realmente le devolvía el buen funcionamiento al equipo. Eso siempre y cuando el TV recuperara su buen funcionamiento, porque cada día es más complicado trabajar por intuición, a tal extremo que yo creo que ya no se puede emplear esa palabra para ese método, sino una palabra diferente que es "por casualidad". El dicho es: equivocarse es humano pero embocarla es divino. Si alguien cree que se puede solventar una empresa en estas condiciones que pruebe.

Yo no me opongo a este tipo de reparaciones, mientras sean duraderas. Es evidente que la intuición no se puede enseñar. El que la tiene (y son muy pocos) que la use. A los otros les recomiendo que sean estudiosos y ordenados  para no tener que reparar varias veces la misma falla que ya deberían conocer de memoria. Escriban las fallas o usen un programa de organización para talleres de electrónica.

28.7 APENDICE 1    OSCILOGRAMAS DE DATOS

Las señales que se pueden obtener con un osciloscopio, aun de la mejor calidad son muy limitados porque se requeriría un osciloscopio de 1000 Mhz por lo menos para ver las señales verdaderas y esos osciloscopios directamente no existen. Por lo tanto se utilizan osciloscopios digitales automáticos de 100 o 200 MHz y se aceptan las distorsiones que se producen en la zona de datos. Pero cualquier señal de video tiene cortes correspondientes al borrado y sincronismo, que no se distorsionan porque son de baja frecuencia y nos permiten por lo menos saber si hay salida de datos aun sin conocer su forma exacta.
 
Como sabemos los datos salen por pares y los oscilogramas son prácticamente idénticos en cualquieras de los pares positivos, pudiendo ser observados en la figura 28.7.1.

    
Fig.28.7.1  Oscilograma en un par positivo de salida de la main o de entrada de la T-COM.

En el oscilograma se puede observar un pulso repetitivo rectangular positivo, que aparece cada 32 uS. Ese es el pulso de sincronismo horizontal convertido a un sistema no entrelazado, tal como es el sistema de HD.
Aclaramos que estamos recibiendo una señal de HD por una de las entradas HDMI de nuestro TV, mientras estaba transmitiendo una secuencia de video en la Argentina, que tiene norma PAL N. Si estuviéramos en un país con norma NTSC los pulsos sería de 31,7 uS.

Si tomamos cualquiera de las salidas negativas de señal encontraríamos las señales complementarias de las anteriores tal como las indicamos en la figura 28.7.2.

   
Fig.28.7.2  Oscilograma en un par negativo de la salida de la main, o en la entrada de la T-COM

Observe su carácter complementario de la figura 28.7.1 con los pulsos horizontales invertidos.

Mencionemos que las señales entre los pulsos horizontales no son fijas sino que varían con el video de la señal. Los picos de la misma polaridad que el pulso de borrado corresponden con el negro de la imagen y los inversos con el blanco. Por lo tanto si tomamos el oscilograma 28.7.2 la amplitud pico a pico representa a la amplitud de la señal de video, que es de 175 mV.
Pero queda claro que estamos midiendo con un osciloscopio que no tiene el ancho de banda adecuado y por lo tanto los niveles pueden variar al medirlo con otro osciloscopio. Como los osciloscopios modernos poseen la posibilidad de limitar el ancho de banda a voluntad, nosotros tomamos todos los oscilogramas con un ancho de banda limitado a 20 MHz, para que sea útil a todos los alumnos que tienen osciloscopios analógicos. Aclaramos que en realidad la diferencia entre dejar el osciloscopio con banda total de 200 Mhz y con la banda cortada resultó ser solo del 5%.
Para todos aquellos que no poseen osciloscopio, les indicamos que el uso de la sonda de RF de nuestra página, esta específicamente recomendado ya que la misma es un medidor de valor pico a pico, insensible a los niveles de continua del oscilograma.
 
El único problema es que la sonda no puede detectar diferencias entre las salidas negativas y las positivas porque ambas tienen el mismo nivel pico a pico. En los que respecta a la respuesta en frecuencia recuerde que debe construir el modelo con diodos Schottkys, que llegan a responder hasta 10.000 Mhz y armarlo con el circuito impreso recomendado en el artículo que tiene estudiadas las capacidades parasitas y las inductancias de las pistas. No se sorprenda si da un valor mayor, que el pico a pico indicado por el osciloscopio porque estamos midiendo a banda más ancha. Y tenga en cuenta además que la toma de masa debe ser lo más corta posible.

Las señales de datos no sirven para nada, sin las adecuadas señales de clock. Por eso, tenemos el clock en uno de los pares, si la transmisión es por puerto único. O en dos si la transmisión en por dos puertos. Los pares de datos posen oscilogramas como los indicados en la figura 28.7.1.

  
Fig.28.7.1  Oscilograma de clock

Expandiendo la base de tiempo se observa que son oscilaciones senoidales con ruido de baja y de alta frecuencia superpuesto. En este caso el frecuencímetro nos da una frecuencia bastante similar a la correcta del clock que es de 67 MHz aproximadamente. Por supuesto que no es senoidal sino cuadrada pero para que no se distorsione la forma de señal se requiere que el osciloscopio responda hasta una frecuencia que sea por lo menos la decima armónica, es decir 670 MHz y nuestro osciloscopio solo cubre una banda de 200 MHz. La sonda de RF nos indicará un valor de unos 100 mV. 

28.8  APENDICE 2    LA PEGADURA DEL FLEX EN LA PANTALLA

La forma de conectar la T-COM a la pantalla es muy particular. No se trata de una soldadura, ni de una pegadura colocando adhesivo solo sobre las pistas solamente. Se hace con una cinta doble faz especial que tiene un adhesivo térmico que es levemente conductor. 

Luego de pegar la cinta y el flex, se presiona entre la pantalla y el flex, de modo que donde están las pistas enfrentadas, queda una espesor muy pequeño de adhesivo, pero con todas las moléculas conductoras originales. Esto garantiza una resistencia de unos pocos Ohms. En el lugar donde no hay pistas, la cinta doble faz no se comprime y por lo tanto conserva su resistencia original que es relativamente alta (de varios KOhms).

Es decir que el sistema no es ideal, porque hay ciertl en un par que proviene de los pares vecinos. Esto se puede considerar como un ruido pero en el diseño se tiene en cuenta y los circuitos integrados internos son inmunes al mismo. Ver la figura 28.8.1.  

 
 Fig.28.8.1 Pegadura del flex a la pantalla

¿Se puede realizar una pegadura de este tipo en forma casera? Realmente hay dos problemas. El primero es conseguir la cinta doble fax. Pudimos averiguar que es un productor de 3M, pero el representante de argentina lo niega y dice que no está en los catálogos, por lo que no podemos conocer su código de fabricación. El segundo problema es que si un flex está completamente despegado es necesario ajustar su posición con toda precisión y eso solo se puede hacer con máquinas especiales que poseen una barra calentadora de temperatura controlada y un microscopio USB. Pero muchas veces solo esta despegada una punta y no es necesario el ajuste de posición. Allí si podríamos realizar algún artilugio casero que nos permitiría realizar una reparación imposible, colocando un trozo de cinta doble faz.

Por ahora cuando encontramos algún problema de pegadura, lo resolvemos intentando recalentar la pegadura vieja con un soldador de temperatura controlada, o agregando cortes adecuados de goma de borrar para lápiz  (en Argentina se conocen como goma miga de pan) que queden presionando el flex, contra el gabinete o el chasis.

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