Diagnostyka i naprawa płyt głównych laptopów

Diagnostyka i naprawa

płyt głównych laptopów.

Podstawy, metody, przykłady.

mgr inż. Sebastian Kiek

© Copyright by Sebastian Kiek

Projekt okładki Sebastian Kiek

ISBN978-83-942689-0-9

Wszelkie prawa zastrzeżone. Rozpowszechnianie i kopiowanie całości lub części publikacji zabronione bez pisemnej zgody autora.

Spis treści

CZĘŚĆ I. PŁYTY GŁÓWNE – PODSTAWY

1. Wstęp

2. Podstawowe pojęcia

3. Podstawy budowy płyt głównych

4. Stany (tryby pracy) płyty głównej

5. Procedura POST

6. Zasilanie

7. Przykład rozmieszczenia elementów na płycie głównej

CZĘŚĆ II. WARSZTAT

1. Wstęp

2. Diagnostyka

3. Naprawa

CZĘŚĆ III. CZYNNOŚCI WSTĘPNE

1. Wstęp

2. Od czego zacząć? Od wywiadu

3. Inspekcja wizualna

4. Płyta po zalaniu

5. Reset BIOS’u

6. Chłodzenie

7. Podłączamy płytę do zasilania

7.1. Płyty po zalaniu i podejrzane o zwarcia

7.2. Płyty reagujące na włączenie

7.3. Płyty mające problem z obsługą baterii

8. Zakończenie

CZĘŚĆ IV. DIAGNOSTYKA I NAPRAWA

1. Wstęp

2. Podstawy diagnostyki płyt głównych

2.1. Pomiary na płycie głównej

2.2. Sprawdzanie elementów

2.3. Skróty i oznaczenia

2.4. Płyty uruchamiające się, reagujące na włączenie

2.5. Zasilacze z identyfikacją

3. Obwód włącznika i czujnika zamknięcia klapy

4. Programowanie biosu i KBC

5. Rezonacje na kwarcach

6. Próba zwarciowa

7. Diagnostyczne wygrzewanie chipów

CZĘŚĆ V. UKŁADY ZASILANIA

1. Płyta nie reaguje na podłączenie zasilacza

2. Przetwornica główna 3/5V i napięcia ALW

2.1. Zasilanie

2.2. Regulatory liniowe (LDO, VREG)

2.3. Sygnały EN, ENTRIP

3. Brak zasilania KBC i/lub kości BIOS’u

4. Grzejący się sterownik przetwornicy głównej 3/5V

5. Brak pracy lub nieprawidłowa praca przetwornicy

6. Zwarcie w głównej gałęzi zasilającej

7. Zwarcie na cewce przetwornicy

8. Kondensator NEC/TOKIN

CZĘŚĆ VI. PŁYTA STARTUJE, NIE URUCHAMIA SIĘ POPRAWNIE

1. Płyta reaguje na włączenie, brak procedury POST, płyta nie wyłącza się

1.1. Testery socketu i RAM

1.2. BIOS

1.3. Wadliwe układy

1.4. Napięcia zasilające

1.5. Rezonacje na kwarcach, szyna LPC

1.6. Nadmiernie nagrzewające się elementy

2. Płyta reaguje na włączenie, wyłącza się samoczynnie lub resetuje

3. Płyta reaguje na włączenie, POST zatrzymuje się

4. Problemy z wyświetlaniem obrazu

4.1. Brak podświetlania matrycy (obraz wyświetlany prawidłowo)

4.2. Brak obrazu na matrycy lub nieprawidłowy obraz

4.3. Detekcja (identyfikacja) matrycy

4.4. Biały obraz na matrycy, podświetlanie działa prawidłowo

CZĘŚĆ VII. PŁYTA URUCHAMIA SIĘ, NIE DZIAŁA PRAWIDŁOWO

1. Problemy z dyskami, napędami, urządzeniami USB

1.1. Dysk lub napęd nie pracuje – zasilanie dysku

1.2. Dysk lub napęd pracuje, ale nie jest widoczny w BIOS’ie lub systemie operacyjnym

1.3. Urządzenia USB

2. Problemy z klawiaturą i touchpadem

2.1. Klawiatura

2.2. Touchpad

3. Problemy z WiFi

4. Problemy z dźwiękiem

5. Problemy z wentylatorem

ZAKOŃCZENIE

CZĘŚĆ I. PŁYTY GŁÓWNE – PODSTAWY

1. Wstęp

Spośród usterek występujących w laptopach naprawa płyt głównych jest prawdopodobnie najtrudniejszą dziedziną. Wiele serwisów nie wykonuje takich napraw oferując wymianę płyty głównej na sprawną.

Taki sposób postępowania często nie jest korzystny dla klienta – niepotrzebnie zwiększa koszty naprawy, zwłaszcza w przypadkach prostych i stosunkowo niedrogich w naprawie usterek płyty głównej.

Inspiracją do powstania niniejszej publikacji były często padające pytania o lekturę na temat diagnostyki i naprawy płyt głównych.

Dla kogo przeznaczona jest ta książka?

Przede wszystkim dla osób znających podstawy elektroniki, chcących poszerzyć swoją wiedzę w kierunku diagnostyki i napraw płyt głównych.

Nie ma tu porad typu „włóż płytę do piekarnika”, „potraktuj chip opalarką lub palnikiem”. Tego typu metody popularne np. na znanym portalu z filmami często powodują nieodwracalne uszkodzenia płyty głównej. Nawet jeśli taka „naprawa” przyniesie skutek – będzie on krótkotrwały.

Omówione zostały na praktycznych przykładach różne kategorie usterek wraz ze sposobami ich diagnozowania oraz usuwania (naprawy).

Płyty główne są delikatnymi i skomplikowanymi urządzeniami. Naprawy dokonywane przez osoby bez doświadczenia i wiedzy mogą doprowadzić dopogorszenia stanu płyty! Z tego powodu do nauki i ćwiczeń warto zaopatrzyć się w uszkodzone płyty lub całe laptopy.

2. Podstawowe pojęcia

Podstawowe układy płyty głównej:

BIOS – Program zawarty w pamięci FLASH – zawiera sterowniki do obsługi urządzeń na płycie głównej oraz zewnętrznych, podłączonych do płyty głównej (np. dyski, napędy, karta grafiki, porty USB, porty, klawiatura, itp). Wykonywaniem programu zawartego w BIOS zajmuje się KBC i most południowy.

KBC (kontroler klawiatury) – wbrew nazwie obsługa klawiatury to tylko jedno z wielu zadań KBC. W czasie startu płyty KBC wykonuje polecenia zawarte w BIOS, załącza i kontroluje przetwornice i urządzenia płyty głównej oraz zewnętrzne. Kontroluje także poprawność startu płyty.

Komunikuje się poprzez szynę LPC z mostem południowym (hybrydowym, PCH, FCH). Kodyaktualnie wykonywanych czynności procedury POST można odczytać kartą diagnostyczną podłączając ją do szyny LPC.

W czasie pracy płyty (po uruchomieniu) KBC kontroluje między innymi klawiaturę, touchpad, przetwornice, temperaturę z niektórych czujników, pracę wentylatorów, jasność matrycy.

W stanie czuwania KBC kontroluje ładowanie baterii i pracę przetwornic działających w stanie czuwania oraz kontroluje stan przycisku POWER lub urządzeń mogących wywołać start laptopa.

Uszkodzenie KBC lub BIOS spowodować może brak możliwości uruchomienia płyty głównej – procedura startowa nie zostanie zainicjowana lub zostanie przerwana.

CPU – PROCESOR – element wykonawczy – wykonuje on rozkazy zawarte w pamięci. We współczesnych konstrukcjach często zawiera w sobie kontroler pamięci RAM oraz GPU (kartę grafiki).

MOST PÓŁNOCNY – Bezpośrednio obsługuje procesor, pamięć ram (platforma Intel pod procesory do Core2Duo włącznie). Most ten może także obsługiwać kartę grafiki lub zawierać ją w sobie (zintegrowana krata grafiki). Nie występuje we wszystkich konstrukcjach. Jego funkcje może wykonywać PCH, FCH lub procesor.

MOST POŁUDNIOWY – obsługuje większość urządzeń na płycie głównej lub do niej podłączonych bezpośrednio lub pośrednio. Zadania mostu południowego i jego połączenia z innymi układami najlepiej obrazują załączone w kolejnym rozdziale schematy blokowe.

Most południowy zawiera RTC – zegar czasu rzeczywistego.

MOSTHybrydowy – wykonuje funkcje mostu północnego i południowego.

MOST PCH (Intel), FCH (AMD) – występuje we współczesnych jednomostowych platformach (np. pod procesory i3/5/7 Intel, FM1, FT1 AMD).

GPU – KARTA GRAFIKI  – układ odpowiedzialny za przetwarzanie i wyświetlanie obrazu (na matrycy lub urządzeniach zewnętrznych).

Może występować jako:

grafika dedykowana – osobny układ na płycie głównej;

zintegrowana i zawarta w moście północnym lub procesorze;

dedykowana – zewnętrzna – na osobnej płytce, np. MXM.

Grafika zintegrowana najczęściej wykorzystuje pamięć RAM (współdzielona), grafika dedykowana i zewnętrzna własną pamięć VRAM oraz pamięć RAM.

Obsługą GPUzajmować się może (zależnie od konstrukcji) most północny, procesor, PCH, FCH.

To oczywiście tylko podstawowe urządzenia płyty głównej. Innymi ważnymi urządzaniami wbudowanymi w płytę główną laptopa są np. karta dźwiękowa czy karta sieciowa LAN.

W zależności od konkretnego modelu ilość oraz rodzaj urządzeń na płycie może się znacznie różnić.

3. Podstawy budowy płyt głównych

Aby skutecznie diagnozować i naprawiać płyty główne należy poznać ich budowę i zasady działania. W tym rozdziale znajdują się przykładowe schematy blokowe dla najczęściej spotykanych platform. Pominięte zostało omawianie starszych konstrukcji, które praktycznie wychodzą z użycia i są coraz rzadziej spotykane, a ich naprawy są zazwyczajnieopłacalne.

Poniżej przykładowe schematy blokowe obrazujące podstawowe platformy i ukazujące różnice pomiędzy nimi:

1. Platforma dwumostowa dla procesorów Intel do Core2Duo włącznie. Najbardziej klasyczna konstrukcja wykorzystywana przez wiele lat:

Jak widać na powyższym schemacie blokowym jest to architektura oparta o 2 mosty – północny i południowy.

Most północny obsługuje procesor, pamięć RAM oraz GPU (kartę graficzną). Most północny może zawierać w swojej strukturze GPU. W takim przypadku na płycie może nie występować dedykowana karta grafiki.

Most południowy obsługuje pozostałe podstawowe urządzenia płyty głównej.

W tej konstrukcji znajduje się jedna kość biosu, kontroler klawiatury (KBC) nie zawiera wewnętrznej pamięci i nie jest programowany.

2. Platforma jednomostowa dla procesorów Intel nowszych niż Core2Duo – i3/i5/i7 pierwszej i następnych generacji i podobnych (np. serii P6000, B900).

Jest to architektura oparta o 1 most – w tym przypadku podział (na północny i południowy) oraz takie nazewnictwo straciło sens. Niemniej jednak most ten pełni funkcję południowego wg systematyki poprzednich generacji.

Funkcje mostu północnego wykonuje procesor – obsługuje on pamięć RAM oraz GPU (kartę graficzną). Procesor może zawierać (i większość procesorów zawiera) w swojej strukturze GPU. W takim przypadku na płycie może nie występować dedykowana karta grafiki. Mogą także być obsługiwane i przełączane dwie grafiki – zintegrowana i dedykowana.

W tej konstrukcji znajdują się dwie kości biosu (tzw. EC Firmware i BIOS właściwy), kontroler klawiatury (KBC) może zawierać wewnętrzną pamięci i wymagać jest programowania.

KBC zawierające wewnętrzną pamięć i wymagające programowania występują zazwyczaj na płytach pod procesory 2-giej generacji i nowsze. Te KBC to między innymi: KB9010, KB9012, KB9016, KB9020, KB930.

3. Platforma dwumostowa dla procesorów AMD Athlon/Turion S1 oparta o mosty Nvidii.

Jest to architektura oparta o 2 mosty – północny i południowy.

Most północny obsługuje procesor, (pośrednio także pamięć RAM) oraz GPU (kartę graficzną). Most północny może zawierać w swojej strukturze GPU. W takim przypadku na płycie może nie występować dedykowana karta grafiki.

Most południowy obsługuje pozostałe podstawowe urządzenia płyty głównej.

W tej konstrukcji znajduje się jedna kość biosu, kontroler klawiatury (KBC) nie zawiera wewnętrznej pamięci i nie jest programowany.

4. Platforma jednomostowa dla procesorów AMD oraz Intel oparta o most Nvidii.

Architektura oparta o 1 most – hybrydowy – zastępujący 2 układy: północny i południowy. Wykonuje zadania które w „klasycznej” dwumostowejkonstrukcji wykonywały 2 mosty.

Most hybrydowy może zawierać w swojej strukturze GPU. W takim przypadku na płycie może nie występować dedykowana karta grafiki.

W tej konstrukcji znajduje się jedna kość biosu, kontroler klawiatury (KBC) nie zawiera wewnętrznej pamięci i nie jest programowany.

5. Platforma dwumostowa dla procesorów AMD Athlon/Turion/Phenom S1/G3, S1G4 oparta o mosty ATI/AMD.

Architektura oparta o 2 mosty – północny i południowy.

Most północny obsługuje procesor, oraz GPU (kartę graficzną). Most północny może zawierać w swojej strukturze GPU. W takim przypadku na płycie może nie występować dedykowana karta grafiki.

W