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TELEFONIA
Un insolito e ingarbugliato difetto
Eccoci alle prese con un difetto molto singolare: l'accensione del diffusissimo Sharp GX-10, un problema che sembra essere classificabile fra i cosiddetti "difetti congeniti"
Luigi Valenti
V
ogliamo farvi partecipi di un'insolita esperienza che sembrava essere, al tempo della riparazione, un caso più unico che raro, ma che in seguito ha continuato a manifestarsi su questo modello di telefono. Proprio per questo motivo abbiamo classificato questo difetto nell'albo della nostra esperienza come "difetto congenito", pertanto riteniamo utile condividerlo con tutti voi. Lo Sharp GX-10 Lo Sharp GX-10 è un telefono elegante dalla caratteristica forma a conchiglia (Foto 1) venduto in Italia in esclusiva da Vodafone Omnitel a partire dalla seconda metà del 2002. Questo telefono ha riscosso un notevole successo soprattutto nei più giovani, in quanto si presenta come un apparecchio molto completo ed esteticamente gradevole; è dotato di grande display interno a colori, di una fotocamera che permette l'acquisizione, il salvataggio e l'invio di foto attraverso l'ormai noto servizio di messaggistica multimediale MMS. Il difetto Il difetto segnalato dal cliente è generico, anche se molto chiaro: "non si accende più". Inseriamo una SIM di prova nell'apposito slot, inseriamo la batteria verificando la tensione ai suoi capi (e in questo caso riscontriamo 3,8 V). Essendo 3,8 V un valore di tensione superiore a quello nominale della batteria proviamo a effettuare l'accensione del telefono tramite l'apposito tasto switch on/off comune al tasto di disimpegno linea cornetta rossa visibile in Foto 2. Alla pressione del tasto non accade nulla. Il telefono resta immobile, paralizzato, come se non si stesse facendo assolutamente nulla. Prima di tuffarci sulla riparazione proviamo a sostituire la batteria utilizzandone una che abbiamo in laboratorio, sicuramente funzionante.
Foto 1 - Vista del GX-10 con flip aperto e chiuso
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È importante sapere che generalmente le batterie per la telefonia hanno fino a quattro contatti: - due contatti vengono utilizzati per l'alimentazione positivo e negativo - un contatto viene utilizzato per informare il processore circa lo stato della temperatura degli elementi in fase di ricarica della batteria; se la temperatura risultasse troppo elevata viene effettuata una regolazione della corrente di carica al fine di prevenire pericolosi surriscaldamenti. Generalmente questa funzione viene svolta da un semplice NTC a stretto contatto con gli elementi che compongono la batteria - il quarto contatto viene generalmente utilizzato per l'identificazione del tipo di batteria connessa. Questa linea dati informa il microprocessore se vi sia connessa una batteria litio ioni piuttosto che una nichel metal idrato, in modo che esso possa fare interagire gli opportuni circuiti di carica in maniera adeguata. In Fig. 1 vediamo il controllo della temperatura di una batteria, mentre in Fig. 2 è illustrata la connessione del tipo di batteria connessa. Tornando al nostro telefono guasto vogliamo quindi sottolineare che la prova che stiamo facendo, cioè quella di provare a sostituire la batteria nonostante dia tensione, è giustificata da quanto appena detto. Infatti, se il processore non riconoscesse il tipo di batteria connessa, non permetterebbe al telefono di effettuare il ciclo di accensione. Questo fatto è dimostrabile su molti telefoni aventi questo tipo di controllo: è impossibile accenderlo semplicemente alimentandolo dai morsetti + e di un normale alimentatore di laboratorio (provare per credere). Molti telefoni, in caso di anomalia di batteria, mostrano sul display messaggi di errore come: - batteria non valida - batteria non originale
Fig. 1 - Connessione batteria/telefono. In evidenza, il morsetto per il controllo della temperatura
- impossibile ricaricare (nel caso in cui venga connesso il caricatore). Desideriamo anche evidenziare che i difetti sopra citati sono spesso causati da anomalie sul circuito di riconoscimento batteria e non dalla batteria stessa, ecco spiegato il motivo per cui bisognerebbe sempre avere a disposizione batterie di test di cui si abbia certezza di funzionamento. Proviamo quindi a inserire la nostra batteria di laboratorio, ma il risultato non cambia, non abbiamo risolto il problema sul GX-10, ma
sicuramente abbiamo imparato qualcosa di nuovo. Procediamo ora con l'intento di voler risolvere il problema. Un'altra prova interessante che suggeriamo è quella di mettere in ricarica il telefono. Infatti, se l'indicatore di ricarica dovesse partire potremmo tracciare delle ipotesi di risoluzione guasto più precise. Inserendo il travel da viaggio notiamo che l'indicatore di carica comincia a segnalare l'avvenuta partenza del ciclo di carica. A questo punto possiamo tracciare ipotesi più precise: il difetto
Fig. 2 - Connessione del tipo di batteria connessa. In evidenza, la connessione per il riconoscimento del tipo di batteria connessa
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Fig. 3 - Schema elettrico di principio circuito di accensione/spegnimento telefono
potrebbe risiedere nel tasto switch on/off o nel circuito di accensione/alimentazione. Esercitiamo con una forza maggiore una nuova pressione sul tasto power e notiamo che per un istante il telefono si accende mostrando sul display una clessidra (Foto 3) e, mentre pensiamo che il problema sia risolvibile semplicemente pulendo o controllando il contatto del tasto di accensione, spontaneamente lo rilasciamo e il telefono si spegne come se avessimo improvvisamente tolto la batteria. Perplessi, riproviamo a premere e tenere premuto il tasto di accensione ed ecco che il telefono si accende perfettamente e si registra in rete. Certo, abbiamo risolto il problema, il telefono funziona perfettamente tenendo premuto il tasto di accensione (Foto 4), ma come spiegarlo al cliente? Come farsi pagare una riparazione per questa scoperta? Alla ricerca del problema Prima di fare una ricerca guasti approfondita è indispensabile fare un'analisi approfondita del
principio di funzionamento di un circuito che stabilisce l'accensione e lo spegnimento di un telefono. Analizziamo lo schema elettrico di Fig. 3.
Analisi dello schema di principio di accensione e spegnimento Il circuito riportato in Fig. 3 rappresenta uno schema generico di principio e serve a farci comprendere come si svolga a livello hardware l'accensione del circuito di alimentazione di un telefono cellulare. In tutti i telefoni lo switch di alimentazione ha un polo rivolto verso massa e l'altro verso una parte di circuito che, nel nostro caso specifico, si trova collegato sul catodo pin 3 del doppio diodo D8. Il pin 1 anodo D8 è normalmente posto a potenziale di batteria +Vbatt attraverso la R30 da 47 k e quindi da una tensione che può variare a secondo del livello di batteria da 3,3 V a 3,9 V. La pressione del tasto power da parte dell'utente porta a massa il pin 3 di D8. Portando a potenziale di massa il pin 3 di D8, i due diodi contenuti nel D8 diventano conduttivi in quanto si trovano ad avere sui rispettivi anodi un potenziale più alto rispetto a massa. In particolare, sul pin 1 la tensione della batteria
Foto 2 - La tastiera. Si noti che il tasto di accensione è comune a quello di disimpegno linea
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Foto 3 - Tenendo premuto il tasto il telefono si avvia
Foto 4 - Il telefono resta acceso solo tenendo premuto il tasto di accensione
Foto 5 - Smontaggio del GX-10: rimozione dei gommini che nascondono le viti
e sul pin 2 (power key ind) una tensione di livello alto fornita da un piedino del microprocessore. Essendo in conduzione i due diodi per effetto della tensione di soglia oltre la quale diventano conduttivi, si troveranno ad avere sui rispettivi anodi un abbassamento di tensione, pari appunto alla tensione di soglia stessa e cioè di 0,6 V. Un livello di tensione basso al pin 2 dell'integrato di stabilizza-
zione U5 fa sì che esso diventi conduttivo fornendo una tensione stabilizzata di 3 V ai piedini 5 e 6. In questa particolare configurazione l'integrato U5 fornisce anche un comando di reset sul pin 8 necessario a tutti gli integrati di logica in fase di avvio. Il pin 2 di D8, durante la pressione del tasto, si troverà anch'esso a un potenziale basso informando il processore, attraverso il comando
power_key_ind, che il tasto di accensione è stato premuto. In questo preciso istante viene avviato il software (come in un normale computer) e il processore fornisce spontaneamente una tensione di livello alto al pin 1 di D9 attraverso la linea PWR. Il livello alto di tensione polarizzerà attraverso il partitore resistivo R64 R78 la base di Q4, facendo in modo che tra base ed emettitore vi sia una tensione di 0,7 V.
Foto 6 - Vista del GX-10 parzialmente disassemblato
Foto 7 - Il complesso sistema di connessione meccanica dei connettori alle schede principali
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Foto 8 - Dettaglio connettori/flat
Foto 9 - Dettaglio del connettore al microscopio
Foto 10 - Posa del flussante "no clean" sui connettori prima della risaldatura
Foto 11 - Un dettaglio della risaldatura
Foto 12 - Risaldiamo anche i connettori montati sui flat cable
Foto 13 - La perfetta riuscita dell'intervento
Foto 14 - Prove
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Questa tensione di 0,7 V renderà conduttivo il transistore tra collettore ed emettitore attraverso il cui collegamento verrà garantita in maniera automatica una tensione bassa al pin 2 di U5. Q4 sostituisce in pratica la pressione del tasto di accensione, polarizzando automaticamente U5 e permettendogli di restare conduttivo. Il comando proveniente dalla linea power_char verso il pin 2 di D9 serve ad accendere il telefono in fase di carica: infatti è necessario che durante la delicata fase di carica a telefono spento molti circuiti di controllo (logica) vengano accesi. Il comando POWER_RTC verso il pin 3 di D4 serve ad accendere il telefono durante una sveglia o un promemoria, infatti, l'acronimo RTC sta per Real Time Clock, ovvero orologio (in tempo reale). Ragioniamo sul difetto Nel nostro caso specifico, ragionando su quanto descritto, è come se dal processore non arrivasse il comando di tensione alto dalla linea PWR, che deve a sua volta polarizzare il transistore Q4 responsabile del mantenimento dell'accensione continua del telefono. Certo che alla luce di quanto emerso e analizzato risulta semplice ragionare e fare ipotesi teoriche, ma di fronte a un oggetto così minuscolo si rischia di andare in crisi sul lato pratico. Un passo per volta È proprio il caso di fare un passo alla volta. Sentiamo di essere sulla strada giusta, ma dobbiamo ancora smontare il telefono. Per smontare il telefono è indispensabile essere su un banco a norme ESD antistatico. Rimuoviamo la batteria, la Sim e i due gommini che nascondono due viti nella parte superiore (Foto 5) e, utilizzando un cacciavite torx diametro 5, rimuoviamo le quattro viti.
Eseguita questa semplice operazione, rimuoviamo il back cover e separiamo i connettori del flat cable dalla scheda (Foto 6). Nello Sharp GX-10 la scheda che si trova nel folder inferiore (quella appena smontata) contiene una piccolissima parte di circuito, in particolare: il lettore Sim card la presa servizi i diodi Irda per RX TX dati il contatto antenna lo Switch antenna una piccola parte di circuito RF.
Tutto il resto si trova nell'upper folder. La logica completa si trova quindi nel guscio dove è contenuto il display. Questa è una scelta abbastanza singolare che ben pochi costruttori hanno adottato e che rende vistosamente più spesso il folder superiore. Questa scelta tecnica impone un sistema di connessione complesso tra scheda lower folder (che giustamente chiameremo MMI, ossia Main Machine Interface flex board) e scheda radio logica. La connessione tra MMI e circuiti radio logici è garantita da due vistosissimi connettori a pressione collegati a un sofisticato sistema di flat cable, così come è già ben visibile in Foto 7. La soluzione Un sistema così meccanicamente complesso è spesso sorgente di difetti. La prima cosa da fare è verificare l'integrità meccanica dei connettori e dei flat cable, quindi al microscopio (Foto 8) effettuiamo un'accurata ispezione visiva a caccia di eventuali imperfezioni meccaniche. Da questa scrupolosa ispezione (Foto 9) non risulta esserci nessun elemento evidente che possa confermare le nostre ipotesi. Essendo questo sistema di connessione a nostro giudizio fortemente critico, interveniamo rilavorando le saldature sui connettori presenti sulla scheda e sui connettori presenti sui flat.
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Foto 15 - Sollecitazione meccanica in chiusura per verificare che la riparazione sia andata a buon fine
Foto 16 - Test della fotocamera
Inseriamo la nostra Sim di prova, la batteria e, con una certa ansia, proviamo ad accendere il telefono tenendo premuto per qualche secondo il tasto di accensione. Al rilascio dello stesso ci accorgiamo che il nostro intervento mirato a risolvere un problema elettrico derivante da una connessione meccanica trova buon fine, così come è ben visibile in Foto 13. A questo punto, per essere sicuri del nostro intervento "giochiamo" con le varie funzioni e applicazioni, esercitando anche forti pressioni sulla tastiera, così come qualche torsione e una qualche chiusura flip un po' più energica del normale (Foto 14 e 15). Decidiamo di utilizzare il telefono qualche giorno in modo da avere l'assoluta certezza della nostra riparazione. Pertanto commutiamo sul nostro sistema informatico di gestione/riparazioni la riparazione in "controllo qualità". A un paio di giorni di distanza decidiamo di consegnare il telefono al cliente poiché, nonostante il nostro utilizzo eccessivamente "duro", ha sempre mostrato un perfetto funzionamento (Foto 16). Conclusioni
Segno di caduta
Foto 17 - Si noti sulla destra sullo snodo l'ammaccatura
Armati di un buon flussante "no clean" (Foto 10) rigeneriamo le saldature a mezzo di microsaldatore (Foto 11) in modo da ridare loro una buona e certa conduttività. Concluse le saldature sui connettori della scheda, passiamo allo stesso modo tutte quelle dei connettori montati sui flat (Foto 12). Fatta questa operazione riconnettiamo i connettori tra loro, rimontiamo il telefono eseguendo con estrema attenzione il riassemblaggio di tutte le parti, facendo in modo che esse combacino perfettamente tra loro.
Foto 18 - Particolare del colpo ricevuto
Nonostante il complesso ragionamento circa il funzionamento di un circuito di accensione, questa volta siamo stati guidati dalla nostra esperienza che, a volte, ci aiuta a individuare componenti critici. A distanza di tempo sono transitati sui nostri banchi molti GX-10 con l'identico difetto così brillantemente risolto. La nostra curiosità ci ha spinto a cercare le cause di questo difetto, evidenziando spesso che questo è causato da urti o cadute subite dal telefono. Nelle Foto 17 e 18 in prossimità dello snodo si nota un'evidente ammaccatura. In conclusione vorremmo ribadire, ancora una volta, che molto spesso l'incuria nell'utilizzo da parte dell'utente finale gioca un ruolo fondamentale nella rottura di questi piccoli gioielli dell'elettronica.
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