lunes, 3 de febrero de 2020

Diagnóstico Hardware: Electricidad

En el diagnóstico hardware lo primero que debemos comprobar es que el equipo recibe electricidad con las características necesarias según se vio en el artículo "Alimentación de Aparatos Electrónicos". Debemos comprobar que todos los dispositivos que forman parte de la alimentación están bien conectados y funcionan correctamente.


Adaptador de Corriente de Portátil

Los adaptadores de corriente convierten la corriente alterna de 110-220 V en corriente continua de unos pocos voltios. En ese proceso sufren altas temperaturas que producen un desgaste que los hace fallar tarde o temprano.

Otro problema que suelen presentar es que los conectores no hagan bien contacto y se desconecten en algún momento. También es común que se desgaste la cubierta de plástico de los cables y queden a la vista, se rompan o hagan cortocircuito.

Por eso como parte del diagnóstico y mantenimiento de un equipo es importante comprobar que el adaptador de corriente no tiene un calentamiento excesivo y que los cables y conectores se encuentran en buen estado.

Si es necesario cambiar el adaptador se puede comprar uno igual o uno compatible con el mismo voltaje y que suministre al menos los mismos amperios. También se puede adquirir uno universal con varios conectores y voltaje variable siempre que tenga el conector, voltaje e intensidad necesarios.

Usando un multímetro podemos comprobar que el voltaje es el adecuado. Para ello puede ser necesario la ayuda de un cable que conecte con el polo interior con cuidado de que no haga cortocircuito.


Fuente Alimentación ATX

Las fuentes de alimentación ATX suministran múltiples voltajes y amperajes a los componentes de los ordenadores de torre a través de su conector principal para la placa base y el resto de conectores para discos duros, unidades ópticas y tarjetas. Como sería muy laborioso comprobar todos esos voltajes con un multímetro existen comprobadores que permiten chequear todos los conectores.


Puertos y Cargadores USB

El puerto USB de un ordenador o un cargador debe suministrar 5 V o 20 V con un pequeño margen arriba y abajo.  Algunos cargadores superan un poco este límite para compensar la caida de tensión que se produce en el cable conectado al puerto.

Con un comprobador USB se puede medir el voltaje de un puerto y la intensidad cuando tiene algún dispositivo conectado. El voltaje puede ser un poco mayor cuando no tiene nada conectado y la intensidad es 0 A.

En la siguiente foto se puede ver un comprobador conectado entre el puerto USB de un portátil y un dispositivo midiendo 4,97 V y 0,447 A. También calcula la potencia (4,97 V * 0,447 A = 2,22159 W) y lleva la cuenta de la energía que pasa por él en mWh.


Con los cargadores USB que tienen cable intercambiable también se puede utilizar el comprobador para examinar el funcionamiento del cargador y la carga del dispositivo conectado.



Pila BIOS y UEFI

El BIOS o el nuevo sistema UEFI mantienen la hora y parámetros de configuración del hardware aún cuando el ordenador no está conectado a la red eléctrica o tiene una batería. Para ello usan una pila, si esta pila falla se pierde la hora y la configuración y el ordenador puede no funcionar correctamente. Los ordenadores de torre suelen tener una pila CR2032 de 3 V y los portátiles pueden tener baterías de múltiples tipos.


Ravenperch at English Wikipedia [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Si al arrancar el ordenador vemos que tiene una fecha incorrecta o algún parámetro que impide el arranque es muy probable que la pila esté gastada. Para saberlo primero podemos probar a corregir los parámetros, apagar el ordenador, desconectarlo de la red eléctrica o SAI, quitarle la batería durante un rato y luego volver a encender y ver si los parámetros siguen como los pusimos.

Si los parámetros han vuelto a cambiar es casi seguro que la pila está gastada y será necesario cambiarla. Para estar totalmente seguros podemos quitarla y medir el voltaje con un multímetro.


Batería

En el caso de los portátiles, tablets o móviles la batería puede dar problemas con el tiempo. En la actualidad estos aparatos usan baterías de litio y estas baterías pierden capacidad de carga con el tiempo y es recomendable comprobarlas.

Además si la batería no se carga y descarga completamente de vez en cuando puede que el medidor de carga de la batería no calcule bien el nivel de carga y muestre que aún le queda bastante, por ejemplo un 20%, cuando en realidad está a punto de agotarse. Esto provoca que el aparato se apague cuando parece que aún tiene energía y creamos que tiene algún problema.

Para que el medidor de carga funcione bien y para comprobar cual es la capacidad de carga que tiene la batería hay que hacer una carga completa seguida de una descarga completa. Cargamos la batería al 100% y dejamos el aparato conectado a la red eléctrica unas horas, luego descargamos totalmente hasta que se apague, por ejemplo con un test de estrés o con uso normal y dejamos descansar el aparato unas horas. Por último volvemos a hacer una carga completa y la medida de la carga ya debería ser correcta.

Mientras se realiza este proceso se debe monitorizar el estado de la batería para medir el tiempo de carga y descarga y ver que no hay saltos bruscos en el porcentaje de carga. Si el tiempo de descarga es muy corto puede ser el momento de reemplazar la batería. En ordenadores para obtener la información de la batería podemos utilizar System Rescue CD y algunos de los programas que incluye.

sysfs

En Linux el sistema de archivos sysfs montado en /sys y en concreto en el directorio /sys/class/power_supply/ hay un subdirectorio por cada uno de los adaptadores de corriente y baterías. Dentro de ese subdirectorio hay una serie de archivos con la información que proporciona el adaptador o batería al sistema operativo.

alarm  charge_full     current_now  manufacturer  present       subsystem   uevent
capacity charge_full_design  cycle_count  model_name    serial_number  technology  voltage_min_design
capacity_level charge_now     device  power        status       type   voltage_now

Y en el archivo uevent se encuentra un listado con esos datos.

POWER_SUPPLY_NAME=C1AC
POWER_SUPPLY_STATUS=Charging
POWER_SUPPLY_PRESENT=1
POWER_SUPPLY_TECHNOLOGY=Li-ion
POWER_SUPPLY_CYCLE_COUNT=0
POWER_SUPPLY_VOLTAGE_MIN_DESIGN=14800000
POWER_SUPPLY_VOLTAGE_NOW=16792000
POWER_SUPPLY_CURRENT_NOW=613000
POWER_SUPPLY_CHARGE_FULL_DESIGN=2000000
POWER_SUPPLY_CHARGE_FULL=2000000
POWER_SUPPLY_CHARGE_NOW=1440000
POWER_SUPPLY_CAPACITY=73
POWER_SUPPLY_CAPACITY_LEVEL=Normal
POWER_SUPPLY_MODEL_NAME=Primary
POWER_SUPPLY_MANUFACTURER=Hewlett-Packard
POWER_SUPPLY_SERIAL_NUMBER=00237 2008/04/21

Ahí se puede ver el estado (STATUS) (si está cargando, descargando o llena), la capacidad de carga de la batería según las especificaciones de fabricación (CHARGE_FULL_DESIGN), la capacidad de carga calculada en el último ciclo completo de carga y descarga (CHARGE_FULL)  y el nivel de carga actual (CHARGE_NOW) en microamperios-hora. Además se puede ver el porcentaje de carga (CAPACITY Y CAPACITY_LEVEL). Con esta información se puede hacer un seguimiento del proceso de carga y descarga para detectar problemas.

Esta información puede no ser exacta o correcta, depende de que la batería ofrezca bien la información. Por ejemplo la batería que he usado como ejemplo muestra que la capacidad alcanzada en la última carga completa fue igual que la capacidad para la que fue diseñada y en realidad la batería es muy vieja y ya casi no admite carga.

También se puede ver el voltaje mínimo que debe tener la batería según diseño (VOLTAGE_MIN_DESIGN), el voltaje actual (VOLTAGE_NOW) y la corriente (CURRENT_NOW). El voltaje está en microvoltios y la corriente en microamperios. Si el voltaje actual está muy cerca del voltaje mínimo puede indicar problemas. También puede ser útil revisar estos parámetros durante las pruebas de rendimiento, puede que no de suficiente corriente o caiga el voltaje.

Además nos da información del fabricante (MANUFACTURER), modelo (MODEL_NAME) y número de serie (SERIAL_NUMBER). Esto puede servir para buscar información de la batería o un repuesto.

En dispositivos Android, al estar basados en Linux, también se puede ver esta información o similar utilizando una aplicación de emulación de terminal como Terminal Emulator for Android.


acpi

Linux tiene soporte para ACPI (Advanced Configuration and Power Interface). Con el comando acpi se puede obtener información de la batería así como del adaptador de corriente, temperaturas del sistema o ventiladores.

Con la opción -b se muestra la información de la batería y añadiendo la opción -i se muestra información más detallada.

# acpi -bi
Battery 0: Charging, 73%, 00:54:38 until charged
Battery 0: design capacity 2000 mAh, last full capacity 2000 mAh = 100%

Este comando muestra parte de la información accesible a través de sysfs, con la diferencia de que la capacidad la muestra en miliamperios-hora.

upower

Otro sistema para poder ver la información eléctrica de la batería y otros componentes que proveé el sistema operativo Linux es UPower. Este software no está incluido en System Rescue CD pero puede ser útil en un sistema con Linux instalado.

Para sacar un listado de los dispositivos con información disponible se utiliza la opción -e.

# upower -e
/org/freedesktop/UPower/devices/line_power_C1AB
/org/freedesktop/UPower/devices/battery_C1AC
/org/freedesktop/UPower/devices/DisplayDevice

Una vez que se tiene el identificador de la batería se utiliza la opción -i.

# upower -i /org/freedesktop/UPower/devices/battery_C1AC
  native-path:          C1AC
  vendor:               Hewlett-Packard
  model:                Primary
  serial:               00237 2008/04/21
  power supply:         yes
  updated:              lun 17 jul 2019 19:03:25 CEST (105 seconds ago)
  has history:          yes
  has statistics:       yes
  battery
    present:             yes
    rechargeable:        yes
    state:               fully-charged
    warning-level:       none
    energy:              29,008 Wh
    energy-empty:        0 Wh
    energy-full:         29,6 Wh
    energy-full-design:  29,6 Wh
    energy-rate:         13,1276 W
    voltage:             16,192 V
    percentage:          98%
    capacity:            100%
    technology:          lithium-ion
    icon-name:          'battery-full-charged-symbolic'

Este programa al contrario que los otros sistemas utiliza como unidad para la carga el vatio-hora. La cantidad de vatios-hora es una estimación multiplicando los amperios-hora que indica la batería por el voltaje mínimo (VOLTAGE_MIN_DESIGN del archivo uevent). Para calcular los amperios-hora hay que dividir los vatios-hora por el voltaje mínimo: 29,008 Wh / 14,8 V = 1,96 Ah = 1960 mAh = 1960000 µAh.

Ampere

En dispositivos Android se puede utilizar la aplicación Ampere para comprobar el estado de la batería y los procesos de carga y descarga.



Si las pruebas no muestran ningún error podemos seguir con el resto del diagnóstico hardware.

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