ARMADO Y REPARACIÓN DE PC
Capitulo Nº 2
Tema: Fuentes de alimentación.
CON LAS INDICACIONES QUE SE DAN A CONTINUACIÓN USTED PODRA RESOLVER SIN INCONVENIENTES SU PRACTICA 2 DE LABORATORIO. QUE CONSISTE EN:
PRACTICA N° 2:
Fuentes AT, ATX (Diferencias).
Código de colores AT y ATX (Identificación).
Identificación de conectores de la fuente en el motherboard AT Y ATX. Conexión de P8 y P9 al mother y de alimentación al display del gabinete. Medición de tensiones en P8 y P9 y ATX de 20 pines.
Medición de fuente AT y ATX con y sin carga. Conexión de fuentes AT y ATX al gabinete.
Conexión de distintos dispositivos a la fuente de alimentación.
Generar en ambos un informe y/o reporte que el instructor controlará.
Fuente de Alimentación
La fuente de alimentación de una PC realiza dos funciones principales: 1- Rectificar la corriente alterna a corriente continua.
2- Generar los voltajes de corriente continua necesarios para proveer de tensión a los componentes que integran la PC para permitir su funcionamiento.
En la actualidad encontramos 2 tipos de fuentes de alimentación las AT y las ATX. Desde el punto de vista técnico no hay diferencias entre estas fuentes en lo que se refiere a su principio de funcionamiento, solo una variación en cuanto al tamaño y algunas características mejoradas en las ATX.
Fuentes AT
Las fuentes que trabajan bajo el estándar AT, son las mas antiguas, en la actualidad están quedando obsoletas.
Las fuentes AT entregan 4 niveles de voltajes diferentes (dos voltajes positivos, dos negativos) y masa, ellos son: +12V, –12V, +5V y –5V, los voltajes negativos son para modular la transferencia de tensión.
Los 12V (cable amarillo) se utilizan para alimentar la parte motriz dentro de la PC. Ej: Motor de Disqueteras, motor de Discos Rígidos, motor de CD-ROM.
Los 5V (cable rojo) se utilizan para alimentar circuitos dentro de la PC. Ej. Placas controladoras de Discos, placas de expansión, etc.
Las fuentes presentan una estructura que pasaremos a analizar.
En la parte trasera de la fuente encontramos:
La entrada de tensión: Aquí se conecta el cable que provee tensión alterna a la
fuente.
La salida auxiliar: Se la utiliza para proveer tensión a las monitores que emplean
este tipo de conexión.(Dependiendo del fabricante de la fuente esta salida no se encuentra)
Ventilador: Este ventilador es el encargado de extraer aire caliente desde el interior
de la fuente como de la PC, esto suceda gracias a que la parte interior de la fuente es ventilada.
Llave selectora: Esta permite seleccionar entre 220V y 110V (tener en cuenta que la
red eléctrica en la Argentina provee 220V, dependiendo del fabricante de las fuente esta llave esta anulada para evitar accidentes)
En la parte delantera de la fuente encontramos una serie de cables que se clasifican de la siguiente forma:
Cables con los conectores P8 y P9: Estos son los cables encargados de entregar la tensión al motherboard.
Cables con conectores para dispositivos: Estos cables se encargaran de alimentar a los diferentes dispositivos dentro de la PC.
Los conectores de los cables se identifican fácilmente entre ellos, el P8 y P9 son conectores tipo Molex y presentan 6 cables c/u.
Los conectores para dispositivos poseen 4 cables cada uno.
Cable para la conexión de la llave de encendido: Este es una cable de color negro que en su interior puede contener 2 o 4 cables y se utilizan para la conexión de la llave de encendido de la PC.
Importante: Estos cables poseen una tensión de 220V
Pasos a seguir para conectar una fuente AT
Estos pasos se realizarán con la fuente desconectada (de la línea de 220 v).
1- Conexión de la llave de encendido
Como primera medida tomaremos el cable negro que sale del frente de la fuente y separaremos sus cables internos de la siguiente manera:
El cable Marrón (vivo) y el Azul (vivo), que son los que proveen los 220V.
El cable Negro (neutro) y el Blanco (neutro), son los que permiten el retorno de la tensión desde la llave de la fuente.
Nota: En algunas fuentes de alimentación los cables que entregan los 220v son el Blanco y el Negro, para mayor seguridad, se deberá medir dichos cables.
Hay que tener especial cuidado de no conectarlos juntos, sino que habrá que conectar uno que traiga tensión y uno que permita el retorno, caso contrario se producirá un cortocircuito.
La llave de enc/apagado, tiene cuatro conexiones divididas por un tabique el cual separa sus dos faces, en el caso de ser bipolar.
Si la llave no tiene tabique y cuenta con tan solo dos conexiones, entonces se trata de una llave unipolar.
Llave bipolar: Habrá que conectar un cable con tensión (vivo) y uno de retorno
(neutro) de cada una de sus faces, la llave posee dos faces y cada face posee dos contactos.
Llave unipolar: En el caso de tener un cable con cuatro conductores y siendo una
llave unipolar solo posee dos contactos, para conectarla, procederemos a conectar por ejemplo el cable azul (vivo) y el cable blanco (neutro) en los contactos que posee la llave, y para que la fuente arranque cuando se acciona la llave, se deberá hacer un puente uniendo los dos cables restantes. (cable marrón y cable negro)
La imagen de la llave bipolar muestra, al cable azul y al blanco conectados en una sus faces y al cable marrón y al negro en la otra face que posee la llave.
Llave bipolar presente en las PC´s más viejas
2- Conexión de P8 y P9
Para conectar P8 y P9 debemos buscar sobre el motherboard una clavija con 12 pines en línea sobre una base blanca, este será el lugar donde los colocaremos.
Hay que poner especial atención a la forma en que estos se conectarán ya que los cables negros de estos conectores deben estar hacia el centro (o sea, enfrentados en el centro de la clavija de conexión) y no hacia fuera , ya que si se los conecta de manera incorrecta, se podría quemar el motherboard.
Conectores de alimentación P8 y P9 para el Motherboard
3- Conexión de cables de alimentación de dispositivos
Estos no presentan mayor inconveniente ya que tienen solo una posición correcta de conexión con el dispositivo.
Es normal que de estos conectores se desprenda otro de menor tamaño, pero también con 4 cables, que se utiliza para alimentar la disquetera.
Cable encargado se suministrar tensión a los periféricos internos
Fuentes ATX
Las fuentes que trabajan bajo la norma ATX, son las que se utilizan actualmente, estas poseen varias mejoras en cuanto a su funcionamiento.
Estas fuentes trabajan con encendido y apagado por Software, tienen un menor tamaño con respecto a las AT, incorporan una doble parrilla de ventilación en la parte interna y comúnmente ya no traen la salida de tensión auxiliar donde suelen conectarse algunos monitores.
Las fuentes ATX entregan 5 niveles de voltajes (tres niveles positivos, dos negativos) y masa a diferencia de las AT que poseen 4 niveles de voltajes (dos positivos, dos negativos) y masa.
Los voltajes entregados por una fuente ATX son: +12V, -12V, +5V, -5V y +3,3V Los 12V (cable amarillo) se utilizan para alimentar motores dentro de la PC. Ej. Motor de Disqueteras, motor de Discos Rígidos, motor de CD-ROM. Los 5V (cable rojo) se utilizan para alimentar circuitos dentro de la PC. Ej. Lógicas de Discos, placas de expansión, etc.
Los 3,3V se incorporan debido a que las características de diseño de las nuevas PC, hacen que sus componentes consuman menos tensión que antes, Ej. (Microprocesador, memorias, etc.), si no se hubiera incorporado este nuevo voltaje tendríamos que colocar mayor cantidad de reguladores de tensión para bajar los 5V en los motherboard, algo impensado si tenemos en cuenta que los motherboard cada vez son más pequeños.
Estas presentan una estructura que pasaremos a analizar.
La entrada de tensión: Aquí se conecta el cable que provee tensión alterna a la fuente.
Ventilador: Este ventilador es el encargado de extraer aire caliente desde el interior
de la fuente como de la PC, esto gracias a que la fuente posee una doble parrilla en la parte interior.
Llave selectora: Esta permite seleccionar entre 220V y 110V (tener en cuenta que la
red eléctrica en la Argentina provee 220V)
Switch de tensión principal: Este switch se lo utiliza como interruptor principal del
sistema, deja o no pasar tensión en la fuente, esto es porque las fuentes ATX trabajan con encendido por software. Esta característica tan particular requiere que la fuente siempre este encendida para poder ejecutar el encendido electrónico.
Conectores de la parte trasera de la fuente
En la parte delantera de la fuente encontramos una serie de cables que se clasifican de la siguiente forma:
Cable de conexión al motherboard: Este es un conjunto de cables que terminan en una ficha que posee 20 conectores.
Cables con conectores para dispositivos: Estos cables se encargaran de alimentar a los diferentes dispositivos dentro de la PC.
Pasos a seguir para conectar una fuente ATX
Estos pasos se realizarán con la fuente desconectada (de la línea de 220 v).
1- Conexión del conector de 20 pines: Este conector se colocara en otro conector
de 20 pines pero tipo hembra que se encuentra sobre la superficie del motherboard y soldado al mismo. Estos conectores solo ensamblan en una sola posición, para evitar el mal conexionado y el posterior problema que esto traería Ej. Motherboard quemado.
2- Conexión de cables de alimentación de dispositivos
Estos no presentan mayor inconveniente ya que tienen solo una posición correcta de conexión con el dispositivo.
Es normal que de estos conectores se desprenda otro de menor tamaño, pero también de 4 cables, que se utiliza para alimentar la disquetera.
Cable de suministro de tensión para los periféricos internos
Observación: Para poner en funcionamiento una fuente de alimentación del tipo ATX sin estar conectado a la placa madre de deberá realizar un puente uniendo el cable verde (power on) con cualquier cable de masa (negro).
Puenteo para encender una fuente atx
Tensión Power Good (PG)
La tensión power good se encuentra presente tanto en las fuentes del tipo AT (cable naranja) como en las ATX (cable gris), esta señal se encarga de verificar el correcto funcionamiento de los componentes internos de una fuente de alimentación, permitiendo así el inicio normal de la PC. Si la tensión PG fuese menor a +5V o no estuviere presente, la PC no iniciará al encenderla.
Esto es realmente útil ya que si bajara la tensión y la fuente se sometiera a un esfuerzo mayor o se sobrecaliente, la señal PG disminuirá obligando a reiniciar o apagar el sistema.
Tema: Estructura Interna de la Fuente de Alimentación Estructura Interna de la Fuente de Alimentación
Para poder analizar el funcionamiento interno de la fuente de alimentación, de una PC, debemos conocer algunos conceptos.
Como hemos leído hasta aquí, la función primordial de la fuente de alimentación es transformar la corriente alterna (red domiciliaria) en tensión continua, pero este proceso no es simple por lo que si queremos entenderlo primero debemos analizar los componentes que intervienen en este proceso.
Es importante también que comprendamos que el funcionamiento de la fuente de alimentación se divide en etapas, más precisamente en: etapa primaria y etapa secundaria. Por esta razón comenzaremos nuestro análisis por los principales
componentes, los clasificaremos y luego veremos en que etapa de funcionamiento intervienen.
Componentes Electrónicos
Los componentes electrónicos se dividen según la manera en que trabajan: los hay Pasivos y Activos.
Componentes Pasivos
Los componentes pasivos pueden definirse como aquellos que no producen ninguna ganancia dentro de un circuito eléctrico pero si consumen tensión.
Dentro de los componentes pasivos encontramos: resistencias y condensadores.
Resistencias Encapsuladas
Las resistencias son componentes eléctricos que tienen por finalidad oponerse en mayor o menor medida al paso de corriente a través de ellas.
Las resistencias poseen tres características importantes:
- El valor nominal: Este es el valor de la resistencia, puede estar representado sobre la resistencia por una serie de códigos o mas comúnmente por un código de colores.
- Tolerancia: Este valor indica cual es el error máximo en su proceso de fabricación.
- Potencia Máxima: Indica la cantidad máxima de potencia que podrá disipar la resistencia sin quemarse.
Tipos de Resistencias
Existen tres tipos de resistencias, las lineales, no lineales y las variables, de las cuales solo estudiaremos las lineales y las variables.
- Resistencia Lineal: Las resistencias lineales provienen de fábrica con un valor nominal preestablecido.
- Resistencia Variable: Las resistencia variables, tienen la capacidad de variar el valor de resistencia, siempre entre límites preestablecidos, mediante la acción de una llave giratoria o desplazable.
Código de Colores
El código de colores de una resistencia esta compuesto por una serie de bandas que se colocan sobre la superficie de la misma, pudiendo ser 4, 5 o 6 bandas. Estas según su posición y color determinan el valor nominal de una resistencia y su tolerancia.
Condensadores
Los condensadores son componentes que poseen la capacidad de almacenar energía electroestática.
Los condensadores se dividen en dos tipos: fijos y variables, pero solo mencionaremos los fijos.
Condensadores Fijos
El valor nominal de estos componentes no se puede variar, ya que viene
preestablecido desde su fabricación, también existen dentro de esta clasificación condensadores que se pueden diferenciar según su conformación: los hay electrolíticos y cerámicos entre otros, pero por una aplicación práctica solo mencionamos estos. Los condensadores utilizan una unidad de medida denominada Faradios, pero es común la utilización de submúltiplos de este como ser: microfaradios (µF), nanofaradios (nF) y picofaradios (pF)
- Condensadores electrolíticos: Los condensadores electrolíticos, están constituidos
por un conductor iónico o un químico electrolítico lo que les permite poseer una gran capacidad de almacenamiento respecto de su tamaño, estos condensadores poseen polaridad. Siempre indican su valor en µF.
- Condensadores cerámicos: Los condensadores cerámicos, están constituidos por
un conductor cerámico comúnmente fabricado en base a un compuesto denominado dióxido de titanio, estos condensadores no poseen polaridad. Estos indican su valor en pF.
Componentes Activos
Los componentes activos, a diferencia de los pasivos, producen una ganancia en el circuito eléctrico y además consumen tensión.
Dentro de los componentes activos encontramos: el diodo y el transistor.
El diodo
El diodo es un componente eléctrico que conduce corriente en un solo sentido, debido a esto cuando le aplicamos corriente alterna y esta se encuentra en la función positiva de la señal, el diodo la deja pasar (se abre) pero cuando cambia a la función negativa de la señal, el diodo no la deja pasar (se cierra) y la convierte tensión en continua. Esta es la razón por la cual se dice que el diodo rectifica una señal.
El diodo esta compuesto por un cátodo y un ánodo, el cátodo se encuentra identificado por una banda sobre el extremo del encapsulado.
El transistor
El transistor es un componente eléctrico semiconductor el cual esta compuesto por tres electrodos o “patas” que se denominan: emisor, colector y base.
Las funciones mas destacadas de estos componentes son: amplificador y/o rectificador de señales con la característica de un bajo consumo. Los transistores están
compuestos por tres capas que pueden ser “P” (polaridad) o “N” (neutro), de esta manera si estamos ante un transistor con 2 capas P y 1 capa N se lo denomina PNP y si estamos ante un transistor que posee 1 capa P y 2 capas N hablamos de un
transistor NPN.
Cada uno de los electrodos (“patitas”) que componen el transistor tiene una denominación:
- Emisor: es el que emite la señal eléctrica.
- Base: es el que controla el flujo de la señal eléctrica.
- Colector: es el que capta la señal eléctrica emitida por el emisor.
Etapas de una fuente de alimentación Etapa Primaria
La etapa primaria es aquella donde encontramos la entrada de corriente alterna proveniente de la red eléctrica domiciliaria, junto con los diodos rectificadores otros componentes como resistencias, transistores y el fusible interno.
Etapa Secundaria
La etapa secundaria contiene lo elementos que rectifican la corriente para alcanzar los voltajes requeridos por los circuitos. Esta etapa es fácilmente distinguible porque de ella salen la gran masa de cables que alimentan los distintos dispositivos.
Medición de los componentes internos de una fuente de alimentación
Es importante a la hora de realizar una medición, el seleccionar la unidad correcta de medición y el valor a medir. Aunque para verificar la integridad de los componentes generalmente basta con utilizar la unidad de continuidad mencionaremos las unidades de medición correctas para cada componente.
También es importante mencionar que para medir un componente electrónico es recomendable desoldarlo del circuito eléctrico y medirlo individualmente, de esta manera evitaremos obtener una posible medición errónea.
- Medición de resistencias: Antes de conectar la resistencia debemos asegurarnos de que no hay tensión actuando en la misma
Seleccionamos función (ohmios) y actuamos sobre la escala hasta obtener el valor de esta (la opción AC/DC no se utiliza y no influye en las medidas).
- Medición de condensadores: Como función se suele seleccionar la opción de OHMIOS, y en modo AC.
descargarse mediante la realización de un puente entre sus contactos). Cuando se trate de un condensador electrolítico tendremos que respetar la polaridad.
- Verificación de diodos: Seleccionamos función de diodo semiconductor y aplicamos los terminales respetando la polaridad. Obtendremos la tensión de diodo.
Si el diodo está en corte suele aparecer en pantalla "0.0" y si está abierto "1.". Nunca se debe medir en circuitos que estén funcionando.
- Medición de transistores: Con esta opción medimos la ganancia de corriente del transistor. Seleccionamos la función (Hfe) (solo si existe, no todos los multímetros la poseen), sacamos el transistor del circuito y lo insertamos en los orificios respetando su tipo (NPN o PNP) y los terminales (base, emisor y colector).
Si un transistor NPN se inserta en el orificio de PNP (o viceversa) aparecerá una lectura nula, de forma que conseguimos identificar el tipo de transistor.
Si las patillas no están insertadas correctamente (base, emisor y colector) el valor que obtenemos se acerca a cero.
Fuentes ATX con conectores especiales de 12V
Las nuevas líneas de microprocesadores Pentium 4 y Athlon XP, no solo requieren una mayor potencia, sino un tipo especial de fuente denominado ATX12V. Esta incorpora una línea exclusiva de 12V, la cual le provee corriente extra al microprocesador. Es fácilmente identificable ya que posee un conector adicional de 4 contactos que acompaña a los conectores molex tradicionales.
Este se conecta sobre el motherboard cerca de los reguladores de voltaje, lo que aumenta la eficacia en la transmisión y coerción de energía. El colocar un
microprocesador con las características antes mencionadas sin una fuente de este tipo puede causar problemas en la estabilidad del equipo.
Determinar que tipo de fuente de alimentación utilizar
Este es tal vez uno de los aspectos mas importantes a la hora de armar una PC, ya que una fuente que no soporte la carga de trabajo (WATTS) de los dispositivos de
hardware instalados producirá comportamientos instables del equipo como ser frecuentes reseteos o mal funcionamiento de los dispositivos.
Por esta razón es importante conocer cual será el trabajo que deberá soportar la fuente de alimentación, esto es posible si sacamos un promedio del consumo en watts de cada uno de los dispositivos, sumamos todos estos valores y al resultado le
