Circuitos, necromancia y soldadura: Escuela de reparación de placas, parte 1

Hay un momento, durante una reparación complicada o un proyecto de bricolaje que va incluso medio bien, en el que sientes que puedes ver más del mundo. Puedes ver cómo encajan las cosas, cómo funciona un sistema, a un nivel que la mayoría de la gente desconoce. Es un estímulo y te hace sonreír. Tal vez incluso te ahorre dinero algún día.

El mes pasado tuve uno de esos raros momentos, mirando a través de un microscopio un microchip más pequeño que una escama de sal marina. Al calentarlo con aire a 385ºC desde la boquilla de mi mano izquierda, el chip se desplazó de repente, asentándose sobre 64 bolas microscópicas de soldadura recién fundida. Levanté la punta de las pinzas de mi otra mano para separarla de la superficie. Con eso, había sustituido el chip que regula la carga en un iPhone 6. Un par de minutos después, conecté la placa recién reparada a una pantalla, una batería y un puerto de carga. Funcionó.

Reemplazar el chip Tristar de una placa del iPhone no fue lo más difícil que hice en la clase de microsoldadura y reparación de placas que impartió Jessa Jones durante una semana. Pero arreglar esa placa del iPhone lo hizo todo: no era algo que sólo pudieran hacer las empresas gigantescas. Yo lo podía hacer también.

La placa lógica del interior de un smartphone (o de una tableta, o de un portátil, o de cualquier aparato) es una red de canales eléctricos que fluyen. Cuando la electricidad no puede ir a donde tiene que ir, puedes averiguar dónde está bloqueada y hacer que vuelva a fluir. Podemos arreglar estas cosas -incluso yo puedo arreglar estas cosas, un escritor cuya última formación real en electricidad fue la Olimpiada de la Ciencia en séptimo grado. No todos los teléfonos se pueden arreglar, ni el esfuerzo o el tiempo merecen la pena para todos. Pero se podrían arreglar muchas más cosas de las que estamos arreglando ahora.

Esto no es algo que sólo puedan hacer las empresas gigantescas. Yo también lo puedo hacer.

Lo que sigue es la primera parte de un diario en tres partes de mi semana en la “escuela de la placa”. No será estrictamente cronológico, porque hay tanto repetición como retroceso en el aprendizaje. Este post detallará las principales lecciones que aprendí sobre cómo fallan los teléfonos a nivel interno, y cómo diagnosticarlos. La semana que viene me sumergiré en el trabajo de reparar todos esos fallos, y después, en el negocio y la política de la microsoldadura y la reparación de placa

Piensa como un médico, no como un ingeniero

Es casi seguro que hay más placas de circuitos en el interior del iPad Rehab que personas en el pueblo donde funciona. Honeoye Falls está a 20 minutos en coche de Rochester, al norte del estado de Nueva York. El pueblo tiene 2.800 habitantes, cinco carreteras principales y una farmacia. Para mí es un viaje monótono y gris de una hora y media por la Thruway desde Búfalo, a través de los árboles sin hojas de principios de febrero.

La mayoría de las otras ocho personas que participan en el curso de esta semana han volado desde Georgia, Wisconsin, Pensilvania y Carolina del Norte, salvo una de Rochester. Tres de ellos ya realizan trabajos a nivel de piezas, sustituyendo pantallas, baterías y similares, y quieren ofrecer reparaciones más profundas y recuperación de datos. Otros tres proceden del ejército, donde recuperan pruebas de teléfonos implicados en casos criminales. Los otros dos estudiantes no tienen previsto dedicarse a la microsoldadura a tiempo completo, sino que podrían convertirla en una actividad secundaria. Y luego estoy yo, el escritor que, tras conocer la experiencia de los demás, se pregunta si finalmente se ha apuntado a una historia que demuestra que está muy por encima de sus posibilidades.

Se nos pidió que trajéramos dispositivos rotos. La mayoría traía teléfonos que parecían no arrancar en absoluto. Algunos tenían teléfonos que arrancaban pero no mostraban una imagen, ni respondían al tacto, ni tenían audio, lo que se conoce como casos de “arranque pero” en la tienda. Yo, tenía el Pixel 2 de un amigo cuya pantalla aparentemente maté durante un intercambio de batería, y un MacBook Air de 2012 que intermitentemente emite tres pitidos en lugar de arrancar.

Probablemente salvaremos la mayoría de estos dispositivos, si no todos, nos dice Jessa. Vamos a entrenarnos para pensar como médicos en lugar de ingenieros. Los cerebros de los ingenieros hacen las mismas pruebas en todo, probando y comparando cada circuito en la placa. Los cerebros de los médicos reúnen todo el historial relevante posible, detectan y separan los síntomas y conocen las enfermedades más probables y las excepciones más raras. Sobre todo, un médico se entromete sólo lo necesario para que el paciente se recupere.

Jessa Jones es una figura muy conocida en los círculos de reparación de placas y recuperación de datos. Si ella o su personal de rehabilitación de iPad no pueden conseguir que un teléfono vuelva a arrancar, no ganan dinero. A no ser que la placa esté físicamente rota o agujereada, o que la CPU o el almacenamiento estén seriamente dañados, ella probablemente pueda conseguir que un dispositivo vuelva a la pantalla del código de acceso. Algunos dispositivos están tan dañados que puede que no sean fiables para el uso diario de nuevo, pero el número de personas que pueden recuperar las fotos de su bebé, los documentos de negocios o los mensajes de texto de sus seres queridos fallecidos es mucho mayor de lo que crees.

Sin embargo, hay un problema que no tiene solución: el bloqueo de la activación de iCloud. Nuestra clase recupera un iPhone SE completamente muerto después de una caída en el lago, y arranca un iPad Mini utilizando dos fuentes de alimentación. Pero el bloqueo de activación de iCloud es una maldición irrompible si no se conoce al propietario anterior, y nada en la bolsa de mil trucos de Jessa puede evitarlo. Darse cuenta de ello es un extraño momento de sobriedad en una semana llena de expectativas desafiantes.

Comenzamos nuestra formación con la primera regla de la reparación de placas: ningún dispositivo tiene un problema de placa hasta que se haya demostrado que todas las demás piezas funcionan. Las tiendas tienen piezas “buenas conocidas” para todos los teléfonos que pueden. Antes de arrancar la placa o calentar el soldador, se conecta una pantalla, un puerto de carga y una batería en buen estado, y luego se ve lo que funciona. Jessa nos dio a cada uno de nosotros una placa lógica suelta del iPhone 6 para probarla de esta manera. Al ver cómo la parte más cara de un iPhone se agita en un contenedor de plástico o se deja caer sobre las mesas, al ver a los estudiantes encender y apagar las pantallas y las baterías con los dedos, estoy convencido de que mi cara delata mis credenciales de iFixit cuidadoso y paso a paso.

Superé mi preciosa visión del silicio al segundo día, ayudado por un momento de enseñanza. Le pregunté a Jessa, sosteniendo una placa suelta en la mano mientras controlaba su consumo de voltaje, si alguna vez debíamos preocuparnos por, ya sabes, las descargas, o el cortocircuito accidental de algo, o los aceites en las manos.

Jessa giró su silla y levantó el tablero aún conectado a la altura de los ojos. “¿Ves este puerto de carga?” Lo lamió. “Son sólo unos pocos voltios, Kevin. ¿Llevas zapatos con suela? ¿Te pones de pie en una bañera con agua mientras trabajas? Está bien”.

La parte práctica de nuestro viaje de reparación comienza con el aprendizaje de cómo leer una placa con nuestros ojos. Si nos fijamos bien, veremos los cables, los puertos y sus clavijas, las vías que se conectan al metal de la placa (tierra) y las “vías”, los cables que se conectan a las almohadillas situadas debajo de cada chip. Y lo que es más importante, conoceremos los distintos tipos de soldadura: la que utilizan las fábricas sin plomo, la estándar de plomo/estaño que usa la mayoría de la gente y la de alta gama de bismuto/estaño.

“¿Ves este puerto de carga?” Ella lo lamió. “Son sólo unos pocos voltios, Kevin”.

Esto introduce una de las muchas paradojas de la electrónica responsable. Los fabricantes abandonaron en gran medida las soldaduras de plomo a mediados de la década de 2000. A la escala a la que producen los dispositivos, el hecho de no utilizar plomo supone una gran diferencia para nuestro planeta. Sin embargo, la soldadura sin plomo es más frágil. El uso de soldaduras de plomo/estaño de calidad para el consumidor realmente mejora la resistencia de las conexiones en una placa. Y se utiliza muy, muy poco; Jessa ha estado trabajando con la misma bobina usada que compró en eBay durante toda su carrera. “Las empresas hacen su impacto medioambiental al no utilizar plomo. Nosotros hacemos el nuestro haciendo que los dispositivos duren lo máximo posible”, nos dijo.

Las placas, los cables y las soldaduras son los precursores del aprendizaje de los elementos de funcionamiento de la placa que conectan. En el segundo día, aprendemos sobre condensadores, resistencias, transistores, filtros, reactancias, diodos, convertidores buck y boost, mosfets y bobinas. Utilizando un multímetro, sobre todo en modo diodo, con la sonda roja en tierra, se pinchan los componentes y se buscan tres lecturas clave de fallo:

• Abierto (o “abierto roto”, como prefiere Jessa), cuando un componente falla y deja el circuito incompleto. El multímetro indica “OL” (“bucle abierto” o “sobrecarga”). El circuito no tiene continuidad, y tiene una resistencia casi infinita a la tierra.
• Cortocircuito, una conexión no intencionada, normalmente a tierra. El multímetro lee “0,0”, porque no hay resistencia entre la sonda a tierra y lo que está pinchando: ya va a tierra.
• Una lectura de resistencia enormemente diferente de las lecturas de resistencia típicas de su esquema o de los diagramas de crowdsourcing (más sobre estos en un momento).

Es mucho para absorber, pero hay buenas noticias: eso es básicamente toda la lectura requerida para Microsoldadura 101. La razón por la que tu teléfono se muere cuando se te cae, se dobla, se sumerge en el agua o se carga con energía inestable es porque uno de esos componentes de la placa está en cortocircuito, abierto, desconectado o dañado de alguna manera extraña.

Los sospechosos habituales

¿Cómo saber qué componente ha muerto en un teléfono aparentemente muerto, cuando hay cientos y cientos de esos pequeños bichos? Si tienes experiencia, es posible que tengas una buena idea antes de que la pantalla se desprenda.

Ciertos filtros finos tienden a quemarse cuando un técnico perezoso conecta una pantalla con la batería aún enchufada. El agua tiende a invadir los teléfonos en lugares conocidos, como cerca de la ranura de la tarjeta SIM en el iPhone X “resistente al agua”. Los iPhone 6 y 7 se doblan más que otros, lo que hace que las diminutas conexiones de las bolas de soldadura debajo de los chips se agrieten o se suelten, lo que provoca la “enfermedad del tacto” en el iPhone 6/Plus y frecuentes problemas con el circuito integrado de audio en el iPhone 7/Plus. Siempre que haya habido intentos de reparación o intercambios de piezas anteriores, por un técnico o por un bricolaje, se comprueba si hay “daños por tornillos largos”. En un taller de reparación de placas, estos problemas esotéricos son tan comunes como una garganta rasposa en una clínica de atención de emergencia.

¿Qué pasa si no reconoces el problema por los síntomas? Realiza algunas pruebas y examina la placa. Una prueba fácil es conectar un cable conectado a un amperímetro USB en el teléfono y observar cómo arranca. Sólo con ver que el amperaje asciende, hace un bucle o se queda atascado en un nivel inusualmente bajo, puedes saber mucho sobre el estado del teléfono: arrancando, atascado en modo DFU, con “muerte cerebral” por daños en la CPU o en el almacenamiento, etc.

Ahora que conoces el estado general del teléfono, es el momento de sacar la placa y buscar el problema. Hay tres pruebas principales:

• Visual: Observa la placa con un microscopio. ¿Qué partes están corroídas, quemadas, tienen soldaduras agrietadas o sin brillo? ¿O faltan?
• Calor: Dale potencia a la placa durante un momento y observa qué componentes se calientan excepcionalmente más rápido que su entorno.
• Fuerza bruta: Prueba cada componente a través de cada circuito relacionado, eliminándolos físicamente a medida que avanza, si es necesario

Te estarás preguntando: “¿Cómo puedes ver qué componentes se calientan?”. Gracias por preguntar, porque la respuesta es increíble. Utilizando una cámara térmica montada en un teléfono, se puede ver cómo un componente blanco y caliente destaca en una placa que todavía es azul recién arrancada. Un enfoque más barato es golpear con spray de congelación y luego ver qué componente corto/caliente derrite visiblemente su recubrimiento antes que todo lo que le rodea. Más barato aún, pero probablemente desaconsejable: sostener la placa contra la cara, como hacía a veces Jessa cuando empezaba.

A estas alturas, puede que sepas qué bit de la placa está actuando, pero no qué hace ese bit, o qué más hay en el mismo circuito. Ni siquiera Jessa sabe cada condensador de memoria. Es entonces cuando se recurre a los gigantescos PDFs que no se supone que tengas, y a algún software chino poco fiable.

Esquemas y software que se cayeron del camión

Los esquemas son un diagrama de cada componente de la placa y de las líneas eléctricas que pasan entre ellos. Los buenos esquemas son archivos PDF que permiten realizar búsquedas de texto, por lo que puedes seguir, por ejemplo, una línea USB_VBUS_DETECT que crees que está actuando desde la batería hasta el chip controlador USB, con una parada en una resistencia en el camino. Parece complicado, pero el trabajo consiste principalmente en búsquedas con Control/Comando+F y en la interpretación de esquemas de nomenclatura.

Algunas empresas, como Samsung, te venderán esquemas. Apple no vende ni ofrece esquemas fuera de su cadena de producción. Pero la gente los encuentra, y los talleres de reparación de placas dependen de ellos. Si un proyecto de ley sobre el derecho a la reparación se convirtiera en ley, las empresas tendrían que compartir los esquemas con los talleres de reparación que intenten arreglar sus dispositivos. Por el momento, son un área turbia en la que todos los técnicos de reparación deben desenvolverse.

Los esquemas pueden responder a tus preguntas sobre lo que es cada trocito, lo que hace, su resistencia y tensión normales, y mucho más. Pero trabajar con un esquema gigante en PDF puede ser frustrante. Hay que pasar de una página a otra para seguir un solo circuito, y los esquemas de nomenclatura no están optimizados para la comprensión de un profano.

Ahí es donde entra en juego el software de visualización de placas. Las aplicaciones de visualización de placas son una práctica capa de organización construida sobre los esquemas. Hacen que encontrar un componente y rastrear el circuito en el que se encuentra sea más parecido a jugar a SimCity que a encontrar un desagüe en un diagrama de alcantarillado. Desde una vista superior de la placa, puedes hacer clic o buscar por nombre el componente en el que sospechas que hay problemas, y todo lo demás conectado a ese componente se resalta.

Jessa, como la mayoría de los técnicos de placas, utiliza el ZXWTEAM, también conocido como Zillion x Work. El nombre es una propuesta seria de que su taller de reparación tendrá un zillón de veces más trabajo si lo usa. La aplicación no es fácil de usar y provoca avisos de antivirus en muchos ordenadores. Los servidores de autenticación están en China y es difícil comprarla en Estados Unidos (aunque Jessa vende licencias). No lo vendemos en iFixit porque nuestro abogado nos dijo que no lo hiciéramos. Pero es esencial para cualquiera que haga reparaciones de placas.

Lo que realmente aprendemos

A diferencia de la mayoría de los cursos universitarios, la escuela de reparación de placas de Jessa dejó claro por qué había que aprender la teoría y la ciencia detrás de la reparación de tableros antes de empezar a arrastrar una plancha caliente por el tablero. Prácticamente, te ahorra tiempo en averiguar cuál es la parte problemática, y te evita hacer un trabajo innecesario. Pero también reconfiguró mi comprensión de lo que significa un aparato “roto”. La mayoría de los aparatos de consumo que dejan de funcionar casi nunca están totalmente “rotos”. La electricidad no fluye y hay que sustituir, quitar o reconectar algo para que vuelva a fluir.

Puede que esto no suene revelador para cualquiera que haya pasado mucho tiempo investigando los dispositivos que utiliza para enviar emoji y consultar el tiempo. Pero para mí ha sido un viaje trascendental. Desde que los teléfonos inteligentes y las tabletas llegaron a mi vida, mi relación con ellos ha pasado por una evolución al estilo Galaxy-Brain:

• “La batería de este teléfono está muerta, es hora de comprar una nueva”
• “Tal vez una tienda pueda reemplazar la pantalla o la batería”
• “En realidad, puedo reemplazar la pantalla o la batería”
• “Vale, pero este teléfono ha dejado de arrancar de repente, así que ahora necesito uno nuevo”

La siguiente y última etapa, bueno, eso es lo que era esta clase: también se puede arreglar el cerebro de un teléfono. Porque los cerebros son sólo pequeños cables. Si tienes el equipo para mirar las cosas diminutas, puedes hacer los pequeños cambios necesarios. También tienes que preocuparte lo suficiente para hacerlo.

Uno de los casos que trajo un estudiante era un iPhone 6 que había pasado por un infierno. La luz de fondo estaba muerta, ningún altavoz funcionaba, el chip de audio IC parecía haber fallado, y algún otro chip simplemente había desaparecido. El teléfono ya había estado en Apple y de vuelta, y otros dos técnicos de reparación habían probado sus manos en él. Pero Jessa descubrió lo que todos los técnicos anteriores habían pasado por alto: una resistencia, justo al lado de la CPU, que estaba defectuosa.

Las resistencias son resistentes y rara vez fallan, pero cuando lo hacen, dejan una línea abierta. Sacando un repuesto de un tablero donante, Jessa lo conectó. Quitó la luz de fondo original de la pantalla, sostuvo la pantalla contra la luz de su microscopio, y luego la conectó.

Apareció el logotipo de Apple. Apareció la pantalla del código de acceso. La clase aplaudió. Escribí en mi cuaderno: “Ahora soy una conversa. Eso fue una legítima nigromancia”. Ya no me sentía como si estuviera en la cabeza, sino como si me hubiera unido a una sociedad secreta. 

[1]: Las fuentes de la exactitud de esta afirmación incluyen: la evaluación de la escritura de mi profesor de segundo grado; mi entrenador de lucha de octavo grado; cada editor que ha leído algo que tenía más de una hora para escribir; mi esposa, en relación con su solicitud de recoger “algo de fruta” en la tienda de comestibles. ↩

Este artículo fue escrito originalmente por Kevin Purdy y traducido por Mariana Roca.