Ремонт цепи термодатчиков Antminer S21 Hydro:
Полное инженерное руководство
Контроль температуры в гидро-майнерах серии Antminer S21 Hydro (архитектура на чипах BM1368, 18
доменов) радикально отличается от воздушных версий. На хэш-платах этого поколения Bitmain отказался от
распределенной сетки зональных датчиков. Вся логика безопасности опирается на две прецизионные точки
контроля теплоносителя, отказ которых блокирует запуск устройства или приводит к физическому выгоранию
платы.
1. Топология и схема размещения компонентов
Вся температурная телеметрия хэш-платы S21 Hydro сведена к двум цифровым микросхемам датчиков в
корпусах SOP-8/MSOP-8, работающих по общей шине I2C:
• U4 — Сенсор входного потока жидкости (Inlet Temperature Sensor).
• U5 — Сенсор выходного потока жидкости (Outlet Temperature Sensor).
[ Интерфейсный разъем шлейфа J1 (к Контрольной Плате) ]
│ │
├─── Линия 3.3V ────┼───────────────────────┐
├─── Шина I2C_SDA ──┼───────────┐ │
└─── Шина I2C_SCL ──┼─────┐ │ │
▼ ▼ ▼ ▼
┌────────────────────────────────┐
│ ЗОНА ВХОДА ВОДЫ (Inlet) │
│ [U4: TMP75] <- R_pullup (I2C) │
└────────────────────────────────┘
│
[ Контур водоблока: чипы ]
│
┌────────────────────────────────┐
│ ЗОНА ВЫХОДА ВОДЫ (Outlet) │
│ [U5: TMP75] │
└────────────────────────────────┘
2. Принципиальная электрическая схема узла датчиков
Оба датчика используют микросхемы TMP75 (или специализированные аналоги LM75A). Они делят общую
шину I2C, но имеют разные аппаратные адреса, задаваемые полярностью выводов A0, A1, A2.
Микросхема U4 (Inlet) Микросхема U5 (Outlet)
TMP75 / LM75 TMP75 / LM75
┌────────────┐ ┌────────────┐
I2C_SDA ────┤1 SDA VCC 8├──── 3.3V SDA ──┤1 SDA VCC 8├──── 3.3V
I2C_SCL ────┤2 SCL A0 7├──── GND SCL ─┤2 SCL A0 7├──── 3.3V (H)
ALERT ───┤3 OS A1 6├──── GND ALERT ──┤3 OS A1 6├──── GND
GND ────┤4 GND A2 5├──── GND GND ──┤4 GND A2 5├──── GND
└────────────┘ └────────────┘
3.3V ───┬──────────────┬───────────────┬───────────────────────────────┐
│ │ │ │
[R1] [R2] [C1] [C2]
10 kΩ 10 kΩ 0.1 μF 0.1 μF
│ │ │ │
│ (Подтяжка) │ (Подтяжка) ▼ ▼
SDA ─────┴──────────────┼──────────> К выводу 8 (U4) К выводу 8 (U5)
SCL ────────────────────┴──────────> (Фильтр питания) (Фильтр питания)
• Резисторы R1, R2 (10 кОм, типоразмер 0402): Обеспечивают жесткую подтяжку (pull-up) линий SDA и SCL к
шине питания 3.3V.
• Конденсаторы C1, C2 (0.1 мкФ): Блокировочные емкости по питания VCC датчиков.
3. Принципиальная схема сопряжения с разъемом J1
ГЛАВНЫЙ ИНТЕРФЕЙСНЫЙ РАЗЪЕМ J1 ЦЕПЬ ДАТЧИКОВ U4 / U5
┌──────────────────────────────┐ ┌────────────────────────────┐
│ │ │ │
│ [ Pin 11: +3.3V_ALW ]───────┼─────────────────────────┼─► VCC (Pin 8) микросхем │
│ │ │ │
│ │ [R10] 33 Ом (0402) │ │
│ [ Pin 13: I2C_SCL_CONN ]────┼────[═══]────────────────┴─► SCL (Pin 2) к U4 и U5 │
│ │ │ │ (Шина тактования) │
│ │ ┌─┴─┐ │ │
│ │ │ESD│ D1 │ │
│ │ └─┬─┘ │ │
│ │ │ │ │
│ │ [R11] 33 Ом (0402) │ │
│ [ Pin 14: I2C_SDA_CONN ]────┼────[═══]────────────────┴─► SDA (Pin 1) к U4 и U5 │
│ │ │ │ (Шина данных) │
│ │ ┌─┴─┐ │ │
│ │ │ESD│ D2 │ │
│ │ └─┬─┘ │ │
│ │ │ │ │
│ [ Pin 15: GND ]─────────────┼────────────┴────────────┴─► Земля (GND) │
└──────────────────────────────┘ ▼
GND
4. Карта эталонных значений для мультиметра
Таблица 1. Режим «Диодной прозвонки» (Diode Test) (Красный щуп на GND, черный на точку)
Контрольная точка Эталон (мВ) Значение отклонения
Разъем J1 — Pin 13
(SCL_CONN)
460 – 510 0...100 мВ: Пробит диод D1. OL: Обрыв дорожки.
Разъем J1 — Pin 14
(SDA_CONN)
460 – 510 0...100 мВ: Пробит диод D2.
Разъем J1 — Pin 11
(+3.3V_ALW)
380 – 430 Ниже 200 мВ: КЗ в цепи питания датчиков или LDO.
Микросхема U4/U5 — Вывод 1
(SDA)
480 – 530 OL: Сгорел резистор R11 (33 Ом). 0 мВ: Пробой чипа.
Микросхема U4/U5 — Вывод 2
(SCL)
480 – 530 OL: Сгорел резистор R10 (33 Ом).
Микросхема U4/U5 — Вывод 8
(VCC)
380 – 430 Должно строго совпадать с показаниями Pin 11 на J1.
Таблица 2. Режим измерения «Сопротивления» (Ohm)
Точка замера 1 Точка замера 2 Эталон Назначение узла
Pin 11 разъема J1 (+3.3V) GND (Земля) 2.2 – 3.1 кОм Общее сопротивление цепи питания.
Pin 1 (SDA) на U4/U5 GND (Земля) 12 – 15 кОм Сопротивление линии данных.
Pin 2 (SCL) на U4/U5 GND (Земля) 12 – 15 кОм Сопротивление линии тактования.
Pin 13 разъема J1 Pin 2 чипа U4/U5 33 Ом (±2) Проверка защитного резистора R10.
Pin 14 разъема J1 Pin 1 чипа U4/U5 33 Ом (±2) Проверка защитного резистора R11.
Pin 8 чипа U4/U5 (VCC) Pin 1 / Pin 2 10 кОм (±5%) Проверка подтяжки R1 и R2.
5. Анализ логов и каскадная уязвимость чипов
При выходе датчиков из строя лог сообщает о Sensor NG (sensor=0) или read temp sensor error. Важно
понимать физику каскадного выгорания компонентов: при перегреве или отсутствии протока воды чипы
TMP75 выгорают первыми, закорачивая линию питания 3.3V. Это мгновенно пробивает стоящие рядом LDO
первого домена (1.2V и 0.8V), увлекая за собой основные ASIC-чипы BM1 и BM2. Поэтому при симптоме '0
чипов' диагностика температурного узла строго обязательна.
6. Пошаговый алгоритм экспресс-ремонта
1. В режиме диодной прозвонки проверьте Pin 13 и 14 разъема J1. Если зафиксировано 0 мВ — сдуйте
ESD-диоды D1/D2.
2. Измерьте сопротивление демпферных резисторов R10/R11 (должно быть 33 Ом).
3. Замерьте сопротивление между ногами 4 (GND) и 8 (VCC) микросхем U4/U5. Значение ниже 100 Ом
означает смерть датчика.
4. При замене используйте только оригинальные чипы TMP75. Использование аналогов S75 от воздушных
версий запрещено.
5. Финальный тест платы (PT1 и PT3) проводить строго при подключенном водяном контуре (проток 3–3.5
л/мин). Запуск 'на сухую' даже на 3 секунды гарантированно сожжет новые компоненты!