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Alimentation 5V revue et "corrigée"

samedi 26 novembre 2016, par Eric P.

 Constat

Bien que parfaitement opérationnelle tant que youpi était propulsé par une Rapsberry 2, les choses se sont dégradées lorsqu’on est passé à la vitesse supérieure avec une Raspberry 3, en prévision de démonstrations plus gourmandes en puissance de calcul (vision, parole...)

Ca s’est traduit par de multiples manifestations, se déclenchant de manière totalement imprévisible, voire parfois jamais :

  • démarrage plus long que la normale, du fait de reset(s) à divers moments de la phase du boot,
  • affichages corrompus sur le LCD,
  • parfois blocage total.

Un symptôme qui faisait déjà pressentir qu’il y avait un souci avait déjà été noté : des clignotements de la LED rouge de présence d’alimentation. La documentation de la RPi indique en effet que si cette LED s’éteint, c’est signe d’une tension d’alimentation en-dessous de la valeur minimale.

Et pourtant notre module DC/DC est capable de soutenir 3A en sortie sous 5V et ce sans faiblir, chose vérifiée par ailleurs. Même pleins gaz, une Raspberry ne consomme pas autant, même si on inclut les quelques 60mA du rétro-éclairage du LCD.

 Explication

C’est tout simplement que la RPi3 ne s’alimente pas en 5V, mais en 5.1V. Si, si, vérifiez ce qui est inscrit sur l’étiquette signalétique des blocs officiels pour RPi3 et comparez aux indications des blocs pour les modèles antérieurs.

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Alimentation RPi2 et antérieures
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Alimentation RPi3

Il est donc très probable que notre module DC/DC tombait par moment légèrement en-dessous de 5V lors de pics de charge causés par différentes opérations de l’init. Et c’en était trop pour la RPi3 qui semble relativement chatouilleuse sur ce plan.

Une hypothèse formulée quant à cette tension totalement atypique de 5.1V est un défaut de conception au niveau de l’abaisseur de tension intégré à la RPi3, qui ne serait pas capable de produire sa tension de sortie stable avec seulement 5V en entrée. Ca vaudrait le coup de faire quelques recherches Internet pour avoir le fin mot de l’histoire.

 Solution

Faute de pouvoir régler la tension de sortie du module DC/DC initialement utilisé, il va être remplacé par un bloc secteur officiel pour RPi3. Il y a cependant un petit problème : ça ne rentre pas dans le boitier, et la présence de la fiche secteur n’aide pas vraiment.

Le fait que ce bloc secteur soit universel en termes de format de prise secteur va nous sauver. En effet, il suffit pour se tirer d’affaire de ne pas utiliser de fiche secteur et de souder directement deux fils sur les lamelles élastiques qui viennent faire contact avec les différents modèles fournis. Ne pas oublier d’isoler correctement le tout. Cela a été fait à deux niveaux :

  • les soudures et les parties métalliques sous tension ont été noyées dans de la colle thermo-fusible
  • une plaquette d’ABS a été collée en plus par dessus.

Quelques images pour illustrer tout cela :

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Soudure des fils secteur sur les lamelles contact
Ca se passe sans difficulté avec un bon fer à souder
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Isolation des parties sous tension
le retour du pisto-colle ;)
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Collage du "couvercle" final
toujours au pisto-colle

Le câble de sortie du bloc secteur est raccourci et équipé d’un connecteur Molex KK compatible avec la petite carte de connectique réalisée pour la RPi. Le cordon restant avec la prise micro-USB est soigneusement entreposé et sera très probablement le bienvenu pour un quelconque montage ayant recours à une alimentation via embase micro-USB.

Le bloc rentre à l’emplacement de l’ancien module, et est tout simplement collé au double-face sur la platine générale.

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Le bloc secteur à son emplacement définitif
fixé au double-face sur la platine

Le transfo d’origine ne nous sert maintenant plus que pour la tension moteur, mais cela n’a pas de réelle importance.

 Le mot de la fin

Comme on pouvait s’y attendre, plus aucun problème d’instabilité ou de démarrage laborieux depuis. Le contraire aurait été surprenant en utilisant l’alimentation officielle Raspberry.

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