Publié le 10 février 2015 - par

Raspberry Pi 2 sensible au flash : Qu’en dit la Fondation ?

titre_flash_250pxVous avez acheté un Raspberry Pi 2 ? Félicitations : vous êtes aussi l’heureux propriétaire d’une élégante démonstration de l’effet photoélectrique !

Le week-end dernier, Peter Onion, un vétéran des forums du Raspberry Pi et des Raspberry JAM de Cambridge, Bletchley et des régions voisines (visible déguisé en Père Noël à l’arrière plan de cette photo prise au CamJam de Noël), a découvert ce que nous pensons être le plus adorable bug que nous ayons jamais rencontré.

Le flash au Xénon de la mort : Leçon de physique gratuite

lizatzoo-150x150Cet article a été publié par Liz UPTON, Responsable de la communication de la Fondation Raspberry Pi, et qui est généralement assez loquace…
Je vous en propose la traduction ci-dessous.
Rappel : Comme toutes les traductions publiées sur ce blog, cette traduction n’engage pas framboise314, ce n’est qu’une traduction destinée aux lecteurs francophones qui ne peuvent pas lire l’article original 😉 !

Le Raspberry Pi 2 n’aime pas les photos.

Le rapport de bug de Peter est venu à nous via nos forums. Il a photographié avec fierté son nouveau Raspberry Pi 2, et a découvert quelque chose de particulier : chaque fois que le flash de son appareil photo se déclenche, son Pi est mis hors tension…

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Le blip que vous voyez ici, est ce qui se passe lorsque vous pointez un flash au xénon sur un Raspberry Pi 2.

Jonathan a passé une grande partie de la matinée à flasher son Raspberry Pi et à réaliser des mesures à l’oscilloscope. Il a découvert ce qui se passe, et la bonne nouvelle, c’est que c’est totalement bénin : votre Pi ne gardera pas de séquelle après avoir été flashé.

Quand est-ce que ça se produit ?

Autres bonnes nouvelles : l’effet ne se produit que dans des circonstances TRÈS spécifiques. Des flashes de forte intensité et de grande longueur d’onde – comme un pointeur laser ou le flash au xénon d’un appareil photo – font que le circuit qui est chargé de la régulation de l’alimentation du cœur du microprocesseur (c’est la puce marqué U16 en sérigraphie sur votre Raspberry Pi 2, entre le port USB d’alimentation et le port HDMI – vous pouvez le reconnaître parce qu’il est un peu plus brillant que les composants qui l’entourent) se trouve perturbé et provoque la chute de la tension du cœur.

Mais surtout, ce n’est vraiment qu’une lumière de forte intensité comme celle d’un flash au xénon ou d’un pointeur laser qui provoquera le problème. Les autres lumières – même les flashs utilisant d’autres technologies – ne provoqueront pas de plantage. Vous pouvez utiliser votre Raspberry Pi 2 nu sous le soleil (Note du traducteur : enfin lui, pas vous… et puis après tout vous faites bien ce que vous voulez 😉 ) pour un pique-nique  ou l’emmener à une rave (nan, pas un navet…) , et il sera parfaitement stable. Il suffit de ne pas le poser sur le tapis rouge aux Oscars. Jon éclaire actuellement le Raspberry Pi 2 qui est sur son bureau avec une lampe à LED de 1800 lumens : Rien ne se passe !

On tient le coupable !

Le composant qui est à l’origine du problème est dans en boîtier WL-CSP : un morceau de silicium nu muni de billes de soudure. Vous voyez ci-dessous la photo de la face inférieure d’un composant identique (énormément agrandie) – chaque cercle est une minuscule boule de soudure :

underside

Le boîtier de type WL-CSP est une technique courante pour de nombreuses pièces électroniques de haute technologie, et cela signifie qu’aucun autre emballage du composant n’est nécessaire.

_U16_03C’est aussi le plus petit boîtier physique possible, que les concepteurs d’objets mobiles (et les personnes fabricant de très petits ordinateurs) ont vraiment intérêt à utiliser….

L’effet photoélectrique

Qu’est-ce qui fait que ce composant se comporte aussi bizarrement ? C’est l’effet photoélectrique, lorsque les métaux émettent des électrons lorsqu’ils sont frappé par la lumière. La vidéo ci-dessous est un très bon tutoriel sur la façon dont cela fonctionne. (Note du traducteur : Merci Albert !)

Ce que vous observez avec le Raspberry Pi 2 et le flash au xénon est le même effet, mais dans un matériau semi-conducteur, pas dans du métal. Les semi-conducteurs, comme les métaux, ont des électrons libres qui peuvent être « chassés » par des photons. Les photodiodes, les cellules solaires et les phototransistors utilisent tous cet effet pour fonctionner. Si vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont fonctionne une cellule solaire, il ya une explication bien faite sur Physics.org.

_U16_02Les jonctions en silicium (comme celles qui sont utilisées dans la fabrication de diodes et de transistors et autres fonctions miraculeuses de l’électronique) peuvent être «bouleversées» par cet effet photoélectrique s’il est assez important (si suffisamment de lumière avec la bonne énergie {c’est à dire de la bonne couleur} leur est envoyée). Cela semble être ce qui se passe avec notre puce d’alimentation – quelque part dans le circuit de cette puce complexe en silicium, il y a quelques transistors ou diodes qui dysfonctionnent lorsqu’ils sont frappés par des rafales élevés d’énergie lumineuse, ce qui provoque une chute de tension de l’alimentation (« drop-out »), de sorte que le Raspberry Pi redémarre.

_U16_01

Jonathan étudie exactement ce qui se passe quand U16 est flashé avec l’impulsion à haute énergie d’un tube flash au xénon, et nous sommes également à la recherche des moyens possibles pour que la production future des Raspberry Pi soit à l’abri de ce problème si nous le pouvons – nous savons que vous aimez prendre des photos de vos framboises !

Quel est le risque ?

Nous ne avons actuellement aucune preuve que flasher votre Raspberry Pi 2 avec un flash au xénon puisse causer un dommage réel, mais nous ne recommandons de ne pas le faire pour le moment (il va se planter ou redémarrer, ce qui signifie que vous pouvez corrompre votre carte SD). Je l’ai dit plus haut, mais je le redis, parce que je ai vu certains d’entre vous le mentionner dans les forums et dans les commentaires de blogs : les sources communes de lumière utilisée quotidiennement – par exemple la lumière du soleil, l’éclairage intérieur, les cyclistes en colère * – ne produisent pas ce défaut, s’il vous plaît ne vous inquiétez pas!

Si vous avez besoin d’utiliser votre Pi 2 dans une situation où il pourrait être flashé, notre conseil est de couvrir U16 (assurez vous de couvrir les côtés aussi) – la correction actuelle la plus simple est d’utiliser une petite goutte de Sugru ou Blu-Tak couvrant l’ensemble du composant (quelqu’un dans les forums a utilisé une boulette de pain : la première correction de bug comestible nous ayons rencontré), ou tout simplement mettez le Raspberry Pi dans un boîtier opaque.

Secrètement, je suis un peu dans l’attente d’un autre bug (aussi inoffensif) que ce bug. J’adore écrire ce genre d’article.

* Note à la paranoïa sur Twitter : Je n’ai pas été pas assez claire ici. Nous nous référons à nous-mêmes, pas à vous et à votre vélo. Nous sommes à Cambridge, et beaucoup d’entre nous pédalent (de façon agressive) pour aller au travail et en revenir : nous avons éclairé nos Raspberry Pi avec nos lampes de une grande partie de la matinée, parce ce sont les lumières les plus brillantes que nous ayons en notre possession…

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. .

13 réflexions au sujet de « Raspberry Pi 2 sensible au flash : Qu’en dit la Fondation ? »

  1. FranckDK

    Une raison de plus de ne jamais être un early adopter !
    Même si ça reste un gentil bug.
    Longue vie à framboise314, ma petite minute geek quotidienne 🙂

    Répondre
  2. Rane

    Le composant est un BGA (ball grid array) et soudure est le mauvais mot, ici il s’agit de brasage (action de braser) car il y a apport d’alliage pour câbler le composant sur le circuit imprimé. Soudure est un abus de langage.
    Ceci dit la fondation aurais due utiliser un composant munit d’un boitier plastique au lieu d’un semi conducteur nu sachant que beaucoup de RPI sont tout nu 😉

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    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Rane
      merci pour cette précision
      mais bon, je dois utiliser de la « soudure » depuis… une cinquantaine d’années 😉 ce n’est pas maintenant que je vais changer…
      Cordialement
      François

      Répondre
  3. Romuald

    A mon avis la solution la plus simple pour la correction est d’utiliser une résine époxy de masquage pour carte électronique. Le même genre de résine qu’on utilise lorsque l’on souhaite protéger son design de la copie (résine noire, indémontable). Une simple goutte suffit dans ce cas, et le produit est adapté à ce genre d’utilisation, je l’utilise pour un composant identique en série depuis quelques années.

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  4. Missbutterfly

    Tout s’explique !
    Voilà pourquoi il plante… Je précise, je fais des expériences avec un laser à azote, en mode pulsé, comme celui-ci ce qui a comme conséquence de créer des flash UV intenses. Jusqu’alors je ne comprenais pas exactement pourquoi le raspberry était le seul appareil de la pièce à planter (j’avais quelques hypothèses mais rien de concret), d’autant qu’il n’est pas exposé directement aux flash et qu’il est muni de son boitier de protection (en plastique, certes)… C’est donc un souci de compatibilité électromagnétique. Quelqu’un-e a-t-il/elle essayer de bricoler une cage de Faraday ?

    Répondre
    1. François MOCQ Auteur de l’article

      Bonjour Julie
      à priori ce sont bien les photons du flash Xénon (et sans doute de votre laser ?) qui perturbent ce circuit
      un simple isolant d’électricien noir placé sur le composant (et autour) élimine le problème
      et pas de cage de « farfadet » dans ce cas 😉
      j’ai eu des plantages avec le raspi dans son boîtier si la lumière du flash passe par des ouvertures
      Essayez de planquer votre raspi sous une boite à chaussure retournée pour voir ?
      ps : vos photos d’insectes sur flickr sont juste magnifiques !
      Cordialement
      François

      Répondre

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