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Raspberry Bloque -- Pensez à votre alimentation!

Nous avons le plaisir de voir nos supers alimentations USB pour Raspberry de retour.
Alimentation USB pour Pi disponible chez MCHobby
(compatible IPhone)
C'est au cours de cette longue période d'absence de 4 mois que nous avons remarqué que toutes les alimentations USB de 1 Ampère ne sont pas identiques face au Pi.

Mauvaise alimentation = Pi qui bloque
Durant nos recherches, nous avons trouvé deux alimentations de remplacement dont une ne fût jamais commercialisée.

En effet notre Pi bloquait en démarrant l'environnement graphique (startx).
Cela semble quand même bizarre, un Pi qui boot et fonctionne en ligne de commande, en SSH mais qui refuse de démarrer l'environnement graphique.
Et pourtant, il suffit de remplacer l'alim et BINGO... ça marche !?!?!?
Déroutant n'est-ce pas?
Vous le verrez, ce n'est pas si étonnant que cela!

Pourquoi une mauvaise alim bloque t'elle mon Raspberry-Pi?
Lorsque vous démarrez XWindows, le processeur passe à 100% pendant plusieurs minutes... autrement dit, il devient très gourmand en courant et l'alimentation doit pouvoir assumer derrière en fournissant les 5V.
La plupart des alimentations annoncent 1Amp tout en sachant qu'elles ne seront pas continuellement exploitées à cette charge (souvent 500 à 750mA)... Elles tiennent 1 Ampère mais pendant quelques secondes!!!!
Alors qu'une vrai alim Pi (comme aussi celle-ci, ou cet accu là) doit soutenir cet 1 Ampère pendant de longues minutes voire des heures.... sans chute de tension!

La conception de l'alimentation est donc capitale pour notre Pi.

Désossons donc les alimentations
Comme dit juste avant, la conception de l'alimentation est crucial, c'est ce qui fera aussi la différence entre votre Pi qui fonctionne correctement et un autre qui plante quand ont le titille un peu trop.

Nous avons mis côte à côte nos deux alimentations (la bonne et celle que nous avons refusé de commercialiser).
Extérieurement, elles sont semblables... nous les avons ouvertes pour en comparer le contenu.... et là les choses deviennent évidentes

Cliquer pour Agrandir
Ce qui saute aux yeux:
  • Une alim (la version OK) dispose de beaucoup plus de capacités que l'autre. Donc meilleure filtrage des parasites... meilleure gestion des appels de courant (et donc tenue de la tension)
  • Près du port USB, la version OK a un circuit intégré (ce n'est pas un transistor) alors que la version PAS OK à une diode Zener.
  • Le version PAS OK présente un circuit régulateur typique à 3 pattes (sur l'avant, à droite). Sur la version OK, il se présente sous forme d'un Circuit Intégré (que nous verrons plus loin).
  • Le transformateur de la version OK à un bobinage bien plus fournit que l'autre. Donc des conducteurs plus gros = meilleurs rendement et moins de chute de tension lorsque le courant augmente. 
  • Ha oui, il y a aussi les fils de raccordement sur la prise... nettement plus gros sur la version OK. Cela à l'air ridicule mais toute l'alimentation est "calibrée" de la même façon... robustesse/fiabilité ou économie, ces deux là ont fait des choix différents. 
Quelques éléments de l'électronique de régulation
En grattant un peu pour découvrir ce que cache les composants:
  • La version OK reprend un TL431 (voir datasheet) qui est un Programmable Shunt Regulator. En gros, c'est une diode Zener programmable. Son avantage est qu'il est ainsi possible de compenser les effets de la température (et donc de mieux réguler la tension... même après plusieurs heure de fonctionnement a courant important).
    Dans la version pas OK, on retrouve une simple diode Zener donc aucune possibilité de compensation.
  • La version OK utilise un LN5R pour produire la tension de sortie, il s'agit d'un circuit spécialement conçu pour l'élaboration d'alimentation, il dispose visiblement d'un circuit FeedBack... de quoi corriger la régulation si nécessaire. Voici ce que j'ai trouvé concernant la description de ce circuit "Ln5r 12a is composed of optically coupled feedback 5v 2a single chip switch power supply".
    Les références/datasheet du fabriquant sont uniquement disponibles en Chinois :-/ .
  • Dans la version PAS OK, la régulation est prise en charge par un transistor C945 NPN (datasheet) et un régulateur "type 7805" dont il est impossible de relever la référence complète. Le problème de cette régulation est la chute de tension si le courant augmente.
Aux vu des éléments déjà en ma possession, je comprends que la version "PAS OK" ait du mal à soutenir les 5V à 1A.
La régulation est tout ce qu'il y a de minimal, un peu trop économique pour être efficace avec un appareil un tant soit peu exigeant comme un Raspberry Pi.
Vue du dessous des alimentations. Cliquer pour agrandir
Ici aussi nous retrouvons une différence notable.
Le version OK dispose de nombreux composants SMD (montés en surface).
Nous en retrouvons autour du port USB... certainement pour la compatibilité avec les chargeurs iPhone.
D'autres sont situés au niveau du LN5R, inclus également quelques capacités.

Bref, il devient facile de tirer une conclusion raisonnable:
Trop d'économie sur la matière première (ici la conception) fini toujours par dégrader la qualité du produit.
Offrez une bonne alimentation à votre Raspberry et autres projets en faisant un choix approprié.

Où acheter
Vous pouvez acheter une bonne alimentation USB Raspberry chez MCHobby.