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Le nouveau Raspberry Pi 4 ne prend pas tous les cables USB-C en charge
à cause d'un défaut de conception que la Fondation va corriger

Le , par Patrick Ruiz

55PARTAGES

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La nouvelle de la disponibilité du Pi 4, la nouvelle mouture de la ligne d’ordinateurs monocartes de la Fondation Raspberry Pi, est tombée il y a deux semaines. Le Raspberry Pi 4 conserve la même apparence et le même prix de départ que son prédécesseur (35 $) pour des spécifications dont on ne peut s’empêcher de constater le bond effectué en comparaison aux versions précédentes : jusqu'à 4 Go de RAM (quatre fois plus que tout Pi précédent), un processeur et un GPU plus rapides, un Ethernet plus rapide, un réseau Wi-Fi double bande, deux fois plus de sorties HDMI et deux ports USB 3.


En sus, le Raspberry Pi 4 est le premier ordinateur du catalogue de la Fondation équipé d’un connecteur USB-C pour son alimentation. C’est aussi de là que vient une mauvaise nouvelle … Le port USB-C dédié à la fourniture de l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l’ordinateur est non conforme. Dans une récente sortie, Eben Upton – l’un des co-fondateurs de la Rasbperry Pi Foundation – confirme l’information. Toutefois, ce qu’il faut souligner est que c’est le hobbyiste Tyler Ward qui, le premier, touche au fond du problème.

« Le nouveau Raspberry Pi est équipé d’un connecteur USB Type-C pour l'alimentation et certains utilisateurs se plaignent de ce que certains chargeurs ne fonctionnent pas avec lui (notamment les chargeurs de MacBook). Certains ont émis l'hypothèse que cela est dû à une limitation du fabricant sur les alimentations, mais en fait, c'est dû à un défaut de conception au niveau de la connexion USB. La racine du problème est la présence d’une résistance de tirage vers la masse commune aux lignes CC1 et CC2 du connecteur USB de type C », explique-t-il.

Schéma partiel du Raspberry Pi 4


« Avec la plupart des chargeurs, cela ne posera pas de problème car les câbles de base n'utilisent qu'une seule ligne CC et, par conséquent, le Raspberry pi est détecté correctement et reçoit l'alimentation. Le problème se pose avec les câbles à marquage électronique qui utilisent les deux connections CC », ajoute-t-il. En l’état actuel, l’utilisation d’un câble USB-C à marquage électronique avec un chargeur intelligent va provoquer l’identification du Raspberry Pi comme accessoire audio, ce qui va amener l’alimentation à ne pas lui fournir l’énergie.

Benson Leung de Google s’est exprimé sur la question et accuse les designers du Raspberry Pi de non respect des normes. « L'équipe de Raspberry Pi a commis deux erreurs critiques. La première est qu'ils ont conçu ce circuit eux-mêmes, peut-être en essayant de faire quelque chose d'intelligent avec la détection de niveau de courant, mais n'y sont pas parvenus de façon correcte. Au lieu d'inventer des circuits, les concepteurs de matériel devraient simplement copier la spécification USB-C. La deuxième erreur est qu'ils n'ont pas vraiment testé leur design avec des câbles équipés de puces de marquage électronique », lance-t-il.

Recommandations de la norme USB-C


Le souci dans l’actuelle situation est que les câbles dotés de puces de marquage électronique sont assez courants. Par exemple, chaque MacBook vient équiper d’un câble USB-C à marquage électronique depuis 2016. Après la publication du billet de blog de Tyler Ward, la Fondation a annoncé qu’une version corrigée du Raspberry Pi 4 est en route. En entendant les révisions annoncées, les propriétaires de Raspberry Pi 4 doivent faire usage de câbles USB-C non équipés de puces pour le marquage électronique – le type qu’on rencontre sur de nombreux chargeurs de smartphones. Bien sûr, il faudra penser à se munir d’un boîtier d’alimentation capable de fournir 5 volts sous une intensité de courant maximale de 3 ampères.

Ce défaut de conception est le deuxième problème qu’un produit de la fondation Raspberry Pi exhibe ces derniers mois. Au mois d’août de l’année précédente, la Fondation a lancé le Rasperry Pi Power Over Ethernet (PoE) HAT. Comme avec l’USB-C, des problèmes d’alimentation avaient surgi avec cette carte d’extension.

Sources : blog Tyler, billet Leung

Et vous ?

Qu’en pensez-vous ?

Avez-vous fait l'acquistion du Raspberry Pi 4 ? Si oui, avez-vous fait ce constat ?

Voir aussi :

La NASA piratée à cause d'un Raspberry Pi non autorisé connecté à son réseau, selon un rapport
Le TOP 10 des cartes d'extension (HAT) pour Raspberry Pi, votez pour vos cartes Pi HAT préférées
Vous pouvez maintenant exécuter Windows 10 sur le Raspberry Pi 3, grâce au programme d'installation WoA pour Microsoft
Raspberry Pi Foundation met en vente son nouveau module, Compute Module 3+, à partir de 25 $

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Avatar de sevyc64
Modérateur https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 19:23
Citation Envoyé par onilink_ Voir le message
Je précise que j'ai pas encore essayé de mettre de radiateurs, mais j'en ai commandé.
Si le choix doit être fait entre ventilateur et radiateur, il faut choisir le radiateur.
La surface de dissipation d'une puce est très petite, quelques mm². D'y adjoindre un radiateur, l'augmente à quelques 10ènes, voire 100ènes de cm² pour les plus gros.
Le métal est nettement meilleur conducteur thermique que l'air (ne pas oublié que l'air est considéré comme un isolant thermique), donc un simple radiateur, seul, aura des chances de dissiper nettement plus qu'un ventilateur sans radiateur.

L'idéal étant les deux, évidement.
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Avatar de sevyc64
Modérateur https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 12:38
Citation Envoyé par Artemus24 Voir le message
Avec le Raspberry Pi 3B+ aussi, car la température sans ventilateur va au-delà des 50°C.
50°C n'est pas une t° excessive en électronique, surtout si c'est sur une période qui en dure pas.

Citation Envoyé par Artemus24 Voir le message
Je trouve que 60°C reste une température élevée avec un ventilateur.
Il fut un temps, ou c'était plutôt considéré comme très froid pour les processeurs de la famille AMD, même avec un ventilateur.

Mais effectivement, plus c'est miniaturisé, plus ça chauffe.
Et plus c'est miniaturisé, plus la chaleur peut être problématique.
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Avatar de Steinvikel
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 19/07/2019 à 23:43
On s'est mal compris, il était présenté 2 cas :
1) l'IHS du CPU refroidi directement à l'air
2) l'IHS du CPU surmonté d'un radiateur "métallique" ...que tu désignes comme meilleur conducteur que l'air.

Ce à quoi je répond que ce n'est pas le fait qu'il soit métallique qui joue en sa faveur par rapport au cas n°1
--> l'IHS (également métallique), fait dissipation, le radiateur apporte un malus car il diminue l'efficacité de la jonction thermique total ...mais apporte un gros bonus, uniquement lié à sa grande surface. Il aurait été en plastique d'alimentation de PC, il aurais également contribué à une augmentation de la dissipation (dès lors que le joint est correcte et la surface à l'air suffisante).

Oui, si le matériau conduit mieux la chaleur, le radiateur en est d'autant plus efficace. Mais partant du principe que tout les radiateurs sont dans des matériaux plus conducteur que de l'air (même de l'air humide), on peut dire que le critère le plus important (en passif surtout) c'est la surface d'échange. Une fois la solution mise sous ventilation, la conduction présente une portion de l'efficacité plus importante, mais elle est également nuancé par la géométrie (aérodynamisme).

exemple par ordre d'efficacité avec ventilation :
PS: J'aurais bien voulu restreindre les images à une même taille en pixel... quelqu'un connait la manip' ? je n'arrive pas à la retrouver : (

nul -->
passable -->
mieux -->
encore mieux -->
équivalent et pourtant rustique -->
du lourds ! -->
du très lourds ! -->
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Avatar de Artemus24
Expert éminent sénior https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 12:05
Salut à tous.

Encore une mauvaise nouvelle.

Citation Envoyé par Stéphane le calme
Néanmoins, un utilisateur du nom de Jeff Geerling, note qu’il lui faut désormais un ventilateur pour cette nouvelle monocarte.
Avec le Raspberry Pi 3B+ aussi, car la température sans ventilateur va au-delà des 50°C.

Citation Envoyé par Stéphane le calme
Pendant tout le temps, la température du processeur est restée égale ou inférieure à 60 ° C (140 ° F), soit 20 ° C de moins que le point d'étranglement
Je trouve que 60°C reste une température élevée avec un ventilateur.

@+
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Avatar de Steinvikel
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 12:42
Suis-je le seul étonné que tous les systèmes Pi à base de ventilateur, sont des ventilateurs 30*30mm ?
En refroidissement PC, la règle pour conjuguer performance & silence, c'est d'avoir le plus gros débit d'air, avec le ventilateur le plus lent possible. Force est de constaté que plus le fan est petit, plus il tourne vite, et plus il est bruyant.
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Avatar de L33tige
Membre habitué https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 13:00
Sauf que la surface à refroidir est très petite, et en plus de ça il faut garder l'un des principaux intérêt du PI, et même celui de base, être peu encombrant.
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Avatar de Steinvikel
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 14:26
je le conçois, mais entre un ventilateur de 30*30mm et un ventilateur de 120*120mm, il y a plein de déclinaisons ...il serait tout à fait possible de faire un boitier de même largeur * longueur, et rajouter 2cm de haut pour intégrer un ventilateur de 60*60 --> débit multiplié par 3 ou plus, bruit divisé par 10, facteur de forme très peu impacté, et ça reste clairement "peu encombrant".
PS: ordres empiriques au doigt mouillé, la meilleure unité ! x)
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Avatar de transgohan
Expert éminent https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 15:56
Il est certain que s'il monte facilement à 60°c alors il faut l'équiper de pâte thermique au minimum et au mieux d'un ventilateur pour une utilisation normale.

Info que j'avais pu glaner sur un forum : le 3B+ baisse sa fréquence d'horloge de 200Hz quand sa température dépasse le premier seuil de température qui est à 65°c (si ma mémoire est bonne).
Donc pour utiliser toutes les performances d'un RPI il faut le maintenir à environ 30-35°c quand il est au repos, pour éviter qu'il ne dépasse les seuils critiques en utilisation intensive.
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Avatar de Steinvikel
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 16:59
Citation Envoyé par Artemus24 Voir le message
(...) je ne sais pas trop si un diamètre plus grand offrirait une performance supérieure en dissipation de la chaleur ?
Comme dit ci-dessus, j'ai une différence de 10°C entre sans et avec ventilateur.
petit points sur la thermodynamique (pour la dissipation par convection):
- plus la différence de température est grande (entre le radiateur et l'air ambiant), plus l'échange de chaleur est important (comme le principe de niveau pour les vases communicants)
- plus la surface d'échange est grande, plus rapide est le phénomène
- plus le flux du fluide (l'air) est important, plus fine et fraîche est la couche de fluide à température intermédiaire (l'air en contact qui se réchauffe) --> boucle avec le 1er point

Avec un radiateur de 10*10mm, tu verras plus de perf en orientant le radiateur dans le sens du flux d'air, qu'en passant d'un fan de 30*30mm à 40*40mm ...je te l'accorde.
En revanche, si tu as équipé ton Rpi d'un radiateur bien plus grand, tu décuple la capacité de dissipation en augmentant le flux d'air.
Pour info: je dispose d'un 2B avec boitier en aluminium CNC (celui là est pour 3B) et le simple fait d'ouvrir la fenêtre de la pièce permet de constater 1-2°C de différence dans bien des cas.
edit: ce boitier entre en contact avec la puce la plus chaude du dessous et du dessus (à laide de pad thermique fourni)
J'utilise un vieux ventilateur PC 90*90 que j'ai branché sur le 5V. La solution m'a rien couté, le boitier en soit refroidit très bien, avec le fan, je suis pas vraiment plus frais, mais la température est BIEN PLUS CONSTANTE (tassé vers le bas). =)

Citation Envoyé par Artemus24 Voir le message
@ tous : Je trouve qu'il y des ratés avec ce RPi 4B : la température, la prise USB-C pas au norme, la prise micro HDMI ...
Le prochain problème sera de quel genre ?
Tu oublies le redémarrage (effacement) avec les flash d’appareils photo... x)
Moi j'étais plutôt partisan pour l'évolution vers l'USB-C, mais alors pourquoi ne pas avoir mis l'intégralité des ports USB en USB-C ? ...on aurait gagné 4 ports USB en plus.
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Avatar de onilink_
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 18/07/2019 à 17:28
Utilisant un RPI4 comme serveur chez moi, je peux vous confirmer que sans ventilateur ça monte effectivement trop haut.
Je l'ai laissé une journée allumé (par temps de canicule, donc 33°C dans l'appartement), il est monté vers les 73°C sans effectuer de taches précises (juste un server NGINX qui tournais dessus, mais aucunes visites à priori).

La j'ai mis un petit fan de 30x30mm en continu, effectivement ça fait un peu de bruit mais c'est léger. Je pensais utiliser un transistor pour le contrôler via les pins GPIO plus tard pour l'allumer à partir d'une certaine température.

Je précise que j'ai pas encore essayé de mettre de radiateurs, mais j'en ai commandé.
La température du CPU reste à 43°C avec le ventilo, avec une température moyenne de 30°C dans l'appartement.
Je n'ai pas fait de mesures pour le GPU vu que je ne l'utilise pas.
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