Asus GTX780 ROG Poseidon : Réparation du système de refroidissement

Commercialisée par ASUS début 2014, la GTX780 ROG Poseidon est une carte graphique haut de gamme, dotée de 3 Go de VRAM, et d'un système de refroidissement hybride : celui-ci est en effet composé d'un large dissipateur, épaulé par 3 caloducs, et refroidit par 2 ventilateurs, mais intègre également un (court) circuit eau, permettant un refroidissement par watercooling.

Ce système de refroidissement est également muni d'un logo "Republic Of Gamer" rouge clignotant, jouant sans aucun doute un rôle extrêmement important dans le fonctionnement de la carte, tel que changer un PC en discothèque, ou pire encore ...

Et c'est justement ce système de refroidissement qui m'a donnée du fil à retordre, puisqu'un beau jour, les ventilateurs ont tout bonnement cessé de fonctionner. Si cela ne pose aucun problème visible en utilisation bureautique de la carte (la fréquence ainsi que la tension d'alimentation du GPU étant fortement réduites dans ce type d'utilisation, la faible dissipation thermique qui en résulte permet de maintenir le GPU dans une plage de température acceptable, même sans aucun ventilateur en fonction), lors d'une utilisation pour du rendu 3D (principalement en jeu), c'est une toute autre histoire, la température du GPU augmentant rapidement de manière alarmante, jusqu'à son arrêt pur et simple, provoquant une perte de l'affichage jusqu'au redémarrage de la machine.

J'ai donc entrepris d'en réparer le système de refroidissement ...

Les 2 ventilateurs ne démarrant pas, mais tournant cependant librement sur leur axe, ma première hypothèse fut que le contrôleur des ventilateurs, intégré à la carte, avait cessé de fonctionner. Pour vérifier cela, rien de plus simple, il suffit de démonter les ventilateurs, et de les tester indépendamment. Séparer les les ventilateurs du dissipateur n'est pas une mince affaire, et implique de se battre contre plusieurs clips plastiques, visibles après coup sur la photo ci dessous :

Les ventilateurs sont alors testés séparément, à l'aide d'une alimentation de laboratoire, réglée pour fournir 12V (1A max) via le connecteur 5 points qui les relie normalement à la carte graphique, et ...

Comment ça, rien ?? Enfin, pas exactement rien, l'alimentation de labo indique 0V, 1A, c'est un court circuit franc ! Fichtre, un des ventilateurs est sans doute décédé ...

Avant d'aller plus loin, observons le câblage des dits ventilateurs : comme écrit précédemment, ceux-ci sont raccordés à la carte graphique par le biais d'un connecteur 5 points, véhiculant les signaux suivants : Masse, +12V, commande PWM pour la vitesse, ainsi que 2 signaux de retour indiquant la vitesse effective de chaque ventilateur. De ce connecteur partent 2 séries de fils : l'une va sur un ventilateur, tandis que l'autre dessert un second connecteur, d'où partent également 2 séries de fils : l'une desservant le second ventilateur, et l'autre alimentant le logo ROG clignotant.

Et si ... ?

Essayons à nouveau avec le fameux logo ROG débranché :

Cette fois, les ventilateurs s'animent ! Plus de court circuit, qui provenait donc du logo clignotant.

En le démontant, on découvre un PCB relativement simple, comportant quelques leds, un jeu d'AOP LM324, ainsi que quelques composants génériques, rien de bien folichon :

Je n'ai pas pris le temps d'autopsier ce module, peu importe, son fonctionnement était agaçant de toute façon...

Ses ventilateurs réinstallés, la carte prend place dans mon PC, et c'est l'instant fatidique : démarrage !

Et les ventilateurs ne tournent toujours pas...

Ce qui, après réflexion, semble assez logique : un court circuit aussi franc que celui qui a eu lieu ici sur l'alimentation des ventilateurs à forcément endommagé le circuit d'alimentation des ventilateurs. Sans doute trouvera-t-on une piste brulée, ou un shunt grillé sur le PCB de la carte.

Cette recherche nécessite de séparer le système refroidissement du PCB de la carte, opération que j'avais jusqu'alors soigneusement évitée, étant précédemment en pénurie de pâte thermique, indispensable lors du ré-assemblage pour remplacer la pâte thermique d'origine, qui ne survit pas au démontage.

Une fois le PCB entièrement accessible, on s’intéresse aux pistes menant au connecteur 5 pins qui alimente les ventilateurs. Et il ne faut pas longtemps pour identifier un coupable potentiel :

A proximité du connecteur, raccordé à la broche délivrant le +12V au système de refroidissement, une résistance marquée 0 (ayant donc un rôle de shunt ou de fusible) porte des traces de dommages. Elle est immédiatement remplacée :

Une fois la résistance remplacée, la carte est réassemblée, le GPU recouvert de pâte thermique Artic Silver MX2, et reprend place dans mon PC.

Démarrage, et les ventilateurs s'animent enfin !

Windows se lance sans problème, mais surtout, la carte reste en fonctionnement lors d'applications 3D, avec des températures honorables de l'ordre de 70 °C !

Bref, une franche réussite. Il est cependant dommage que cette panne soit causé par un élément aussi insignifiant (et inutile) que le logo clignotant ! Il aurait été sage de la part d'ASUS de lui fournir son propre rail 12V, ou encore plus simplement, de le doter de son propre fusible, afin que sa défaillance n'interfère pas avec le fonctionnement du système de refroidissement !

Réparation d’une mini-chaine Dynabass DBT150

Cet article décrit la réparation d'une minichaine Dynabass DBT150, qui refusait obstinément de s'allumer.

On y découvre que le transformateur d'alimentation est endommagé au delà de toute possible réparation, et comment contourner le problème en remplaçant toute l'alimentation par des éléments courants.

La séparation du pied, puis le démontage du panneau arrière s'effectuent en retirant les multiples vis de la face arrière :

Mes premiers soupçons se portent sur la carte située entre la prise secteur et le transformateur :

Le rôle de cette carte semble être de commuter, sur demande du microcontrôleur central, l'alimentation du transformateur général. Soit celui-ci est relié directement au secteur, soit il l'est à travers le condensateur rouge. S'agirait-il d'une bizarrerie visant à respecter les normes de consommation en réduisant la consommation du transformateur lorsque l'appareil est en mode de veille ?

Quoi qu'il en soit, la carte est rapidement mise hors de cause, le primaire du transformateur s'avère être ouvert. La cause semble être une diode de redressement située sur l'un des enroulements secondaires du transformateur qui est en court circuit ; le secondaire du transformateur s'est alors retrouvé en court circuit une alternance sur 2, causant un fort échauffement, et le déclenchement du thermofusible intégré à son enroulement primaire.

Malheureusement, la construction du transformateur empêche toute tentative de débobinage / réparation de ce dernier, et ses caractéristiques non standard prohibent l'obtention d'une pièce de remplacement. Il va donc falloir recréer une alimentation complète. Commençons par étudier la topologie du système :

 

Étrangement, le bloc lecteur CD / USB est alimenté par un enroulement dédié du transformateur, son alimentation est totalement isolée du reste de l’électronique sur la carte principale. Cette conception m'a initialement fait craindre que les deux rails d'alimentation ne partagent pas la même masse, ce qui aurait compliqué la réalisation d'une nouvelle alimentation basée sur des éléments préexistants. Heureusement, les masses sont en réalité raccordées au sein du bloc lecteur CD / USB. Le fait de ne pas les raccorder sur la carte principale a probablement pour objectif réduire le bruit qui pourrait être causé par une boucle de masse.

Cependant, lors de la réalisation de la nouvelle alimentation, je vais devoir mettre en commun les masses au niveau de l'alimentation. Je prévois en effet une alimentation principale délivrant la tension de 26V, et l'emploi d'un convertisseur buck (DC/DC non isolé) pour générer la seconde alimentation destinée au bloc lecteur CD / USB. Ne pas raccorder la masse au niveau de l'alimentation signifierait que tout le courant retournant du bloc lecteur CD/USB circulerait à travers la masse du câble de petite section destiné aux signaux audio, ce qui au mieux dégraderait la qualité sonore de façon bien plus marquée d'une boucle de masse, ou au pire pourrait endommager ce câble.

Le schéma de la nouvelle alimentation est le suivant :

Celle-ci repose sur un chargeur de PC portable pour générer la tension principale de 19V alimentation l'amplificateur et l'essentiel de l'électronique. Bien qu'inférieure à la tension originale de 26V, celle-ci devrait suffire à délivrer un niveau sonore satisfaisant. Un module DC/DC à base de LM2596, qui prend place dans l’alcôve du transformateur, permet de générer la tension d'alimentation de 11V pour le bloc lecteur CD / USB.

Vient le moment fatidique, la mise sous tension !

Tout fonctionne parfaitement, aucune saturation détectable à l'oreille (c'était ma principale inquiétude quant à l'emploi d'une tension plus faible que celle d'origine)

Un effet intéressant lié à l'utilisation d'une alimentation à découpage à place de l'ancienne alimentation : lorsque l'on débranche le secteur, l'alimentation se maintient pendant plusieurs seconde (le chargeur de PC portable est prévu pour délivrer jusqu'à 4A, ici on consomme rarement plus de 0.5A). Donc pas d'interruption de la musique en cas de micro-coupure du réseau EDF !

En espérant que si toi lecteur tu es arrivé jusqu'ici, c'est que cet article t'a permis de réparer ta minichaine