HP Victus 16 : panne du capteur à effet Hall et solution

Utilisation : peut être cité à condition d’en mentionner la source ; toute utilisation commerciale est interdite. Pour toute question ou remarque, vous pouvez me joindre à l’adresse gungozb@gmail.com.

AVERTISSEMENT : Les modifications matérielles décrites dans cette documentation exigent des compétences en soudure de composants CMS, la capacité à lire des schémas et des connaissances en mesures électriques. La responsabilité de tout dommage matériel, perte de données ou blessure pouvant survenir lors de l’application des informations présentées ici incombe entièrement à la personne concernée. Toute intervention physique met fin à la garantie du fabricant. Pendant toutes les opérations, l’appareil doit impérativement être hors tension et le connecteur de la batterie débranché. Les boîtiers CMS étant très petits et la zone de travail sur la carte étant étroite, il faut faire preuve d’une extrême prudence pour ne pas endommager d’autres composants. Les mesures de tension sous tension mentionnées dans ce guide sont la seule exception et doivent être réalisées avec les précautions indiquées aux étapes concernées.

JE DÉCLINE TOUTE RESPONSABILITÉ QUANT AUX CONSÉQUENCES DE TOUTE OPÉRATION MAL EXÉCUTÉE !

Cette version est une traduction. La version de référence est l’original en anglais.

1. Introduction

Cet article présente l’analyse et la méthode de réparation de la panne du capteur à effet Hall, qui se manifeste surtout sous forte charge thermique sur les ordinateurs portables HP Victus 16 (en particulier les variantes s0 et r0) par des symptômes typiques : extinction soudaine du système, écran noir, blocage matériel et écran qui clignote. La cause profonde de la panne est que le capteur à effet Hall d’origine est en réalité thermiquement inadapté à la conception, et qu’un fusible situé sur la ligne d’alimentation se dégrade sous l’effet de la chaleur en raison d’une conception thermique défaillante. Les raisons pour lesquelles le capteur d’origine devient thermiquement instable à cause de cette conception sont détaillées dans les sections suivantes. Le problème survient lorsque le circuit EC, déclenché à tort à cause du capteur à effet Hall, considère que l’écran est rabattu et coupe le rétroéclairage du clavier et de l’écran. Comme le circuit du capteur, instable sous contrainte thermique, déclenche sans cesse l’EC à tort, le rétroéclairage de l’écran et du clavier s’allume et s’éteint à intervalles aléatoires ou scintille.

Les sources utilisées dans cette documentation figurent dans la bibliographie à la fin du document. Ces sources décrivent deux méthodes de réparation principales ; cette documentation se concentre sur l’application conjointe des deux et explique dans les sections suivantes pourquoi toutes deux sont nécessaires. J’ai appliqué moi-même les opérations décrites ici sur mon propre ordinateur ; la réparation est encore récente, mais je n’ai plus aucun problème. J’ai longuement sollicité l’ordinateur avec des tests de charge thermique et tout fonctionne normalement ; je peux dire que le problème est résolu.

2. Diagnostic

Si le rétroéclairage du clavier est éteint, l’allumer permet de mieux observer le problème et de constater qu’il ne concerne pas uniquement l’écran. Il n’existe malheureusement aucune solution logicielle. J’ai entièrement supprimé avec DDU les pilotes des cartes graphiques intégrée et dédiée puis je les ai réinstallés proprement, j’ai mis à jour le BIOS, et je ne pense de toute façon pas qu’il existe une solution logicielle de plus haut niveau ; inutile donc de perdre du temps à réinstaller le système. Rien de tout cela n’a fonctionné. Le problème persiste même si l’option « Ne rien faire » est choisie pour la fermeture de l’écran dans les options d’alimentation de Windows. Comme je constatais toujours des symptômes tels que le scintillement de l’écran et l’allumage et l’extinction du rétroéclairage de l’écran et du clavier malgré toutes ces tentatives, j’ai acquis la certitude que mon problème était une panne du capteur à effet Hall.

La cause principale de la panne est la dégradation thermique et l’instabilité thermique. Cette contrainte thermique n’affecte cependant pas seulement le capteur à effet Hall : elle détériore aussi un fusible sur la ligne d’alimentation du capteur, qui se dégrade thermiquement et présente une résistance accrue. Le capteur d’origine est un Toshiba TCS40DLR marqué LA8 ; les données de sa fiche technique relatives aux conditions de fonctionnement figurent ci-dessous.

La température maximale de fonctionnement est très limitée pour un ordinateur portable de jeu. Toshiba a d’ailleurs inclus une mention à ce sujet dans la fiche technique :

En conséquence, quelle que soit la modification matérielle effectuée, ce capteur n’est pas un choix adapté à la conception de cet ordinateur ; son remplacement par un autre capteur plus résistant aux températures élevées est indispensable. Le pontage du fusible sur la ligne d’alimentation du capteur, dont je parlerai plus loin, ne suffira pas à lui seul ; au bout d’un certain temps, le capteur d’origine redeviendra instable à cause de la contrainte thermique.

3. Solution

Le capteur à effet Hall n’est pas la seule source du problème ; comme mentionné plus haut, la dégradation d’un fusible sur sa ligne d’alimentation en est aussi une cause. Cette dégradation ne se traduit pas par un circuit ouvert comme une panne de fusible classique, mais par une augmentation de résistance après dégradation thermique, ce qui rend la ligne d’alimentation instable. Pour savoir si ce fusible est réellement défectueux, on peut effectuer une mesure de résistance (le résultat n’est pas définitif sans le dessouder, mais je n’ai vu aucune résistance en parallèle avec ce fusible ; en maintenant les pointes de touche suffisamment longtemps, on obtient une valeur approximative) ou un contrôle en mode continuité. Ma mesure sur le circuit a donné 260 ohms. Cette valeur peut varier selon la fatigue thermique. Le test de continuité n’a déclenché aucun bip, le multimètre affichait toujours 260 ohms. D’après mes mesures, le fusible a clairement perdu sa fonction et se comporte désormais comme une résistance sur la ligne. Cette résistance varie toutefois selon l’état de la panne : elle augmentera progressivement sous l’effet de la contrainte thermique.

Le vrai problème est l’effondrement de la tension de la ligne d’alimentation du capteur à cause de cette augmentation de résistance. Dans les sources, des modifications comme le tirage d’une piste depuis l’alimentation du capteur IR vers celle du capteur Hall ont été faites pour cette raison, mais elles sont inutiles. Cet article décrit une solution plus propre : ponter ce fusible dégradé. Circuit sous tension, j’ai mesuré une chute de 30 mV aux bornes du fusible (prudence ici, un mauvais contact des pointes de touche peut provoquer un court-circuit) ; si la résistance du fusible avait été plus élevée, cette chute aurait été plus importante et la tension d’alimentation du capteur se serait effondrée. Le point le plus important est qu’à cause de ce fusible défectueux, le courant de fonctionnement du capteur Allegro que j’ai monté étant plus élevé, la tension de la ligne baissera encore davantage et le nouveau capteur fonctionnera lui aussi de façon instable. Un simple remplacement du capteur ne suffit donc pas ; pour que la ligne d’alimentation soit stable, le pontage du fusible est indispensable.

Ponter un fusible peut sembler dangereux. Le rôle de ce fusible est de protéger la ligne 3V3 en cas de court-circuit sur la carte capteur ou sur la nappe FFC qui la relie à la carte mère ; c’est donc une protection qui ne devrait jamais intervenir sans dommage physique sur la carte capteur (nappe écrasée, pont de soudure, contact avec un liquide, etc.). Même dans ce cas, la protection reste assurée, car les régulateurs de la partie alimentation disposent de leur propre protection contre les surintensités pour la ligne 3V3. Cependant, le seuil de protection du régulateur étant de l’ordre de l’ampère, un court-circuit partiel restant sous ce seuil peut faire chauffer la nappe et les pistes fines ; qui souhaite éliminer complètement ce risque peut poser un fusible neuf de calibre adapté au lieu de le ponter. Il faut aussi noter que la protection contre les courts-circuits mentionnée dans la fiche technique du capteur Allegro concerne la broche de sortie du capteur : elle protège le transistor de sortie et non la ligne d’alimentation. La sécurité du pontage repose donc sur la protection du régulateur, et non sur celle-ci. Comme cet article présente une solution complète, je n’ai pas jugé utile d’aborder d’autres symptômes ni des solutions alternatives. Si vous ne pouvez pas appliquer les opérations décrites ici et cherchez une solution plus simple, vous pouvez essayer quelques solutions simples mentionnées dans les liens de la bibliographie après les avoir lus attentivement.

J’ai utilisé l’Allegro A1126 comme nouveau capteur à effet Hall. Je l’ai choisi parce que je pouvais me le procurer rapidement et facilement ; un capteur adapté d’une autre marque ou d’un autre modèle peut aussi être choisi en comparant les fiches techniques du capteur d’origine et du capteur envisagé. L’Allegro A1126 est un composant de qualité automobile, bien plus robuste thermiquement que le capteur d’origine. Comme mentionné plus haut, il dispose en outre d’une sortie protégée contre les courts-circuits. La différence la plus marquée avec le capteur Toshiba est sa façon de consommer du courant. Le capteur Toshiba ne consomme pas de courant en continu ; comme l’indique sa fiche technique, son circuit interne consomme le courant par impulsions périodiques. La valeur de 1,2 mA donnée pour 3,3 V est la valeur de crête de ces impulsions, le courant moyen est bien inférieur. Mes mesures le confirment : avec le capteur d’origine en place, j’ai mesuré une chute de 30 mV aux bornes du fusible et 260 ohms pour le fusible, ce qui donne un courant moyen de 30 mV / 260 Ω ≈ 115 µA (si 1,2 mA étaient consommés en continu, la chute aurait été de 312 mV). Le capteur Allegro est au contraire un capteur à stabilisation par hacheur (chopper) qui consomme du courant en continu, et sa fiche technique indique un courant d’alimentation maximal de 4 mA. Avec le même fusible défectueux, dans le pire des cas, la chute aux bornes du fusible sera de 4 mA × 260 Ω ≈ 1,04 V ; seuls 2,26 V environ arriveront donc au capteur, bien en dessous de sa tension d’alimentation minimale de 3 V. À l’inverse, la marge de 0,3 V entre 3,3 V et 3 V ne suffit, avec un fusible de 260 ohms, que jusqu’à un courant de 0,3 V / 260 Ω ≈ 1,15 mA ; la fiche technique ne garantit pas que le capteur reste en dessous de ce courant, et comme la résistance du fusible augmente avec la contrainte thermique, cette limite baissera encore (le capteur d’origine pouvait tolérer le fusible défectueux pendant un temps car il fonctionne jusqu’à 2,3 V ; le capteur Allegro n’a pas cette marge). Sans pontage du fusible, le nouveau capteur ne peut donc pas fonctionner de façon stable.

La température sera bien plus élevée lorsque l’ordinateur est en charge, mais les données de la fiche technique du capteur Toshiba d’origine dans les conditions nominales sont les suivantes :

Tableau indiquant le besoin de 1,2 mA sous 3,3 V du capteur Toshiba :

Les données de la fiche technique du capteur Allegro sont les suivantes :

Tableau indiquant la tension d’alimentation minimale, la valeur maximale de la limitation de courant et le courant d’alimentation en fonctionnement du capteur Allegro :

Extrait de la description de la fiche technique du capteur Allegro concernant la protection contre les surintensités :

Tableau indiquant la plage de température de fonctionnement du capteur Allegro :

On voit que la tension d’alimentation minimale du capteur Allegro est de 3 V. La ligne d’alimentation du capteur doit donc impérativement être stable ; le fusible défectueux (ou celui qui se dégradera inévitablement avec le temps sous l’effet de la contrainte thermique) doit donc absolument être ponté (un composant neuf sans tenue aux hautes températures se dégraderait de la même façon) afin que la tension de la ligne ne s’effondre jamais (la marge de chute de tension maximale n’est déjà que de 0,3 V). De plus, comme l’indique la description de la fiche technique, il existe une limitation de courant de 60 mA. Cette limite concerne le courant de sortie du capteur : en cas de court-circuit sur la ligne de sortie qui va vers l’EC, la sortie du capteur se protégera elle-même. Comme on le voit, la limite haute de température de fonctionnement du capteur Allegro est de 150 °C, soit 65 °C de plus que la limite haute de 85 °C du capteur d’origine.

Les broches du capteur d’origine et du nouveau capteur sont entièrement compatibles : l’ancien peut être retiré et le nouveau soudé directement à sa place ; le capteur Toshiba est en boîtier SOT-23F, le capteur Allegro en boîtier SOT-23W, et les deux boîtiers sont compatibles entre eux.

Brochage du capteur Toshiba :

Brochage du capteur Allegro :

Pour accéder à la carte qui porte le capteur, on peut suivre les étapes du manuel de maintenance HP :

Image montrant tous les câbles à débrancher d’abord pour pouvoir retirer la carte mère :

Image montrant le démontage de la carte mère :

Image montrant le démontage de la carte qui porte le capteur Hall :

Comme on le voit, il faut retirer toute la carte mère pour accéder à la carte portant le capteur à effet Hall. Pour toutes les étapes jusqu’ici, il faut consulter attentivement le manuel de maintenance et de service HP. Le lien se trouve dans la bibliographie.

Carte du capteur Hall (côté capteur IR) :

Carte du capteur Hall (côté capteur Hall) :

Les images de la carte capteur sont visibles ci-dessus ; des versions en plus haute résolution sont accessibles via les liens donnés plus bas.

Gros plan de la carte du capteur Hall (côté capteur Hall) :

Le capteur Toshiba peut être retiré avec une station à air chaud ou un fer à souder, et le capteur Allegro monté directement :

Carte du capteur Hall (côté capteur Hall) après remplacement par l’A1126 :

Comme on le voit, deux condensateurs se trouvent tout près du capteur ; leurs boîtiers étant minuscules, il sera difficile de les ressouder s’ils se détachent par accident. En outre, si l’on utilise de l’air chaud, le connecteur JIR2 peut fondre ou être endommagé par la chaleur. C’est pourquoi, avant l’opération, il faut protéger les abords du capteur et le connecteur exposé avec du ruban Kapton. Après le remplacement, une ou deux couches de ruban Kapton peuvent être appliquées sur le capteur pour le renforcer mécaniquement. Comme mesure supplémentaire, on peut aussi réaliser un bloc isolant fin en plaçant du ruban téflon entre les couches de Kapton ; je l’ai essayé, ce bloc ne transmet presque pas la chaleur d’une face à l’autre. Ce bloc réduit toutefois seulement la chaleur qui atteint le capteur par le dessus ; il ne peut pas bloquer celle qui lui parvient par les pistes de cuivre et les broches de la carte. La tenue en température du capteur Allegro étant déjà suffisante, ce n’est pas nécessaire pour lui ; cela peut servir de protection supplémentaire simple pour ceux qui gardent le capteur d’origine, ou pour le fusible neuf ou la résistance 0 ohm posés à la place de FU6 (s’il est appliqué sur FU6, vérifier qu’il n’empêche pas le dissipateur de bien se plaquer). Le bloc doit impérativement rester fin : trop épais, il fait une bosse entre la carte capteur et la carte mère et exerce une pression sur la carte. Le travail sur la carte capteur est terminé.

Pour intervenir sur le fusible en question, il faut remettre la carte capteur en place, remonter la carte mère, puis démonter les caloducs en cuivre. La zone est visible sans démonter les caloducs et les mesures de résistance, de continuité et de tension nécessaires sont possibles, mais pour travailler dessus, le démontage du dissipateur est obligatoire. Après avoir retiré les vis du dissipateur, il faut le soulever délicatement à la verticale ; le mastic thermique ne doit pas être touché s’il est encore souple (s’il est sec et cassant, il faut le remplacer). Le bloc de refroidissement ayant été retiré, la pâte thermique doit obligatoirement être renouvelée, et lors du remontage des caloducs en cuivre, les vis doivent être serrées dans l’ordre indiqué.

Le fusible porte la référence FU6 et se trouve juste à côté du connecteur JIR1, par lequel la carte portant les capteurs Hall et IR se branche sur la carte mère.

Vue rapprochée du fusible FU6 :

Vue d’ensemble du fusible FU6 :

Vue très rapprochée du fusible FU6 :

Je n’ai trouvé aucune donnée précise sur le fusible d’origine ; je suppose qu’un fusible de remplacement d’environ 100 à 200 mA dans un boîtier adapté, ou peut-être une résistance 0 ohm dans un boîtier adapté, pourrait être posé. Compte tenu de la contrainte thermique persistante, je ne pense cependant pas que ce soit une solution durable ; c’est pourquoi j’ai retiré le fusible et l’ai ponté avec un pont de soudure.

Vue rapprochée des pastilles après retrait du fusible FU6 :

Après avoir retiré le composant, j’ai ponté FU6 avec un pont de soudure et, en contrôlant au multimètre (extrême prudence carte sous tension), j’ai vérifié que la ligne 3,3 V arrivait correctement à la broche du connecteur.

Fusible FU6 ponté avec un pont de soudure :

Ce contrôle doit aussi être fait carte hors tension : un test de continuité entre la pastille du fusible la plus proche du connecteur et les broches du connecteur permet de déterminer exactement quelle broche doit porter le 3V3. Après toutes les soudures, la solidité des soudures doit impérativement être vérifiée par un test de continuité.

4. Bibliographie

1. Reddit: HP Victus 16 Hall Effect Sensor Megathread Auteur : RaguTom

2. BADCAPS: HP Victus 16 Hall Effect Sensor Problem Auteur : mitchw

3. Maintenance and Service Guide Victus by HP 16.1 inch

4. Toshiba TCS40DLR Datasheet

5. Allegro A1126 Datasheet

5. Images supplémentaires

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