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2016/03/20

Raspberry Pi 3のキセノン・デス・フラッシュ問題を検証する Raspberry Pi 3のキセノン・デス・フラッシュ問題を検証する

(ラズパイ2で存在したカメラのフラッシュ光で死ぬ現象をラズパイ3でも検証し、その対処法を探る。)

Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]






● Raspberry Pi 3 Model Bを遂に購入

 Raspberry Pi3 Model B RPI2 RPI3

 大人気の CPUボードの Raspberry Piに WiFiと Bluetoothが搭載されたモデルが新発売となりました。
 以前から Raspberry Pi 2を買おうかどうか迷っていましたが、Raspberry Pi 3 Model Bの発売を機に購入を決意してラズベリアンになる事にしました。

 ※ ラズパイの OS Raspbianはバージョンが上がる毎に過去の版と OSの内部の作りが変わり、過去に書かれた製作記事(例えば Raspbian Wheezyの時代の記事)がそのままではエラーが出たりして動かない事が有ります。
 ※ 当方のホームページのラズパイ記事は全て Raspberry Pi 3 Model Bと Raspbian Jessieの組み合わせで動作確認をしております。
(ただし、将来的に新しい Raspbian OSが出た場合に、当方の Raspbian Jessieを基にした内容がそのままでは動かない可能性が有ります。)
 ※ 2017/08/16から Raspbian OSは Raspbian Jessieから Raspbian Stretchに変わりました。

Download Raspbian for Raspberry Pi

ちなみに、歴代のバージョンと名称は
Debianコードネーム年月備考
Debian 9Stretch2017/08/16~
Debian 8Jessie2015~2016/02からラズパイ3対応
Debian 7Wheezy2013~2016
Debian 6.0Squeeze2011~2014
Debian GNU/Linux 5.0Lenny2009~2012


● Raspberry Pi3でもキセノン・デス・フラッシュ現象は発生するの?

 Raspberry Pi 2では下記の通り、現象の報告と、それに対する対策が出されております。

カメラのフラッシュを当てると動作停止するデスフラッシュ現象が「Raspberry Pi 2」で発生
 対応策:基板上のシルク印刷の U16の所に有る NCP6343という部品を遮光する。

 デスフラッシュ現象の公式発表
Xenon Death Flash: a free physics lesson | Raspberry Pi
 カメラのフラッシュライトやレーザーポインター等の高輝度で波長の長い光を U16の所に有る電源供給用 IC NCP6343という部品に対して当てると、ICの内部回路が誤動作を起こし CPUのコア電圧が急激に下がり動作を停止してしまうのが原因。
オン・セミコンダクター NCP6343: 3 A Processor - Memory Supply with Dynamic Voltage Scaling, I2C Programming. Transient load helper

 解決方法として「ブルタックのような粘着ラバーを貼り付ける」と有りますが、こんな物を使わなくても遮光できれば良いのではと思うのですが??

 KSYのホームページでは「フラッシュ現象 Pi2で問題になったデスフラッシュ(カメラのフラッシュなど強力な光を照射すると、ハードウェア的にリセットしてしまう)現象の対策としてU16部品が黒くコーティングされています。」と有りますが、それは本当で、効果が有る物なのでしょうか?

● Raspberry Pi 3でのキセノン・デス・フラッシュ現象の有無を確認してみた

 Raspberry Pi 3(Element14製、Made in PRC)を手に入れたので、実際に キセノン・デス・フラッシュ現象の有無を確認してみました。

 基板の部品 U16(NCP6343)にフラッシュ光を当てると該当の症状が発生しました。

 結果:Raspberry Pi 3でも部品 U16が原因でキセノン・デス・フラッシュしました。


● キセノン・デス・フラッシュ現象は U16? U8?のどっちが原因かを確認してみた

 また、あるブログでは HDMIコネクタ付近のシルク印刷 U8の小さい四角い ICがデスフラッシュの原因かも?と書かれていましたが、これも併せて検証してみました。

 U16を遮光した状態で U8にデジカメのフラッシュ光を複数回当てても該当の症状は発生しませんでした。
 また、U8を遮光した状態で U16にフラッシュ光を当てると該当の症状が発生しました。

 結果:U8の部品はキセノン・デス・フラッシュとは無関係でした。

・Raspberry Pi用 キセノン・デス・フラッシュの原因 U16
Raspberry Pi用 キセノン・デス・フラッシュの原因 U16



● キセノン・デス・フラッシュ現象は単純に遮光できれば良いんじゃね?を確認してみた

 「ブルタックのような粘着ラバーを貼り付ける」と言う解決方法を大袈裟に感じたので検証してみました。

 検証には厚紙を使用して U16の周辺部分を遮光する様に覆いそこにフラッシュ光を浴びせてキセノンデスフラッシュ症状の有無を確認しました。

 結果:厚紙でも遮光できて、十分に解決方法になる。ブルタックなんぞ不要!厚紙だ!

・Raspberry Pi用 キセノン・デス・フラッシュ対策 U16を厚紙で遮光
Raspberry Pi用 キセノン・デス・フラッシュ対策 U16を厚紙で遮光



● 半導体がフラッシュ光で誤動作する現象は既に以前から報告されていた

 これは大昔の技術雑誌「プロセッサ」を読んでいた人はすぐにピンと来たり、原因なりを推測できたのではないでしょうか?
 記事の内容は UV-EPROM(紫外線消去式のROM)の消去窓にフラッシュ光が入るとデータが化けて誤動作すると言う物で「工場完成の記念撮影でプラントが爆発~」とかなんとかの冗談で〆ていたと記憶しています。
居酒屋ガレージ の下間さんの記事と言うのはインターネット時代になってホームページを拝見して初めて気が付きました。購読当時は執筆者が誰かと言う事を意識していなかったので。
 このホームページ(居酒屋ガレージ)の中でもこの記事を紹介しているのを見た記憶があるのですが、探せませんでした。
 ↓ここに有りました。PDFで記事も読めます。
※雑誌への投稿記事一覧 ★プロセッサ(技術評論社) 1989年6月 「ストロボでマイコンが暴走した!?」

 UV-EPROMは ICのパッケージの一部がガラス窓になっており、そこに紫外線を照射して書き込んだ ROMの内容を消去できる様になっております。
EPROM NMC27C512AQ200

・EPROM NMC27C512AQ200 秋月の商品ページから抜粋
EPROM NMC27C512AQ200 秋月の商品ページから抜粋


・EPROM NMC27C512AQ200 秋月の商品ページから抜粋
EPROM NMC27C512AQ200 秋月の商品ページから抜粋


・EPROM NMC27C512AQ200 秋月の商品ページから抜粋
EPROM NMC27C512AQ200 秋月の商品ページから抜粋
 ICパッケージ中央のガラス窓(石英ガラス)から内部の ICチップが確認できます。
 ここに紫外線を照射すると「トンネル効果」でデータ内容を保持している電子が自由になり、結果、ROMに書き込んだ内容が消去されます。
 石英ガラスは紫外線の透過率が優れています。

 なお、EPROMの消去には一般家庭用の殺菌灯でも代用可能です。



Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]

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