Échec de la semaine : Hackaday Writer tente de réparer la XBox

Comme beaucoup de lecteurs de Hackaday, je suis fier d’être « le gars qui répare » dans ma famille. Quand quelque chose se brise, je suis excité, parce que c’est une chance de montrer mes compétences. C’est particulièrement amusant quand quelque chose d’important tombe en panne, comme le réfrigérateur ou la machine à laver – de telles réparations sont une course contre la montre, car je dois le faire réparer plus rapidement qu’il n’en faudrait pour engager quelqu’un pour le faire. Je gagne habituellement la course; Je ne me souviens pas de la dernière fois que j’ai payé quelqu’un pour travailler sur quelque chose. Comme je l’ai dit, c’est un point de fierté.

Et donc quand mon fils est rentré à la maison pendant les vacances de Thanksgiving de son premier semestre à l’université, désireux d’allumer sa Xbox pour une relaxation insensée de ses études de biochimie, pour être accueilli avec un écran noir et aucun démarrage, c’était parti -temps pour moi. J’étais confiant que je serais capable de faire revivre la boîte morte à temps pour qu’il puisse s’amuser. Le fait qu’il soit de retour à l’école et que la machine soit toujours déchirée sur mon banc témoigne de mon orgueil, mais pour être juste, je me suis approché d’une solution, et je peux encore le faire. Mais dans tous les cas, les leçons que j’ai apprises en cours de route ont été très précieuses et méritent d’être partagées.

Diagnostic

Dès le départ, cela ressemblait à un problème d’alimentation – branchez-le, appuyez sur le bouton, pas de LED, pas de bip, pas de ventilateur. Nous avons vérifié les bases, comme nous assurer qu’il y avait une tension de ligne à l’extrémité du cordon d’alimentation et remuant les choses pour trouver des connexions desserrées. Avec ceux éliminés, j’ai décidé qu’il pourrait s’agir d’une mauvaise alimentation, qui sur la Xbox One X est un module interne. Avec les instructions de démontage à portée de main, nous avons sorti le bloc d’alimentation du boîtier et l’avons testé – 12 V, comme l’indique l’étiquette. Dommage – cela aurait été une solution simple.

Un peu de recherche sur Google m’a conduit à une série de vidéos de réparation qui semblaient correspondre aux symptômes. Un en particulier a attiré mon attention; il a suggéré qu’une mauvaise puce de resynchronisation HDMI pourrait être le coupable. Comment exactement cette puce aurait pu mal tourner était un mystère – la console était en grande partie inutilisée pendant des mois – tout comme la façon dont une mauvaise puce HDMI pouvait désactiver une machine entière. Mais c’était une piste.

Malheureusement, la solution à ce problème était loin de ma timonerie. Je suis habile avec un fer à souder, mais seulement dans le monde macroscopique. Oui, j’ai déjà essayé la soudure d’appareils à montage en surface, allant même jusqu’à participer au SMD Challenge lors de la Superconférence 2019. Je ne me suis pas vraiment couvert de gloire, mais j’ai assez bien réussi avec les outils sous-optimaux disponibles au Supercon que j’ai pensé que je pourrais probablement faire un travail décent. Mais d’abord, il faudrait que j’aille faire du shopping.

Puce TDP-158, après dessoudage
La puce de resynchronisation HDMI d’origine TDP158 dans son boîtier QFN-40, après dessoudage. Ce coussin thermique central l’a vraiment bien collé.

La puce que je devais remplacer était une TDP158, livrée dans un boîtier QFN (quad-flat no-leads) à 40 broches. Je ne connais pas grand-chose au SMD, mais il s’agit clairement d’un package qui ne peut pas être traité avec un simple fer à souder. Les zones situées sous le boîtier ont un pas de 0,4 mm et un tampon de transfert thermique relativement énorme est soudé à la carte. J’aurais besoin de quelques outils pour rendre la réparation possible.

Alors que j’étais prêt à débourser 55 $ pour une station à air chaud bon marché sur Amazon, je n’étais pas prêt à débourser pour l’autre outil dont j’aurais évidemment besoin : un microscope. J’ai pensé – imprudemment, en fin de compte – que je serais capable de me débrouiller dans la réparation avec les simples loupes montées sur la tête que Bil Herd m’a suggérées lorsque j’ai exploré les problèmes de vieillissement en tant que pirate informatique. L’autre chose dont j’aurais besoin était un TDP158 de remplacement, qui est transporté à la fois par Mouser et Digi-Key. Malheureusement, ils étaient tous les deux en rupture de stock, avec une livraison estimée en mars — de 2023 ! Heureusement, les revendeurs sur Amazon les avaient en stock, alors j’en ai ajouté un à ma commande et j’ai terminé le démontage en attendant la livraison.

Première tentative de réparation

Retirer la puce prétendument défectueuse de la carte était en fait plus facile que je ne le pensais. Les vidéos que j’avais regardées avaient toutes leurs stations à air chaud montées à 480 ° C – ce gros coussin thermique à l’arrière du QFN évacue vraiment bien la chaleur. Cela aide également lorsque la puce est remplacée, et vous ne vous souciez pas vraiment de la quantité de chaleur que vous y injectez. Cela viendrait me hanter plus tard, mais pour mon premier essai, tout ce qui me préoccupait était de ne pas faire fondre les capuchons et les résistances à proximité, pour lesquels je n’avais pas de pièces de rechange.

Là où j’ai commencé à avoir des problèmes, c’est une fois que la puce s’est libérée. Il y a un gros tampon en dessous qui est évidemment connecté à beaucoup de cuivre, car essayer de l’étamer était un cauchemar. Il ne suffisait pas de le frotter avec la pointe de mon fer Hakko, même avec la chaleur au maximum – la soudure durcirait instantanément et formerait des bosses qui maintiendraient la puce bien au-dessus de la surface de la planche. Et quand j’utilisais une tresse à dessouder pour essayer d’aspirer l’excès, la tresse finissait par être soudée au tampon. Il a fallu une combinaison d’air chaud et de fer à souder pour mettre les plaquettes en forme et prêtes pour la nouvelle puce.

Tout ce que j’avais vu sur le travail de refusion m’a amené à croire que le plus dur était derrière moi ; à ce stade, le flux, la résistance de soudure sur la carte et le miracle de la tension de surface feraient simplement flotter comme par magie la puce dans la bonne position avec l’application d’un peu de chaleur. Et c’est en quelque sorte le cas, mais même à travers mes loupes janky, je pouvais voir qu’il y avait des problèmes. Les pastilles le long d’un bord de la puce n’avaient clairement pas beaucoup de soudure, et il y avait quelques ponts de soudure évidents.

Configuration de la réparation CMS
Comment ne pas SMD. C’était ma configuration de réparation très sous-optimale, bien que la lampe de travail Harbour Freight soit fortement recommandée pour les réparations de voitures. Le microscope sur pied sur la puce TDP158 en bas à droite était inestimable, mais toujours très difficile à utiliser.

Ce qui s’est ensuivi a été littéralement des heures à chasser la soudure autour de la carte avec de l’air chaud, mon fer à souder avec à peu près toutes les pointes que j’ai pu trouver à essayer, plusieurs millilitres de flux et beaucoup de jurons. Egalement beaucoup de changements d’outils, notamment dans le département optique. Les mirettes montées sur la tête n’étaient pas suffisantes, alors j’ai trouvé un petit microscope sur pied que je pouvais en quelque sorte équilibrer au-dessus de la puce pour avoir un aperçu des articulations. Mon éclairage était également atroce – j’avais enrôlé ma lampe de travail rechargeable Harbour Freight, ce qui m’a vraiment aidé, mais elle projetait toujours des ombres gênantes et gênait mes outils la plupart du temps.

Un certain succès

J’en ai fini par en avoir marre de courir après la soudure, et quand j’ai été convaincu que j’avais au moins pris soin des ponts de soudure, j’ai rebranché suffisamment de choses pour tester la console. À mon grand étonnement – d’autant plus que mon fils regardait maintenant les débats – tout a démarré ! Mais hélas, une fois boutonné et testé sur le téléviseur, il n’y avait pas de sortie HDMI – ces joints sans soudure, sans aucun doute. Passons au deuxième tour.

Démarrage de la Xbox One X
Ça marche! Eh bien, pas vraiment – il démarre, mais n’a toujours aucune sortie vidéo.

La deuxième fois s’est passée un peu plus facilement grâce à l’expérience du premier tour. J’ai enlevé la puce, je l’ai nettoyée ainsi que les coussinets et j’ai remis la puce en place. Cette fois, il n’y avait pas de ponts, et tous les joints semblaient brillants et brillants – est-ce possible ? Est-ce que je l’ai finalement réparé ?

Bien sûr que non – il ne démarrerait même pas cette fois. Je soupçonne que j’ai tout simplement cuit la puce – entre toute la poursuite de la soudure du premier essai et la ressoudage du deuxième essai, j’ai déversé une tonne de chaleur dans la pauvre chose et je l’ai fait.

La troisième fois est un charme ?

C’est là où les choses en sont maintenant, et pendant que j’attends une autre puce pour pouvoir essayer une troisième fois, tout ce que je peux faire est de regarder les leçons que j’ai apprises. Bien que ce soit un pauvre artisan qui blâme ses outils, il y a encore quelque chose à dire pour une bonne configuration. J’ai vraiment besoin d’un microscope si je veux prendre ça au sérieux. [Scotty Allen] de [Strange Parts] chante les louanges dans cette vidéo sur son microscope, donc je pourrais ramasser quelque chose dans ce sens. Là encore, il y a des professionnels de la microsoudure qui ne jurent que par l’approche vidéo uniquement. (Vidéo, naturellement.) Je pense qu’un microscope stéréo ressemble plus à ma vitesse, cependant.

L’éclairage est une autre grande préoccupation. La lunette que je regarde a une lumière annulaire coaxiale pour un éclairage sans ombre, mais l’éclairage de la pièce dans mon magasin a besoin d’une refonte. Certes, il a été construit en pensant à l’écriture et dispose principalement d’un éclairage de travail, mais pouvoir décharger beaucoup de lumière lorsque j’en ai besoin serait une bonne idée.

Enfin, ce dont j’ai le plus besoin, c’est de la pratique. Je vais probablement récupérer des kits d’entraînement CMS et peut-être de vieux déchets électroniques pour m’entraîner à dessouder.

Ai-je manqué quelque chose? Parle-nous-en dans les commentaires. Je suis particulièrement désireux d’entendre les expériences de chacun sur la courbe d’apprentissage, en particulier des anciens.