6 formas de queimar ou danificar seu Raspberry Pi

Créditos de imagem: Hackaday

Nesses 2 anos lidando com o Raspberry Pi praticamente de forma diária, observei no mundo afora diversos tipos de problemas que levaram ou poderiam levar à danificar a placa.

Curto acidental nos GPIOs do Raspberry Pi

Os GPIOs por serem machos (diferente do Arduino) são talvez a parte mais vulnerável da placa. Derrubar objetos condutores sobre eles ou fazer conexões erradas podem ocasionar o curto circuito.

Tanto o curto dos GPIOs com GND quanto de 3.3v ou 5v com eles podem ocasionar falhas irreversíveis.

Ao fazer ligações nos GPIOs é bom também estar atento a corrente máxima permitida. Esse pinos controláveis que são ligados ao SoC, tem um limite de corrente baixo (veja que não estou falando dos pinos nomeados como 3.3v/5v), jamais ligue cargas de alto consumo diretamente neles, há formas corretas de se fazer isso, como ligar motores utilizando transistors. O limite seguro dos GPIOs é de 16mA (driver configurável) máximos em um pino. Isso não quer dizer que você pode utilizar 16mA em todos os pinos ao mesmo tempo. Há um limite de cerca de 50mA no total, portanto caso houvesse a pretensão de drenar 16mA dos pinos, somente 3 GPIOs poderiam ser utilizados, que daria um total de 48mA, ainda dentro do limite.

Apesar do driver configurável, o limite de corrente é feito de forma externa, utilizando por exemplo resistors. Aconselho a todos que forem utilizar os GPIOs de forma manual aprenderem ao menos a lei de OHM para evitar problemas.

Temperatura excessiva por overclock e ou outro motivo

Todo componente tem um limite de temperatura no qual pode operar. Overclocks extremos e ou locais com altas temperaturas podem fazer com que a temperatura máxima de um ou mais componentes ultrapassem o limite.

O limite do SoC por exemplo é de 85°C enquanto que a memória pode operar até 80°C. Já os chips LAN9512 e LAN9514 operam até 70°C.

Um exemplo de uso do Raspberry Pi em que a temperatura deve ser monitorada/testada antes de ser utilizado efetivamente é dentro de caixas fechadas com pouca ventilação e expostas ao sol. Muitos outros casos similares podem necessitar do devido cuidado e testes prévios. O monitoramento pode ser feito com o sensor interno do SoC ou conectando sensores de temperatura ao Raspberry Pi.

Outro caso recente que vi em relação a temperatura foi o uso de dissipadores sem adesivos específicos para condução térmica. O que aconteceu é que ao invés de ajudar a dissipar o calor para o dissipador, o adesivo fez um efeito contrário, acabou barrando a dissipação e fazendo com que o SoC aquecesse além do limite em cerca de 1 minuto.

Créditos: KawaiiKilo

Como já disse em um post anteriormente, geralmente não há a necessidade de dissipadores/coolers, a não ser que for fazer um overclock expressivo, colocar a placa em condições de alta temperatura externa ou algum outro motivo.

Atualização: O último paragrafo vale até o Raspberry Pi 2, no Raspberry Pi 3 se houver uma utilização extrema da CPU pode ser necessário um dissipador e ou cooler.

Em caso da utilização de coolers é possível controlar sua velocidade automaticamente de acordo com a temperatura como visto aqui.

Fontes perigosas para você e seu Raspberry Pi

A alimentação de energia da placa não deixa de ser um ponto importante. Ao utilizar fontes de qualidade duvidosa você pode colocar em risco não somente seu Raspberry Pi como também sua vida.

Muitos utilizam carregadores de celulares como fonte. Se o seu carregador é original, tensão (5v), corrente (700mA ou mais dependendo do que for ligar nas portas USB) de saída atendendo as especificações, de forma geral sua fonte deverá funcionar normalmente. Mas é de conhecimento geral que o mercado está inundado de fontes falsas de diversas marcas, seja em camelôs, lojas pequenas ou até no mercado livre.

Tirando o fato de que uma fonte de qualidade ruim dificilmente supre a corrente que é declarada, além de possivelmente ter mais ruídos do que a original, a segurança de sua construção pode ser muito ruim e levar a sérios prejuízos.

Créditos: Anool J M

Devemos nos lembrar do fato que apesar da saída dessas fontes serem de forma geral 5v, sua entrada vem pela rede elétrica, 110v ou 220v onde internamente após a retificação pode chegar a picos de 150v DC em 110v ou pouco mais de 300v dc em 220v. O problema é que com uma fonte construída de qualquer forma, sem os isolamentos corretos entre outras questões, problemas internos podem acontecer e descarregar mais de 100 volts em cima da sua placa ou você. Isso é algo que já aconteceu como relatado nesse link onde algumas pessoas suspeitam do uso de um carregador falso.

O reaproveitamento de outras fontes DC 5v é comum alterando sua ponta para microusb, isso é algo que eu mesmo faço, uma das fontes utilizadas aqui é de um carregador de PSP. Mas é bom estar atento em relação a fontes mais simples que utilizam a base trafo+retificador somente, a tensão de saída de um trafo depende da sua entrada, portanto uma variação na rede elétrica pode fazer com que a tensão de saída seja maior do que normalmente seria, podendo também danificar a placa.

Uma fonte de qualidade pode também ter problemas, mas as chances são bem menores.

Umidades diversas

A umidade é geralmente inimiga dos equipamentos eletrônicos. Apesar do ar já ser um oxidante, a água acelera o processo.

O Raspberry Pi conta com alguns conectores banhados a ouro, que tem uma resistência alta contra oxidação, além do acabamento ENIG na própria placa. Outros metais na placa são mais sensíveis a oxidação. A prevenção contra umidades diversas pode não ser necessário para muitos, mas dependendo do projeto que tem em mente ou local em que ele ficará exposto elas podem se fazer necessárias.

Embora a oxidação possa em muitos casos não danificar de forma significativa a placa (queimar por exemplo), ela pode causar efeitos indesejados para quem deseja que seu projeto funcione de forma contínua. O mal contato nos conectores é um exemplo disso.

Diversos projetos com Raspberry Pi que ficarão perto da água salgada tem um fator de risco maior. A água natural (doce) é uma má condutora elétrica enquanto que a água salgada não.

Caixas seladas à prova d'água são comumente utilizadas em aplicações que envolvem exposição a chuva. Dependendo do caso pode-se utilizar também materiais para absorver umidade, como por exemplo a sílica gel (que na verdade realiza adsorção).

Tente também evitar acidentes ao derramar outros tipos de líquidos. Mantenha aquele copo de refrigerante longe do seu Raspberry Pi.

No vídeo abaixo um modelo antigo do Raspberry Pi foi mergulhado na água e ligado. Nesse caso foi utilizado um impermeabilizante chamado NeverWet.

Soldas na placa

Evite soldas desnecessárias no seu Raspberry Pi, principalmente se não tiver experiência em soldagem.

Antes de pensar em reparar sua placa, tente tudo que for possível para identificar o problema. Caso realmente seja um problema do Raspberry Pi, retorne a placa para garantia (se houver).

Manuseio da placa

Um problema recorrente envolvendo questões mecânicas nos modelos antigos que utilizavam cartões SD (ao invés de microsd) era a quebra do slot que segura o cartão.

Créditos: raspi.tv

Quem possui um modelo antigo deve tomar cuidado ao inserir e retirar o cartão sd além de possíveis colisões.

Esse problema caso aconteça com você é resolvido geralmente de duas formas, a mais difícil é soldar um conector novo e a mais fácil é colar algum tipo de objeto que sirva para segurar o cartão no lugar. No caso abaixo foi utilizado um cartão de crédito cortado.

Créditos: raspi.tv

Outra questão é ao pegar a placa com a mão. Embora os GPIOs até tenham uma certa proteção contra ESD, não se deve pegar a placa pelos contatos e sim pelos lados para evitar causar problemas com estática. Essa é uma prática que deve ser adotada para grande maioria das placas de circuito impresso.

Conclusão

Uma última forma de queimar seu Raspberry Pi seria fazer de forma proposital, como nesse vídeo abaixo:



Seguir alguns cuidados básicos podem evitar diversos problemas. Esse artigo não é definitivo no assunto, traz problemas comuns e outros nem tanto. Assim que surgirem mais ideias farei atualizações.

Caso você leitor tenha algo a acrescentar, utilize os comentários abaixo.

Referências:
https://www.reddit.com/r/raspberry_pi/comments/3q71wu/raspberry_pi_2_overheating/
http://www.righto.com/2012/03/inside-cheap-phone-charger-and-why-you.html
http://www.righto.com/2012/10/a-dozen-usb-chargers-in-lab-apple-is.html
https://picasaweb.google.com/107198716859948323715/110808C3jr_WallWart?feat=directlink#5638347072098518242
http://raspi.tv/2012/how-to-fix-a-broken-sd-card-slot-on-your-raspberry-pi 
http://pt.scribd.com/doc/101830961/GPIO-Pads-Control2
https://hackadaycom.files.wordpress.com/2015/08/burning-raspberry-pi-thumb.jpg?w=600&h=600