Les actifs, au boulot !

40
5
déc.
2016
Science

Dans un circuit numérique, il y a toujours une dose d’analogique à l’interface avec le monde extérieur. Les composants discrets, dits actifs, sont à base de transistors et, dans le cadre d’un système numérique, permettent de manipuler la puissance (les signaux forts) ou d’amplifier les signaux faibles des capteurs.

Fondamentalement, il n’y a pas vraiment de différence entre les technologies MOS des microcontrôleurs et celle des transistors de puissance. C’est toujours du MOS. Sauf qu’une des technologies permet de conduire plus de courant, à plus haute tension, tout en dissipant mieux la chaleur.

Sommaire

Transistor

Dans un transistor, une « grille » ou une « base » permet de contrôler ce qui passe entre le collecteur et l’émetteur, ou le drain et la source, à l’image d’une vanne sur un tuyau.

Il existe principalement deux types de transistor : la technologie bipolaire, et la technologie MOS (Metal‐Oxyde Semidiconductor). Dans le bipolaire, la grille injecte un peu de courant entre le collecteur et l’émetteur. Dans un MOS, la grille est posée sur un oxyde de silicium parfaitement isolant, c’est le champ électrique qui fait l’effet tunnel pour faire passer les charges entre le drain et la source. Les charges restent sur la grille. L’absence d’injection de charge change tout, au niveau de la consommation électrique.

Un transistor MOS fonctionne en stockant des charges sur sa base qui laisse, ou non (c’est la différence entre NPN et PNP), passer le courant entre le drain et la source. La quantité de charge nécessaire pour faire fonctionner la vanne du transistor est vue comme une capacité parasite, que l’on retrouve notamment dans tous les circuits intégrés.

Ces capacités sont à vider et à remplir, elles sont donc responsables de la consommation dynamique des circuits intégrés. On retrouve aussi cette capacité parasite en bien plus grand sur les entrées de circuit, car les transistors des pads sont beaucoup plus gros ( de l’ordre du pF).

Les transistors sont d’une grande variété, au‐delà des types MOS et bipolaire. Par exemple, il existe des transistors dits intelligents, qui se coupent si leur température est trop élevée au lieu de griller. Il s’agit de transistors avec une logique de commande intégrée.

IPS511   Transistor 5 A avec protection thermique et commande utilisant une tension compatible avec de la logique 5 V.

Les transistors MOS ont une résistance interne très faible (« RdsON ») lorsqu’ils sont passants. Cette faible résistance implique une faible consommation d’énergie (P = R × I²). Si la résistance est faible, le transistor revient à un fil connecté à la « charge ». Si la résistance est forte, cela revient à un fil coupé. Dans les deux cas, la puissance dissipée dans le transistor est minime.
L’énergie est perdue surtout lors des phases de transition coupé/passant : le transistor passe alors d’une résistance faible à une résistance forte par rapport à la charge, ce qui implique une consommation transitoire.

Les transistors consomment lors de leur changement d’état, c’est le succès de la technologies CMOS qui ne consomme presque rien en statique.

Lors du choix d’un transistor de puissance, la résistance interne va déterminer sa consommation statique. Un « RdsON » de 10 mΩ et un courant de 10 A donne une consommation de 100 mW. L’autre caractéristique importante est la vitesse de commutation du transistor passant/coupé, qui va de quelques dizaines de µs à quelques ns. Souvent, un transistor très rapide dispose d’un « RdsON » plus grand qu’un transistor plus lent. Si la grille est plus grande, alors elle offre une résistance plus faible au canal, mais expose une capacité plus grande qu’il est plus long de remplir. Vous pouvez toujours associer deux transistors de types différents, l’association se comportera comme deux résistances en série : le transistor rapide conduira plus de courant, et limitera la consommation dans les transitions, tandis que le transistor lent conduira majoritairement en phase statique.

La capacité de dissipation thermique change en fonction du boîtier et de la présence ou non d’un radiateur. Cette résistance s’exprime en degré Celsius par watt (°C/W). En connaissant la température maximum du composant, on en déduit la puissance maximum que l’on peut dissiper dans le composant. Il est question ici uniquement des pertes dans le transistor.

Il peut être intéressant d’utiliser un composant dont les pattes sont courbées à 90°, afin de visser le transistor au circuit imprimé sur une petite zone de cuivre qui jouera ainsi le rôle de dissipateur thermique. La carte sera plus grande, mais plus solide qu’avec les composants simplement fixés par les soudures. Il faut également faire attention au fait que la partie métallique d’un transistor est souvent reliée à une de ses pattes : attention au court‐circuit, surtout si plusieurs composants sont fixés au même radiateur. Il existe des pastilles isolantes électriquement mais conductrices de chaleur (ce qui va rarement de pair, les bons conducteurs de chaleur étant souvent de bons conducteurs de courant).

La rapidité de commutation et leur faible consommation, en font un composant important pour le découpage (ou « hachage ») : la création d’un signal carré dont la valeur moyenne peut être contrôlée en faisant varier la période coupée par rapport à la période passante (PWM, ou pulse width modulation : modulation de largeur d’impulsion). On peut envoyer un tel signal directement à un moteur à courant continu, ou encore le passer dans un filtre passe‐bas LC pour obtenir une tension continue : c’est un des montages de base d’une alimentation à découpage (montage dit step down).

En cas d’usage pour un moteur, la fréquence de hachage est fixée autour de 10 à 20 kHz — voire un peu plus pour ne plus être dans les fréquences audibles (le sifflement peut être pénible). Certains moteurs, peu coûteux, peuvent ne pas tourner avec une fréquence de plus de 100 Hz. J’imagine que le très faible nombre de spires de ce genre de moteur ne permet pas de stocker assez d’énergie pour lisser la tension reçue.

Les transistors MOS peuvent être pénibles à mettre en œuvre, car la commande doit pouvoir atteindre la tension d’alimentation pour saturer complètement le transistor. Dans un système 24 V, avec un circuit de commande à 5 V (ou 3,3 V, voire moins), il faut un ou des composants « drivers de MOS » qui ont pour fonction de monter la tension de 5 V à la tension d’alimentation des transistors et de fournir assez de courant pour aller assez vite. En effet, plus le transistor peut conduire de courant, plus la capacité d’entrée parasite est importante. Si la commande est trop lente, en ne fournissant pas assez de courant à la grille du transistor de puissance, celui‐ci bascule plus lentement et sa consommation ainsi que son échauffement augmentent. Cette augmentation peut devenir non négligeable, jusqu’à le griller.

Les « Hexfet » (du fabricant « International Rectifier’s ») sont des sortes de transistors MOS qui ont un avantage énorme : leur bascule a lieu vers 1,5 V, quelle que soit la tension d’alimentation. Cela permet de les relier directement à un microcontrôleur, sans drivers. Cela en fait des commandes parfaites pour des moteurs dont ne veut pas changer le sens de rotation, ou pour des LED de puissance. Il me semble que ce genre de composant est utilisé pour les alimentations de processeurs pour PC (1,8 V jusqu’à 100 A, ce n’est pas commun).

Il faut savoir qu’un transistor fonctionne facilement jusqu’à 30 V, mais le courant est rapidement limité à 3 voir 5 A. Si vous utilisez une batterie 6 V pour un robot, il sera plus facile, pour doubler la puissance des moteurs, de passer à une alimentation 12 V que de doubler le courant acceptable par la commande du moteur. Il est aussi possible de « doubler » le composant en mettant les transistors en parallèle, qui agissent ainsi comme un transistor deux fois plus gros.

Nous avons vu pour l’instant l’usage d’un transistor en mode saturé et bloqué. En mode linéaire, on s’éloigne un peu plus de l’électronique numérique. Je préfère un montage à base d’amplificateur opérationnel, plus simple à mettre en œuvre, voire un circuit intégré qui réalise une fonctionnalité complète.

Dans le cas d’une commande par un microcontrôleur, il faut faire attention à la mise sous tension, ainsi qu‘à l‘état de la sortie de la broche de commande reliée à une base. À la réinitialisation, la broche peut être en entrée, donc avec un potentiel flottant, ou en sortie haute ou basse. Cela peut provoquer des consommations ou des activations non voulues. Si le code d’initialisation n’est pas assez rapide et que la puissance est alimentée en même temps que la logique, une pull‐up ou une pull‐down feront l’affaire.

Les ponts en H

Pont en H   Pont en H (source Wikipédia)

Le pont en H est une structure utilisant quatre transistors pour faire tourner un moteur dans les deux sens, avec une commande de hachage (par exemple, la modulation de largeur d’impulsions d’un microcontrôleur) et deux broches de contrôle de sens ou de freinage).

Un composant intégré est bien plus compact que son équivalent discret (donc, plus fiable, plus facile et rapide à mettre en œuvre, etc.). Souvent les ponts en H discrets sont préférés, pour avoir des courants jusqu’à 20 A.

Pour les cas de robots mobiles de la taille de ceux de la Coupe de France de robotique, le moteur industriel typique est le Maxon RE25 de 20 W qui demande 1,5 A en continu sous 24 V. Deux moteurs de ce genre peuvent faire bouger rapidement (50 cm/s) un robot de 10 kg avec un réducteur d’environ 18. Vingt ampères, même sous 12 V, sont nécessaires à un moteur de presque dix fois plus de puissance. Est‐ce bien nécessaire ?

Il ne faut pas oublier qu’il est plus simple de passer de 12 V à 24 V que de trouver un pont en H qui supporte deux fois plus de courant. Il est rare de trouver un pont en H intégré qui supporte plus de 5 A, 3 A étant le plus courant.

L6203   Pont en H fonctionnant jusqu’à 4 A sous 48 V à 100 Khz sous 0,3 Ω

Les moteurs vus à la Coupe de France de robotique étaient des moteurs à courant continu (à balais). La vitesse de rotation est proportionnelle à la tension et le courant électrique proportionnel au couple.

Dans l’industrie, ces moteurs sont remplacés par des moteurs synchrones, plus petits, plus fiables (plus de balais qui frottent) et beaucoup plus puissants. Mais leur commande est plus complexe, il y a minimum trois phases sur trois fils : trois signaux sinusoïdaux ou carrés décalés (comme le triphasé). La vitesse de rotation est proportionnelle à la fréquence. La tension et l’intensité donnent le couple maximum.

Les ponts en H intégrés ont pu avoir une mauvaise réputation, car certains modèles grillaient souvent (L298). Il ne faut jamais oublier, que les moteurs génèrent des parasites (ceux qui font des étincelles, entre autres). Par construction, à chaque mise à zéro et « allumage » ou « extinction » du courant par le transistor de commande, le moteur qui est composé de bobines, renvoie une haute tension en retour (par exemple 100 V). Il faut donc protéger correctement le pont avec des diodes Transil ou Schottky. Elles absorbent bien plus de courant en coupant les hautes tensions, que les diodes internes du pont en H, si elles existent. Il ne faut pas oublier non plus le petit condensateur céramique (10 nF) aux bornes du moteur. Celui‐ci court‐circuite les hautes fréquences parasites.

Certains ponts en H contiennent une sortie « sens », correspondant au bas du pont en H, pour permettre de mettre une résistance de puissance de faible valeur, pour mesurer le courant, ou directement la masse. Avec une résistance de 0,1 Ω, un courant de 1 A, générera une tension de 0,1 V lisible par un convertisseur analogique numérique. Certains ont remarqué que la présence de ce genre de petite résistance de puissance protégeait le pont. Elle doit sans doute absorber un reliquat de parasites, qui ne l’est plus par le pont. Une telle résistance sera une résistance de puissance de 1, 5 ou 10 W. Si la résistance est de trop petite dimension, elle va trop chauffer, sa résistance interne va augmenter, et donc avec elle, la tension à ses bornes, laissant peu de puissance au moteur.

Il ne faut pas oublier non plus le courant de démarrage quand le moteur part du point mort ou que celui‐ci est bloqué. Le courant peut monter à une dizaine d’ampères dans le cas du RE25, ce qu’un pont en H intégré ne peut fournir que brièvement avant coupure ou destruction.

Pour fournir plus de courant qu’un seul composant ne peut fournir, on peut en mettre deux en parallèle. J’ai déjà mis en parallèle trois puces, qui génèrent une modulation de largeur d’impulsions (PWM) de puissance, pour une alimentation à découpage. Il faut limiter au maximum la distance entre les composants, pour éviter les effets inductifs des pistes, ce qui pourrait fausser la répartition de courant en haute fréquence (> 1 MHz). Les hautes fréquences sont générées par les fronts très droits, ce qui est souhaitable pour avoir la transition la plus rapide.

Les ponts en H intégrés ont principalement quatre entrées de contrôle, une pour chaque transistor. Souvent, un demi‐pont est connecté à une sortie PWM d’un microcontrôleur et les deux autres sont connectées à des entrées‐sorties classiques pour déterminer le sens du courant. Il existe aussi des sorties PWM couplées sur certains microcontrôleurs. Ce genre de couplage permet de gérer une « dead band », un moment où tout est coupé. Cela empêche la phase de court‐circuit, typique des inverseurs CMOS, lorsque les deux transistors sont passants lors des transitions.

Il peut y avoir aussi des séries de trois PWM sur certains microcontrôleurs. Il s’agit d’une fonctionnalité dédiée pour gérer des moteurs synchrones qui utilisent trois phases pour les trois pôles du moteur.

Les régulateurs linéaires

Il s’agit d’un composant tripode intégré, qui utilise un transistor en mode linéaire pour réguler une tension fixe de sortie.

Le plus connu est le 7805 qui fournit du 5 V et dont le rendement est faible. Dans le cas d’un 7805 qui fabrique du 5 V à partir de 12 V pour un courant de 1 A : 12 - 5 = 7 V de perdus, P = 7 × 1 = 7 W, perdus en chaleur, pour5 × 1 = 5 W` « utiles ». Le rendement est donc de 41 %, ce qui est mauvais. Et il faut de plus prévoir la dissipation de chaleur en conséquence. Il peut être intéressant de mettre une résistance de puissance en amont du régulateur qui dissipera une partie de la puissance. Par exemple, avec 2 Ω, 2 W seront dissipés, en provoquant 2 V de chute de tension avant d’arriver au 7805.

Il faudrait avoir une faible différence entre la tension d’entrée et la tension cible, pour avoir un rendement plus intéressant. Technologiquement, il faut une différence minimum de 1,2 V, entre les deux tensions. Il existe des régulateurs « low drop out » avec une différence minimum de 0,6 V, mais il faut faire attention à leur condition d’instabilité (leur sortie peut osciller en l’absence de condensateur de filtrage). Dans le cas d’une batterie 6 V, avec un régulateur 5 V « low drop out » de 0,6 V de chute, on a un rendement de 83 %, ce qui n’est pas mauvais du tout.

lm2940   Régulateur linéaire LDO 5 V 1 A

Ce genre d’alimentation est très simple à mettre en œuvre : un composant à trois pattes, plus une ou deux capacités de découplage. Il est aussi excellent pour filtrer le « bruit » d’alimentation, celui d’un moteur ou d’une alimentation à découpage en amont. C’est parfois utilisé pour l’audio, avant d’alimenter un amplificateur.

Dans le cas de courants très faibles (1 mW), il peut être plus intéressant d’utiliser un régulateur linéaire qu’une alimentation à découpage. En effet, celle‐ci consomme toujours un peu d’énergie, pour son fonctionnement interne. Dans le cas de très basses consommations (< 1 mA), on peut arriver au même ordre de grandeur que les besoins du circuit principal. Ainsi le rendement de l’alimentation à découpage tombe sous les 50 %, ce qui peut rendre le régulateur linéaire plus intéressant.

Il existe aussi des montages spécifiques pour transformer un régulateur linéaire en source de courant (le courant bouge moins, lorsque la tension bouge). Cela fait une meilleure source de courant qu’une résistance, pour une LED par exemple.

Les amplificateurs‐opérationnels

Le Net regorge de schémas à base d’amplificateurs opérationnels (ampli‐op). Un tel circuit permet tout un tas de fonctionnalités et correspond à l’inverse de la fonction de rétro‐action (en mode linéaire).

La fréquence maximale, la précision de la sortie est dépendante de la qualité de l’ampli‐op. Je ne compte pas refaire le cours sur les circuits à ampli‐op que l’on revoit sans cesse au cours de ses études.

J’ai tout de même un petit faible pour le montage suiveur. Lorsqu’on l’étudie, on a l’impression qu’il ne sert à rien. Or, il permet de mettre de la distance (entre deux cartes, par exemple) entre un phénomène physique à mesurer, et un convertisseur analogique‐numérique. Le suiveur fournit autant de courant que nécessaire sur la liaison. Il permet aussi de se faire des sondes d’oscilloscope actives, à très peu de frais. Une sonde active d’oscilloscope de quelques gigahertz coûte autour de 1 000 €, un ampli‐op rapide coûte quelques euros.

Il faut faire aussi attention aux amplis‐ops CMOS de conception ancienne, dont certains peuvent avoir un décalage de sortie non négligeable. Dans le cas d’ampli‐op de précision, il faut se rappeler que le bruit dans l’alimentation se retrouve, en partie, dans la sortie. Il faut pouvoir bien la découpler avec une capacité de découplage, une bobine de choc, voire un convertisseur linéaire dédié.

Dans le cas d’un montage amplificateur, il est parfois salvateur de rajouter une petite capacité (10 pF), entre l’entrée et la sortie. Cela crée un filtre passe‐bas qui enlève le bruit à haute fréquence qui n’intéresse pas le montage et cela augmente sa stabilité.

Comparateurs

Les comparateurs peuvent être comparés à un amplificateur opérationnel ne fonctionnant qu’en mode saturé. L’avantage est que leur temps de basculement est plus rapide que pour un ampli‐op de prix équivalent.

Les comparateurs les plus rapides ont des sorties collecteur ouvert. La tension d’alimentation acceptable peut être centrée autour de 5 V ou, au contraire, être beaucoup plus large (3 à 15 V). Cela a l’énorme avantage de pouvoir utiliser directement une batterie sans régulation ou alimentation spécifique (pas de perte, pas de parasite, montage plus petit, plus fiable, etc.).

L’ancêtre, la série 74

La série 74 définit des circuits DIP contenant des portes logiques simples. Le 74LS00 est par exemple une porte NAND. Les premiers Cray ont été construits avec ce genre de technologie. Elle paraît aujourd’hui totalement obsolète en électronique numérique. Il peut être intéressant d’utiliser leur capacité de conduire beaucoup de courant, par rapport aux technologies plus récentes. Le 74LS06 contient six inverseurs MOS pouvant sortir 20 mA par broche, soit de quoi alimenter des diodes de signalisation. On peut aussi lier les six entrées‐sorties, pour gérer plus de 100 mA.

En résumé, nous venons de faire un tour rapide sur la technologie MOS. Il faut se souvenir qu’il existe beaucoup de composants intégrés qui seront plus fiables qu’un montage en composants discrets. Un transistor MOS a une résistance (RdsON) de passage et une résistance thermique, mais aussi un temps de commutation.

Vous pouvez reprendre une activité normale (comme regarder les réseaux sociaux).

vrac

  • # très belle série

    Posté par . Évalué à 7. Dernière modification le 05/12/16 à 22:27.

    Et pourquoi ne pas voir en conclusion la réalisation d'un petit projet électronique "moderne*" mettant les concepts en pratique? À la façon d'un Fait main**

    Il ne faut pas nécessairement couvrir tous les composants présenter.

    Jusqu'ici, merci!

    * comprendre avec du réseau dedans. :)
    ** le site ayant disparu, je met le lien du github.

    • [^] # Re: très belle série

      Posté par . Évalué à 5. Dernière modification le 06/12/16 à 09:30.

      Il y a 10 ans, le réseau aurait été compliqué. Il existait des composants Ethernet à brancher sur des PIC, il existait des débuts de piles IP qui tournait sur µC (le genre de pile qui doivent être des failles de sécurités à elle toute seule).

      Aujourd'hui, tu utilises simplement un RaspberryPi avec du wifi et tu as le réseau pour presque rien.

      Le projet marrant que j'ai en tête serait de connecter plusieurs RaspberryPi zero en utilisant le bus CAN intégré. Une RaspberryPi zero coutant 5€, il est impensable de les connecter à un switch ethernet qui coûte 10x plus.

      Le défie serait de connecter n cartes par bus CAN (100 Kbps max), qui mettrait la lecture de leur IO en commun, avec une latence la plus faible possible (~100 hz ?).

      "La première sécurité est la liberté"

      • [^] # Re: très belle série

        Posté par . Évalué à 1.

        Merci pour ta réponse et ton idée de projet, j'ai hâte.

        Sinon question pile TCP, découvert au FOSDEM l'an dernier, le projet PicoTCP.

        • [^] # Re: très belle série

          Posté par (page perso) . Évalué à 1.

          Il y a aussi LWIP et uIP (micro IP), qui proposent même de l'IPv6. LWIP est plutôt fiable, il n'y a pas de raison que ça soit moins bien sécurisé que la stack IP de Linux.

          • [^] # Re: très belle série

            Posté par . Évalué à 9. Dernière modification le 06/12/16 à 11:25.

            Si plein justement. La pile de linux a évolué pendant 10 ans pour éviter tout un tas de problème, ce qui n'est pas du tout le cas de ce genre de pile.

            Cela me rappelle un outil qui permet de faire la signature d'une machine particulière sous son linux. Un type s'est amusé à faire la signature d'une wii, il s'est fait pirater dans l'heure, car la wii ne générait pas correctement les séquence aléatoire TCP.

            Pitié les dev d' IoT, n'utilisez pas ce genre de pile sans l'avoir fait tester par des vrais méchants du pen test. Sinon, vous allez peupler Internet de gigabotnet, l'enfer ! Après avoir mis des mots de passe / login de base, genre admin/admin, ne faites pas un nouveau genre de boulette connu depuis 20 ans.

            "La première sécurité est la liberté"

            • [^] # Re: très belle série

              Posté par (page perso) . Évalué à 2.

              LWIP date de 2002, elle a donc plus de 10 ans :)

              Pourquoi elle serait forcément de moins bonne qualité que celle de Linux?

              Quel que soit le logiciel utilisé, ne l'utilisez pas sans l'avoir fait tester par des vrais méchants du pen test. On a vu ce qu'il s'est passé avec OpenSSL, par exemple.

              "Oui mais c'est Linux, tout le monde utilise ça, donc c'est forcément fiable"? J)y crois moyennement. Il y a régulièrement des mises à jour de Linux et il est rare qu'elles soient déployées sur des devices IoT (quand on arrive à avoir un kernel à jour dès la conception du device, c'est déjà pas mal. dans certains cas les fournisseurs de system-on-chip fournissent une version du noyau; qui date de la mise sur le marché du chip…).

              En plus de ça, même avec une pile IP pleine de trous on est loin d'avoir un botnet. Injecter du code dans un firmware où le code ne s'exécute que depuis la mémoire flash d'un microcontrôleur, ou il n'y a pas de shell et donc aucun moyen de prendre le contrôle directement de la machine, où il n'y a pas d'interface de syscall claire entre le noyau et le reste, où les adresses de toutes les fonctions changent à chaque recompilation du firmware, je te souhaite bon courage.

              (par contre, ça sera peut être facile de faire planter et rebooter le device en question. même sans en prendre le contrôle pour faire un botnet ça peut déjà bien mettre le bazar).

              • [^] # Re: très belle série

                Posté par . Évalué à 5. Dernière modification le 06/12/16 à 14:16.

                Linux est attaqué en permanence depuis 10 ans, c'est ce qui fait la solidité. Il n'y a plus de problème de spécification, mais peut être d'implémentation, ce qui n'est sans doute pas le cas de LWIP.

                "Oui mais c'est Linux, tout le monde utilise ça, donc c'est forcément fiable"? J)y crois moyennement.

                C'est l'est forcément 10x plus que n'importe quel code très peu utilisé.

                Il y a régulièrement des mises à jour de Linux et il est rare qu'elles soient déployées sur des devices IoT (quand on arrive à avoir un kernel à jour dès la conception du device, c'est déjà pas mal. dans certains cas les fournisseurs de system-on-chip fournissent une version du noyau; qui date de la mise sur le marché du chip…).

                Oui, et c'est un scandale. Les vendeur d'IoT devraient être responsable des dégâts causé par leur objets. Quand une camera IP neuve se fait défoncé en 48s, c'est n'importe quoi.

                En plus de ça, même avec une pile IP pleine de trous on est loin d'avoir un botnet. Injecter du code dans un firmware où le code ne s'exécute que depuis la mémoire flash d'un microcontrôleur, ou il n'y a pas de shell et donc aucun moyen de prendre le contrôle directement de la machine, où il n'y a pas d'interface de syscall claire entre le noyau et le reste, où les adresses de toutes les fonctions changent à chaque recompilation du firmware, je te souhaite bon courage.

                Ben si… cela fait 10 ans que cela se fait ! Pourquoi Linux implémente l'ASLR, par exemple, à ton avis ? Le layout d'adresse de fonction change à chaque exécution ! Ne sous-estimes pas la compétence des personnes en face, et plus ton "objet" est commun plus il intéressera du monde. Le piratage actuel consiste à tester quelques couples de login/mot de passe connu, mais les techniques de buffer overflow et autre "shell code" existe depuis depuis longtemps.

                Le piratage de canal sat impliquait de faire du reverse engineering de carte à puce. Et cela a été fait (c'était le boulot de CK2 security de surveiller) ! Alors du reverse de firmware depuis une flash, c'est rien du tout.

                "La première sécurité est la liberté"

                • [^] # Re: très belle série

                  Posté par (page perso) . Évalué à 0.

                  Je ne suis pas sur que LWIP soit "très peu utilisé". C'est l'une des rares solutions pour l'embarqué quand on a pas la place de mettre un Linux, et on la croise quand même assez souvent. Et elle est sous licence BSD, ce qui fait qu'il y a plein de gens qui l'utilisent sans diffuser les sources et sans communiquer dessus. Difficile donc d'évaluer si elle est répandue ou non.

                  Je maintiens la question: si ta plateforme n'exécute QUE du code en flash, tu fais comment pour injecter du code dans la flash à partir de paquets IP? Faire planter le device, oui, sans problème, mais injecter du code dans la flash, j'ai du mal à y croire. Tu auras beau faire tous les buffers overflows que tu veux et écraser toute la RAM, la flash ne va pas bouger? C'est pas une question de compétence là, je vois juste pas comment on peut injecter du code en flash juste à partir de paquets IP.

                  • [^] # Re: très belle série

                    Posté par . Évalué à 3.

                    Pourquoi avoir forcément besoin d'écrire dans la flash ? Le XIP n'est plus utilisé que je sache (trop lent). Il suffit d'avoir du code en RAM (buffer overflow, string overflow, return into libc,…). Ensuite, tu peux imaginer un shell code qui va modifier la flash si tu sauver le ver. Un shell code, c'est une string qui contient un programme en binaire qui "fait un truc", habituellement c'était un appel de création d'un shell, mais cela peut être n'importe quoi.

                    "La première sécurité est la liberté"

                    • [^] # Re: très belle série

                      Posté par (page perso) . Évalué à 3.

                      On doit pas parler du même genre de devices. LWIP s'utilise avec des microcontrôleurs qui ont en général quelques Ko de RAM, et le code s'exécute directement depuis la flash (qui est souvent plus grande que la RAM). Je pense par exemple aux STM32 chez ST, et certains PIC32 chez Microchip. De gros microcontrôleurs capables de faire de l'IP, mais pas assez gros pour faire confortablement fonctionner Linux.

                      Alors oui, bien sûr quand on a du matériel assez puissant pour mettre Linux, il vaut mieux le faire. Mais c'est loin d'être le cas partout. Et ça ne règle pas le problème qu'il faut faire le suivi des mises à jour de sécurité et publier régulièrement des corrections du firmware, ce qui est trop rarement fait, Linux ou pas.

                      • [^] # Re: très belle série

                        Posté par . Évalué à 3.

                        Ok, je ne pensais pas que l'on faisait du TCP/IP avec des 'devices' aussi petit. Il semble possible de faire fonctionner du code depuis la RAM d'un STM32. Je ne sais pas si il est possible d'interdire l’exécution de ce genre de code, mais cela serait une bonne idée :)

                        Et ça ne règle pas le problème qu'il faut faire le suivi des mises à jour de sécurité et publier régulièrement des corrections du firmware, ce qui est trop rarement fait, Linux ou pas.

                        Oui, c'est même le point principale : prévoir des mises à jour pendant la durée de vie de l'objet !

                        "La première sécurité est la liberté"

                    • [^] # Re: très belle série

                      Posté par (page perso) . Évalué à 3.

                      Pourquoi avoir forcément besoin d'écrire dans la flash ? Le XIP n'est plus utilisé que je sache (trop lent).

                      Euh, non.
                      C'est encore utilisé, pas plus tard qu'il y a 1 an ou deux j'ai du le mettre en place dans un projet utilisant Linux.
                      Le XIP a l'avantage d'être très simple en fonctionnement. Malgré ses performances réduites, cela fait sens suivant les besoins, composants choisis et temps de développement nécessaire.

  • # Séries 74

    Posté par (page perso) . Évalué à 5.

    Petite confusion sur les composant logiques "série 74", je pense?

    On trouve dedans toute sorted de technologies:

    7400: la "vraie" série 74
    74LS00: low-power shotky
    74HC00: CMOS

    et ainsi de suite (74F, 74HCT, 74AVL, …). On a donc des portes logiques à fonctions équivalentes, mais utilisant des technologies différentes. Certaines sont toujours utiles pour des cas bien précis, même si de plus en plus de choses sont intégrées dans des circuits plus complexes de nos jours.

    • [^] # Re: Séries 74

      Posté par . Évalué à 1.

      Tout à fait, et pour préciser un peu les choses, la "vraie" comme tu dis, c'est ce qui s'appelle technologie TTL (Transistor Transistor Logic) qui est faite avec les transistors bipolaires, la série LS, c'est aussi du TTL, mais avec juste des diodes shottky en plus pour aller plus vite en consommant moins.
      Ces 2 technologies sont complètement obsolètes, maintenant quand on a besoin de la série 74 c'est de la CMOS qu'on trouve (série HC, HCT…).

  • # Quelques rectifications.

    Posté par . Évalué à 3.

    Technologie MOS (Metal-Oxyde Semi di conductor)

    Dans le bipolaire, la grille base injecte un peu de courant

    Ce n'est pas l'"effet tunnel" qui permet la conduction dans les MOS, mais un abaissement de la barrière de potentiel sous l'effet du champ électrique

    Un transistor MOS fonctionne en stockant des charges sur sa base grille

    c’est la différence entre NPN et PNP transistor à enrichissement ou transistor à appauvrissement

    les transistors des pad*s* sont beaucoup plus gros… Les pads sont surtout eux-mêmes capacitifs.

    • [^] # Re: Quelques rectifications.

      Posté par . Évalué à 3.

      Dans le bipolaire, la grille base injecte un peu de courant
      Un transistor MOS fonctionne en stockant des charges sur sa base grille

      J'allais faire les mêmes corrections, à noter que des transistors avec une grille, un collecteur et un émetteur, ça existe. Ce sont des transistors IGBT qui essaient d'allier les avantages des deux technologies, mais je ne pense pas que c'était le propos de l'auteur.

      c’est la différence entre NPN et PNP transistor à enrichissement ou transistor à appauvrissement

      Là par contre, j'aurais plutôt remplacé NPN et PNP par canal N et canal P, mais mes cours sont très loin.

    • [^] # Re: Quelques rectifications.

      Posté par . Évalué à 3.

      c’est la différence entre NPN et PNP transistor à enrichissement ou transistor à appauvrissement

      ? on parle de type N ou de type P, pour les NPN ou PNP, personne n'utilise "enrichissement" ou "appauvrissement"

      les transistors des pad*s* sont beaucoup plus gros… Les pads sont surtout eux-mêmes capacitifs.

      ? Ils sont capacitif parce qu'ils sont composé de plusieurs transistors de grosses tailles. La capacité parasite est dû à la taille de la grille.

      "La première sécurité est la liberté"

      • [^] # Re: Quelques rectifications.

        Posté par . Évalué à 1.

        ? on parle de type N ou de type P, pour les NPN ou PNP, personne n'utilise "enrichissement" ou "appauvrissement"

        Dans le dépêche, tu écris :

        Un transistor MOS […] (c’est la différence entre NPN et PNP)

        Or NPN & PNP sont utilisés pour parler des transistors bipolaires pas pour les transistors MOS où on parle de canal N ou canal P, mais aussi de transistors à enrichissement ou à appauvrissement, sachant que ceux-ci peuvent être chacun de type N ou P. Il y a en fait 4 types de transistors MOS et non 2 comme les bipolaires.

        • [^] # Re: Quelques rectifications.

          Posté par . Évalué à 4.

          Je suis d'accord sur le fait que l'on parle de type N et P et non pas de NPN ou PNP qui est pour les bipolaire. Mais 4 types de transistors, je ne vois pas du tout à quoi tu fais référence, à la manière de doper ?

          "La première sécurité est la liberté"

          • [^] # Re: Quelques rectifications.

            Posté par . Évalué à 1.

            Je ne serais plus capable de te répondre, car mes cours d'électronique sont très loin, mais vu les noms enrichissement et appauvrissement, c'est certainement une histoire de dopage. Je crois juste me souvenir que ces 2 types ne fonctionnent pas de la même façon, un peu comme entre un transistor canal N et canal P.

            • [^] # Re: Quelques rectifications.

              Posté par . Évalué à 2.

              Cela ne me dit rien du tout. Même si le dopage change, le fonctionnement reste identique.

              "La première sécurité est la liberté"

            • [^] # Re: Quelques rectifications.

              Posté par . Évalué à 3.

              Un MOS ou MOSFET ou IGFET est un transistor à effet de champ dont la grille est isolée, et qui agit donc sur la conductivité par effet capacitif en la réduisant dans un MOS à appauvrissement ou en l'augmentant dans un MOS à enrichissement (ou à canal induit).

              Donc :
              — un transistor MOS à appauvrissement est passant avec Vgs=0 et est de moins en moins passant lorsque |Vgs| augmente (positivement pour un canal P & négativement pour un canal N) ;
              — un MOS à canal induit est bloqué avec Vgs=0 et deviennent passant lorsque |Vgs| augmente (positivement pour un canal N & négativement pour un canal P).

              Symbole d'un MOS canal P à appauvrissement :
              MOS-P

              Symbole d'un MOS canal P à enrichissement :
              MOS-P induit

              Pour un canal N les flèches sont dans l'autre sens.

              Une vidéo sur le transistor bipolaire & une autre sur le transistor à effet de champ.

          • [^] # Re: Quelques rectifications.

            Posté par (page perso) . Évalué à -1.

            Reprenons les bases (again). Dans la famille des transistors à effet champ (FET) on distingue principalement :

            • les FET à jonction « JFET » : Junction Field Effect Transistor ;
            • les FET à grille isolée « MOSFET » (MOS pour les intimes) : Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor.

            Il y a deux polarités :

            • canal N ;
            • canal P.

            Pour les MOSFET, il y a deux modes d'exploitation du phénomène « effet de champ » :

            • l'enrichissement : le canal devient conducteur avec la tension de grille ;
            • l'appauvrissement : le canal devient isolant avec la tension de grille.

            C'est la période des conseils de classe, alors pour Nicolas : c'est bien de produire du contenu mais je trouve très dommage les erreurs que contiennent les dépêches de cette série, qui auraient pu être évitées en prenant plus de temps pour te documenter avant de publier.

            « J'ai pas Word, j'ai pas Windows, et j'ai pas la télé ! »

            • [^] # Re: Quelques rectifications.

              Posté par . Évalué à -3.

              Comment te dire d'aller te faire foutre de façon violente ?

              Ces textes ont pris des heures à être écris, ils ont été relus par des dizaines de personne.

              La section en question mélange volontairement les concepts base/grille car à l'usage c'est presque identique. Faire la différence ne sert à rien, n'apportes rien d'utile aux lecteurs. Le principe de la vulgarisation impose d'utiliser le vocabulaire de la personne qui lit, l'imprécision que tu pointes avec autant de mépris n'a strictement aucun intérêt pratique. Mais j'ai l'impression que la pédagogie et toi, cela fait 12, j'espère que tu n'est pas prof.

              Peut-être que dans ta vie tu n'as jamais fait autre chose que le con devant une classe, à l'inverse, des systèmes électroniques j'en ai conçu quelques-uns.

              "La première sécurité est la liberté"

              • [^] # Re: Quelques rectifications.

                Posté par (page perso) . Évalué à 5.

                Un conseil de vieux con pour commencer : détends-toi sinon tu ne profiteras pas de la retraite !

                Mon message n'avait rien de méprisant et je regrette que tu l'aies pris comme tel. Il avait d'abord pour ambition de répondre à ton interrogation : « Mais 4 types de transistors, je ne vois pas du tout à quoi tu fais référence, à la manière de doper ? » en te montrant quels sont les 4 principaux types de MOSFET (si on veut rentrer dans les détails technologiques, il y a de quoi se faire plaiz).

                Alors, oui, je suis prof, d'électronique à l'origine. T'inquiète, je n'en fais pas un motif de fierté. J'ai terminé mes études il y a plus de vingt ans mais même si j'ai beaucoup oublié depuis (ça, c'est dur à vivre), je pense qu'il me reste quelques bases dans cette discipline. C'est vrai qu'il n'y avait pas d'épreuve de pédagogie à l'époque, c'est peut-être pour ça que j'ai été reçu (mais deux fois, dans deux spécialités différentes, c'est un sacré coup de bol quand même).

                Figure-toi que je n'avais pas l'impression de faire le con devant une classe quand j'enseignais ma spécialité et j'ai parfois rencontré d'anciens élèves qui ne semblaient pas en avoir souffert. Bizarre.

                Tu vois, j'aime tellement cette discipline que ça me fait mal quand je lis tes articles de cette série, truffés d'approximations (et de quelques erreurs monumentales, il faut le dire) qui révèlent que tu ne maîtrises pas les sujets que tu prétends traiter (parce je soupçonne de la prétention dans tes propos, d'où peut-être ton sentiment de mépris de ma part). Bon, j'avoue que je n'en ai lu que des extraits, mon endurance a des limites et mon temps libre aussi.

                Cela t'a pris des heures pour les rédiger, et alors ? Est-ce que quelqu'un t'a fixé une date butoir pour publier ? Ils ont été relus, et puis ? Cela a permis de valider le contenu de manière fiable ? Non, c'est un fait. Je le redis, l'intention est louable, mais il ne faut pas publier n'importe quoi.

                Pour revenir à ton message ci-dessus, je ne pense pas que sous prétexte de vulgarisation mélanger les concepts et les mots qui normalement désignent des choses précises soit recommandable. Je pense aussi que si tu voulais réellement vulgariser tu éviterais justement ces termes techniques. Alors si tu les emploies, emploie-les correctement ! Et par exemple, si plutôt que « mélanger les concepts base/grille » tu faisais le parallèle entre la base du transistor bipolaire qui se pilote en courant et la grille du FET qui se pilote en tension, je pense que cela apporterait une information essentielle à tes lecteurs car à l'usage, c'est pas du tout identique.

                PS : le recours à l'insulte ne te grandit pas.
                PPS aux modérateurs : il n'y a pas un code de bonne conduite sur LinuxFr.org ?

                « J'ai pas Word, j'ai pas Windows, et j'ai pas la télé ! »

              • [^] # Re: Quelques rectifications.

                Posté par (page perso) . Évalué à 5.

                j'espère que tu n'est pas prof.

                C'est typiquement une réaction d'enseignant. Je suis issu d'une famille d'enseignants et j'ai vraiment (beaucoup trop) l'habitude de ces trucs dénigrants/agressifs communs à à peu près tous les mauvais enseignants (qui expliquent ensuite doctement que non non, ce n'est ni dénigrant, ni agressif, ni rien de mal. Sauf qu'au final ils ont bien cassé le môme et pas fait avancer les choses d'un millimètre, donc ferme ta bouche ça économisera du temps à tout le monde).
                Il confirme d'ailleurs dans sa réponse être enseignant.

                Ça va moinsser sévère :-)

                • [^] # Re: Quelques rectifications.

                  Posté par . Évalué à 0.

                  J'ai une amie qui avait un jeune prof connard en math sup.

                  Il est devenu humain et gentil après qu'une élève se soit jeter par la fenêtre en plein cours. Bizarre, non.

                  "La première sécurité est la liberté"

              • [^] # Re: Quelques rectifications.

                Posté par (page perso) . Évalué à 1.

                Merci de rester poli et courtois dans les échanges.
                https://linuxfr.org/regles_de_moderation_du_problematique#statutmoderation
                https://linuxfr.org/regles_de_moderation_du_problematique#derangeant

                "La liberté est à l'homme ce que les ailes sont à l'oiseau" Jean-Pierre Rosnay

                • [^] # Re: Quelques rectifications.

                  Posté par . Évalué à 0.

                  Tu es un multi de "Christophe Duparquet" ? tu ne lui rappelle pas non plus les règles de bienséance ?

                  "La première sécurité est la liberté"

                  • [^] # Re: Quelques rectifications.

                    Posté par (page perso) . Évalué à 6.

                    Tu dégaine un peu vite :-)
                    Je suis modérateur. Ce que tu aurais pu facilement vérifier.
                    Et je demande humblement pardon et je confesse avoir posté sous tes messages sans réfléchir. Il est clair que l'importance de la situation méritait un plus long examen. Les autres endroits du site ayant bien moins de valeur. Quand à mon estomac mes enfants et ma femme, ils pouvaient attendre.

                    "La liberté est à l'homme ce que les ailes sont à l'oiseau" Jean-Pierre Rosnay

  • # Moteurs et fréquence de découpage

    Posté par (page perso) . Évalué à 3.

    En cas d’usage pour un moteur, la fréquence de hachage est fixée autour de 10 à 20 kHz — voire un peu plus pour ne plus être dans les fréquences audibles (le sifflement peut être pénible). Certains moteurs, peu coûteux, peuvent ne pas tourner avec une fréquence de plus de 100 Hz. J’imagine que le très faible nombre de spires de ce genre de moteur ne permet pas de stocker assez d’énergie pour lisser la tension reçue.

    Je pense que tu as écrit trop vite (ça reste un pouillème du journal, c'est juste un détail) : si le moteur ne peut pas stocker (lisser) assez d'énergie entre les pulsations, alors il faut augmenter la fréquence. Donc l'inverse de ce que tu as écrit.

    La raison de la limitation en fréquence est donc autre. Mais je n'ai aucune idée à ce sujet.

    • [^] # Re: Moteurs et fréquence de découpage

      Posté par . Évalué à 3.

      Le comportement du moteur était bizarre. Il vibrait un peu, chauffait, mais ne tournait pas. Comme si il n'arrivait pas à avoir son courant de démarrage (énorme dans ce cas de moteur pourris).

      "La première sécurité est la liberté"

      • [^] # Re: Moteurs et fréquence de découpage

        Posté par (page perso) . Évalué à 3.

        Certains moteurs, peu coûteux, peuvent ne pas tourner avec une fréquence de plus de 100 Hz.

        Le comportement du moteur était bizarre

        Tu as trop forcé le trait alors :-)
        On ne peut pas déduire une généralité à partir d'une anecdote.

  • # Pourquoi un IPS511 ?

    Posté par . Évalué à 1.

    Bonjour Nicolas,

    Pourquoi un IPS511 en guise de transistor ? C'est plutôt un "Smart MOS" qu'un transistor.
    Un transistor bipolaire NPN comme un 2N2222 eu mieux fait l'affaire.
    A part ça, cette petite présentation des composants électroniques est ma foi, fort sympathique.
    Bon travail.

    • [^] # Re: Pourquoi un IPS511 ?

      Posté par . Évalué à 3.

      Un transistor bipolaire NPN comme un 2N2222 eu mieux fait l'affaire.

      Mouais, qui utilise encore un 2N2222 ? C'est typiquement le genre de fonction qui se fait mieux avec n'importe quoi d'autre (ampli-op ou MOS).

      "La première sécurité est la liberté"

      • [^] # Re: Pourquoi un IPS511 ?

        Posté par . Évalué à 4.

        Bah, non justement.
        Je suis électronicien et j'utilise assez souvent des transistors NPN, des bc337 en général, pour commander des relais ou réaliser de sorties collecteur ouvert.
        Un NMOS, ça marche aussi mais c'est plus cher et ça a d'autres inconvénients.
        D'ailleurs, je me demande si je ne vais pas proposer un petit montage sympa à transistors pour Noël.

        • [^] # Re: Pourquoi un IPS511 ?

          Posté par . Évalué à 3.

          Pour quelle genre de fonction qui ne serait pas fait par un ampli op ? C'est vrai que je pense surtout compacité, fiabilité, faible consommation. Le prix peut être plus élevé, mais en général, le prix du mm² d'époxy non utilisé compense largement.

          "La première sécurité est la liberté"

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