PS3 Thermal probes for fan control

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Hi !

It is now time to present my new project : finding the thermal probes and analyzing their behavior toward fan control !

Confidential
As this is confidential materials, don't ask me the details I won't give them.
My goal is just to show what is possible, and I don't know yet the results !

Thermal Probe identifying on PS3 40Go

I spent a lot of time identifying components on the board, looking closely to get their marking and finding their datasheets !

And finally I GOT THEM, the thermal probes references and their datasheets !

They are three thermal probes components on the main-board.

- One for the RSX
- One for the CELL
- One for the main-board

The components for the RSX and the CELL have an external probe input, which must be connected to the CPU's and GPU's internal thermal probes. They also have both an internal thermal sensor. The third one is only internal sensor.

Reading the datasheets, is appears that there is a thermal alert control that must have been used by SONY to shut down the system. Maybe this is what is used when the XMB says that the system overheats and shuts it down.

Thermal system architecture

These all three components are SMB/I2C controlled, but they are slaves, so there must be a master in the system !

Starting from these components I used my multimeter to probe the main board and I finally found that they were related to the chipset of the main board. So it makes sense, as it is the same as in PC motherboards. The chipset configures thermal probes components, reads them with its firmware laws, and then with these information it controls the fan speed.

I guess it is all the same for the PS3 !

Let spy this !

I've started to probe a 40Go PS3 :



As I said, communication is a 3 wires I2C bus which has clock, bidirectionnal data and ground signals.

I've probed them on one of the thermal probes component, and now I have to design a I2C spy tool !



And as you can see on the front left of the test board there is a VGA connector which is directly accessed.

So now I have to design the test !

Complete system

Now I have the entire system :



Ok, first test design done, embedded logic analyzer is in place to watch I2C signals.

So I defined a trigger condition on a I2C START event to see I2C frames.

I armed the trigger and I powered up the PS3 at the back. Led is fixed red, PS3 in stand by, and there are I2C frames ! I Guess it is a security check to see if the PS3 can start in normal temperature conditions.

The frame is the following :



Now I have to analyze it using the components datasheets.

But the most important thing is that now I can spy what is happening on the I2C bus.
I have to make a test design that handles more advanced functions, like providing I2C address to identify the component addressed, extracting data types and values to define if it is components configuration, status or temperature measurements.

Steps done
- Made a state machine that extracts address field and data fields
- Created a microntroller architecture with UART and custom peripheral for i2c spy
- Basic software written, fixed bugs in test design. Still have problems to get data with processor !
- Fixed bugs, now data are printed in hyperterminal, Identified fields address, data, read/write. Almost done, but I have some processor resets and I2C extractions stalls, got to fix these. I will analyze datasheets to make extracted data interpretation.
- Fixed bugs, analyzed datasheets

GOT IT WORKING !!!
All right, I've got it working !

I have in my hyperterminal all the I2C traces that correspond to all the requests the chipset makes to the thermal probes.
Event if theses components have many functions, SONY only uses the temperature measurements and the defauts alert thresholds of these components !

Here is a hyperterminal capture :



These traces are half translated information.

The first letter represents the thermal probe addressed :
(Translated from I2C address extracted)
- B : motherboard probe
- C : CELL probe
- R : RSX probe

The second letter represents the I2C access :
(Translated from I2C access indentified)
- R : read
- W : write

The d: values are the real data on the I2C bus. I did not translate them as they are either configuration data, status data or temperatures data. For now my processor is not fast enought to handle the C lines I would have to write to data analysis and translate. Moreover, with UART printing times, I will miss I2C frames.

Never the less, when I manually translate temperatures data with datasheets binary encoding laws, I get the right teperatures !

And next ?
For now I don't really now what I will do with all this. But I will work in making a small product that could provide internal temperatures measures if you want to shut down your PS3 before temperature limits are reached.

I can associate it with the FAN PWM measurment to see how the PS3 uses the temperature measurements to handle fan speed.

And finally, the tool could take over the fan command with our own commmands !

I might post a video on youtube to show the tests !

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insertion sensor repair / réparation capteur d'insertion

Présentation du problème :

Les symptômes qui indiquent que le capteur d’insertion est défaillant sont les suivants :

- Lors de la mise sous tension de la console, le lecteur se met en fonctionnement 4 secondes puis s’arrête
- Lorsqu’on présente un disque à l’entré du lecteur celui ci n’est pas avalé automatiquement. Il faut pousser manuellement le disque pour qu’il finisse par être avalé.

Lorsqu’on dit « capteur d’insertion » défaillant, 95% du temps il ne s’agit pas du capteur en lui même mais de son câble rouge/noir qui est très fin et très fragile.

La plupart du temps il casse lorsqu’on ouvre souvent le lecteur pour le dépanner, ou alors on l’arrache sans faire attention.

Conseils :

Lors du dépannage d’un lecteur il vaut mieux laisser le capteur débranché.
Pour sortir le connecteur ou le ré enficher il ne faut pas tirer sur le fil, il faut utiliser une pince et manipuler le connecteur plutôt que les fils.

Ce tutorial traitera à titre d’exemple le cas où le connecteur qui s’insère dans la carte fille est manquant après arrachement. Les autres pannes se réparent en s’inspirant de ce qui sera expliqué dans ce tutorial.

1) Problème : connecteur arraché :

Le cercle rouge montre le problème.



2) Dénuder les fils :

Démontez le capteur :
- Soulevez le scotch papier sur le dessus du lecteur pour sortir le câble de la rainure.
- Dévissez la vis du capteur d’insertion
- Enlevez l’ensemble capteur + câble du lecteur.

A l’aide d’une pince à dénuder ou d’un cutter manipuler avec précaution les fils rouge et noir du câble du capteur. Séparez-les sur 2 centimètres, dénudez-les.




3) Test des fils :

Afin de vérifier qu’il n’y a pas d’autre problème dans le câble, si vous avez un multimètre vérifiez la continuité de chaque conducteur entre les extrémités dénudées et la carte capteur.




4) Etamez les fils :

Afin de faciliter leur mise en place lors de la soudure, étamez les fils avec un peu de soudure.




5) Préparez le capteur :

Le principe de la réparation est de récupérer le côté du câble rouge / noir qui est inséré sur le capteur pour l’utiliser côté carte fille et souder les fils cassés sur la carte électronique du capteur. De cette manière on conserve la possibilité de pouvoir démonter le capteur de la carte fille pour réaliser des interventions sur le lecteur.

Enlevez le câble rouge/noir de la carte capteur en sortant le connecteur avec une pince.




La photo ci dessus représente la carte électronique du capteur d’insertion.

Le fil noir du câble du capteur représente la masse, on peut utiliser n’importe quel endroit sur la zone hachurée en violet pour le souder dessus.

Le fil rouge du câble du capteur représente le signal utile, il faut le souder sur le point entouré en rouge.

Vous pouvez donc appliquer de la soudure sur ces zones afin de préparer la manipulation suivante. Si vous avez du flux appliquez en un peu, cela facilitera la prise de la soudure.

N’en mettez pas trop, une petite bille de soudure suffit.

6) Soudure du câble :

Maintenant soudez les deux fils du câble comme représenté sur la photo suivante :



7) Positionnement du câble :

Une fois le capteur en place les câbles rouge/noir doivent emprunter un passage qui les oblige à sortir du capteur avec un angle important. Afin d’empêcher un arrachement des soudures ou une nouvelle cassure des conducteurs, pré positionnez les câbles comme indiqué sur la photo.




8) Remontage du câble :

Maintenant que le câble est soudé sur le capteur vous pouvez remonter le tout.

Faites attention en repositionnant la carte capteur à ne pas casser les soudures.
Faites bien passer le câble dans la rainure prévue à cet effet.
Remettez le scotch papier en place, et pour améliorer le positionnement du câble vous pouvez en rajouter sur la longueur.

Attention, étant donné que le câble a été cassé il se peux qu’il soit plus court et donc plus tendu. Il va donc être moins facile de remettre le connecteur en place sur la carte fille.



9) Test du capteur :

Vous pouvez remettre en place le lecteur pour faire un test.

Désormais le disque doit être avalé automatiquement.