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名張市つつじが丘おもちゃ病院

三重県名張市つつじが丘でおもちゃの病院を開院しています。年中無休で修理は無料、部品代のみ実費です。おもちゃの修理依頼は tutuji@cb4.so-net.ne.jp へメールにてご連絡下さい。なお、宅配便での受け付けは行っておりません。このブログにはおもちゃ等の修理事例やツール製作などを載せていきます。故障診断や修理方法の改善等、ご意見をお寄せ下さい。

SP SIGNAL(LEDチカチカ)の修理(パターン切れ)

1.患者
SP SIGNAL(メーカー不詳)
車のセキュリティ対策商品でLEDがチカチカして悪者を威嚇する。
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)外観1
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)外観2

2.症状
①LEDがチカチカしない。

3.診察
①基板を取出す。(下記の画像は修理後のものでジャンパー配線と電源配線が施されている)
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)診察1
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)診察2

②主な部品はマイコンのMDT2051。ネット検索するとデータシートが出てきた。動作電圧は5.5Vまでとのこと。

③ソーラー電源になっていて、充電池の電圧は0V。充電池は3セル構成であり、4Vで1日充電してみたが、充電電流は1mA以上にはならなかった。

④外部電源3.5Vを与えてマイコンをチェックする。Vdd(ピン15、16)は3.5V、*MCLR(ピン4)も3.5Vでマイコンは動作できる状態にある。但し、*MCLRはディゼーブルされているかも知れないので、0Vであってもおかしくはない。
下記ピン接はデータシートから抜粋
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)MDT2051ピン接

⑤OSC2(ピン17)にクロックが出ていないことが判った。しかし、クロックが出ていないことが異常状態であるとは言い切れない。イベントが無いときマイコンはSleepしていて、クロック発振を止めている可能性がある。WakeUpのイベントとして考えられるのはタクトSWと明るさセンサーの信号変化だが、Sleep時の消費電流を考えると、明るさセンサーをWakeUpのイベントとする可能性は低いと思われる。

⑥タクトSWはローサイドに配置されていて、RB7(ピン14)に繋がっている。データシートに「PortB<7:4> interrupt on change」の記述があり、タクトSWの押下でWakeUpさせていることが考えられる。ところが、RB7を観測すると常に0V。RB7~Vss間を導通チェックするとタクトSWにより正常にオープン/クローズしている。RB7はプルアップされていないといけないが、クロックが最初から止まっていてRB7が初期設定されていないのかも知れない。やはりクロック回路の不具合の可能性が高い。

⑦クリスタル不良かマイコンのクロック発振回路の不良が疑われるが、パターン切れのケースもあり得るので、先ずはOSC1(ピン18)とOSC2(ピン17)からクリスタルへの導通をチェックした。その結果、OSC2(ピン17)~クリスタル(シルク印刷のC3側)間の断線が見付かった。ポリウレタン線でジャンパー配線したところ、LEDがチカチカし始めた。

⑧正常動作時のOSC2(ピン17)の信号波形
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)診察3
 動作オフ時は、クロック発振は止まっている。

⑨正常動作時のRB7(ピン14)の信号波形
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)診察4
 約62ms周期で短時間だけプルアップされている。タイマーでタクトSWをポーリングしているようだ。

⑩動作オフ時のRB7(ピン14)の信号波形
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)診察5
 動作オフ時はポーリングの周期が約2.9sに延びている。

⑪タクトSW読み込みの振る舞いから、WakeUpはポートチェンジではなく、タイマーだったことが判る。データシートには詳しい記述が無く、以降は勝手な推測だが、動作オフ時はシステムクロックが完全に停止していることから、WDTによるリセットが使われていると思われる。動作オフ時のポーリング期間にもシステムクロックが出て来ないのは、CPUの起動時は「Low frequency crystal oscillator」が安定稼働するまで「On-chip RC oscillator based Watchdog Timer」によって動いていると考えられる。
SP SIGNAL(LEDチカチカ)(パターン切れ)診察6

4.治療
①診察の過程でパターン切れが見つかり、ジャンパー配線することで復旧した。

②タクトSWの押下によってLEDチカチカ動作のオン/オフがトグルされること、周囲が暗いとき動作し明るいときは動作しないことを確認した。

動作確認の動画
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プロフィール

大泉茂幸

Author:大泉茂幸
名張市つつじが丘おもちゃ病院
名張市つつじが丘南3番町129
tutuji@cb4.so-net.ne.jp
090-5534-6494
連絡は上記のメール、またはSMSでお願いします。

子どもの頃から趣味は電子工作一筋でやってきました。理科離れが進む中で科学技術に興味を持つ子どもが少しでも増えて行くことを願って、子ども達に電子工作の活動の場を提供しています。

1981年からおもちゃ病院の活動を始め、2014年に三重県名張市への移住を機に「つつじが丘おもちゃ病院」を開院しました。自分でおもちゃを設計し製作する【おもちゃ工房】と、マイコンを応用した電子工作を楽しむ【マイコンクラブ】も併設しています。新規参加メンバーを募集しています。

本ブログで公開している技術情報や成果物のご利用および再配布はフリーです。読者様の技術活動のお役に立てば幸いです。ご利用いただいた結果や感想等を記事へのコメントやメールでフィードバックしていただけると有難いです。

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