アルバイトの職場から壊れた玄箱をもらって帰ってきた。

その前に昼間に自宅近くのPCデポで新しい玄箱を購入したのだがレジで請求された金額が半額だったので思わず確認した。どうやら現品限りで特価らしい。１万円でおつりがきた。

職場で新しい玄箱にディスクを詰め替え、setupkurobox.exeでIPアドレスを確認してtelnetでloginし、write_okを実行してrebootすれば以前通り使えるようになった。あとはMACアドレスが変わったのでルーターのDHCP固定IPテーブルの設定を変更して再度玄箱を再立ち上げして設定したIPアドレスになっているのを確認。これでOK。

そもそもの発端は、職場のおじさんが玄箱のファンが異音を発しているので止めようと分解したところショートしたらしく電源基板のヒューズが飛んだらしい。ヒューズなど転がっていないので応急的にリード線でブリッジしたらしい。そのおじさんは昔は半導体商社の技術屋さんだったらしいが定年で引退後は自由気ままに好きなことをやって過ごしているという怪しい人だ。技術者だったというのは嘘ではないけどフューズが飛んだのに線でブリッジしてごまかすというのはどう考えても技術者としてはインチキくさい。

案の定、後日事故が起こった。玄箱内部の電源基板から煙りが出て動かなくなったらしい。ある日職場に顔を出したらテーブルに上に分解された玄箱があった。電源基板を交換したいというので千石電商で確か互換品が大量にあったはずと教えてあげたら翌日購入してきたらしい。けど動かず。

そして新しい玄箱を買わないといけないということになった。

確かに電源基板は新しくして電源ボタンを押してもLEDは光らないし何も起こらない。

持ち帰って見てみたら、電源からはちゃんと+5vと+12vが供給されているが、PowerPC基板上の電源回路が逝っているらしくファンの電源や内部ロジック電源がまったく供給されていない。

これが焼損した方の玄箱の電源基板。



右側の２時側回路の抵抗やダイオードが焼損し電解コンデンサーからも電解液が噴き出している様子が見える。

２時側回路をクローズアップしたところ。



よく見るとダイオードがかなり加熱したようでリード線も別の同じタイプのものと比べてだいぶ変色している。基板の配線面は焼損したダイオードと抵抗の部分だけが黒く加熱したように変色している。

ちょうど組上げた状態だと焼損した部分の真上にPowerPC基板が覆う形になるので吹き出した電解液がそちらにも飛散している。

焼損した方の電源基板は商用電源を加えても出力には何も出てこない。

新しい電源基板はコネクタ等は互換だが部品や回路構成は明らかに異なっている。焼損した基板では一次側のダイオードブリッジは４つのダイオードを組み合わせていたが新しい方は専用のブリッジダイオードが配線面に載っている。新しい方は二次側が大きく変わっていて部品が増えている。大きなショットキーダイオードの代わりに３本足のFETかレギュレーターが載っている。焼損した方の回路は明らかに保護機能は無いと思われるが新しい方は多少とも過電流保護があるのかもしれない。




しかしPowerPC側の電源回路が逝ってしまっているのでそちらを直さない事には始まらない。

玄箱で遊ぼうでPowerPC基板上の主要なICの一覧とデータシートへのリンクが載っていた。

見ると電源回路の主要なICはPチャネルMOS FETでそのスイッチングを制御しているのがAVRのようだ。

するとFETがまったくスイッチングしていないということはAVRがまったく動いていないということだろうか。まずそこからチェックしていく必要がありそうだ。

PowerPC自身は1.8vの電源とIO用のリファレンス電源の２系統。

玄箱のPowerPC基板はAVRが肝である、鬼門ともいう。

今回驚くべきことにAVRが各種基板上の電源を制御していることが判明。PowerPCの1.8vのcore電源、Fanの電源、HDDドライブの電源はAVRが動かないと供給されない。またAVRはPowerPCの1.8v core電圧を制御しているのでVRMの機能も含んでいる。

AVRの周囲にあるデカップリングコンデンサらしきチップ型の積セラの両端の電圧を測定してみたところどちらも0v。電源が来ていない。

理屈上AVR自身の電源は商用電源が供給されている限り供給され続けなければならない。なのでその電源回路に故障が発生していることは明らか。

電源コネクタからパターンを追って電圧を測定してみるとAVRの電源回路のパターンと電源コネクタからの+5vのパターンの間に２つの部品が入っている。ひとつは電源側に整流用ダイオードが、その先のAVR電源ピンとの間にレギュレーターらしき4ピンの小さなICが載っている。これの入力側まではダイオードで少しドロップダウンした+5v近辺の電圧が来ている。しかしその出力側のピンは0vである。このICは見ると少しパッケージのモールドに不自然なふくらみがある、熱で膨張したのだろう。これが故障しているためAVRに電源が供給されずに何も動かないということだと結論づけられる。



しかし電源回路の部品が壊れるような事態が起きたとすればその先のAVRとかも壊れている可能性もある。

とりあえずAVRには実験用電源で適当な電圧を供給してみてどうなるか見てみよう。

だめもとで実験用電源から3.3vをAVRの電源回路に供給してみても状況は変わらなかった。電流は0.01A程流れているので短絡とかの故障は無いようなのだが。

諦めようと思った時にふと思いついた。電源ボタンを押さないとなにも始まらないのでは。

基板上の電源ボタンを押してみた。

ファンが回りだした、故障する前と同じく異音を発していた。PowerのLEDがしばらくの間点滅し、その後は消灯して代わりにDIAGのLEDが３回ほど点滅を繰り返す状況になる。

ここまで動くということはPowerPCも正常に動作しているということでAVR用の電源レギュレーター以外は壊れていない可能性が高い。

たぶん3.3v出力のレギュレーターだろうから、どっかで見つけて取り替えれば修理できそうである。

よかった。ゴミが増えずに済みそうだ。

壊れた電源ICを交換すればいいのだが、３端子のレギュレーターなら良く見るが、４端子でDILフラットパッケージなんてのは見たこともない。

あちこちの電源ICメーカーの用意しているパッケージを調べるとどうやらこの４ピンのパッケージはSC-82ABというやつで比較的新しいものらしい。４ピンしか無いので出力電圧固定タイプのLDOレギュレーターということになる。

そうとわかればSC-82ABで検索してみれば良い。いっぱい出てきた。このパッケージのを出しているのはいくつかあるが、マーキングのパターンからしてRICOHのものに間違いない。

ピンアサインが一致していてマーキングにある略式型名がCDとあるのは一種類しかない。R1141Q331Bであることが判明。これは予想どおり出力3.3v固定である。

これを入手するか等価な部品に交換すれば良い。時間があったら部品を探してみよう。

まったくの同一部品の調達はほぼ見込みなし。

3.0v出力の在庫があり１個から購入できるところがインターネット上で見つかるが個人との取引はしないとのこと。

ということは似たような出力の別のメーカーのレギュレータを無理矢理つけるしかないのかも。

ちなみに3.0vでも大丈夫か試してみたところ問題ない模様。AVRが制御しているのは3.3vまででその先別のレギュレータICがあってそちらで1.8vをPowerPCに供給しているのも確認できた。

R1141Qは出力電流が120mAと少ないので基板すべてのロジック電源をまかなう用途には向かないのであまり一般的ではない。小型のモジュールとかそういう部品には小さくて好都合なので使われているところでは使われている。

互換品は海外の１社が出しているがこちらは更に入手困難。

庶民が手に入るのは1A以上の大型の3端子レギュレーターもしくはLDOしかない。

問題は大容量のレギュレータは出力側に大容量のコンデンサを必要とする点である。大電流を制御するので出力側のコンデンサ容量が少ないと出力が安定せず発振してしまう恐れがある。某DWの基板とかにもLDOが使われていてコンデンサをケチったため発振するということで有名になった。

R1141Qは小電流なので出力側のコンデンサも小さいなもので済んでいるので、一般的な小型の３端子レギュレーターを使う場合コンデンサも追加する必要がありそうだ。

基板上には元々は大きなレギュレータをつけられるようにスペースは十分あるので面実装の３端子レギュレータとコンデンサを用意すれば代替はできそうである。

ふとトラ技の広告に目を通していたらマルツパーツ館でナショセミのLDOで低容量タイプのものを発見。

【LP3988IMF-3.3/NOPB】Low drop outレギュレータ

外付けコンデンサも1uFで良いらしい。これに決めた。

実験中にわかったことは、玄箱のPower LEDが消えている時はPowerPCへの電源供給が止まっているということ。

なのでPower LEDが消えてDiag LEDが点滅している状態はAVRしか動いていないのでネットワークとは絶縁状態である。

出荷時の初期状態(KURO-BOX EM状態）に戻してtelnetでloginするためには後ろのclearボタンを押しながらPowerスイッチを押して出荷時状態に戻す必要がある。

秋葉原の店頭ではすべての商品を置いていないらしいことが判明。Webからの通販ならどれも買えるのだが、この次からは通販にしよう。パーツ屋さんはどこも今は通販が主になって店売りは少ないのかも。

元気な学生さんとかは買いにくるのかもしれないけど。

都内に住んでても通販の送料の方が秋葉原に行って帰る交通費よりも安いという事実。

結局は秋月で0.5Aの少し容量の大きい出力側コンデンサも馬鹿でかいのが必要なTA48M033Fを購入。外付けコンデンサも付きで100円なので許そう。

仕様では出力側は47uF以上つけないといけないけど秋月のは余裕を見て100uFのが添付されていた。気がきいているね。ケチって発信させないように配慮してのことだね。