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PowerShot S110 のレンズエラー 再々故障、修理断念

 キャノンのコンデジ PowerShot S110 のレンズエラーを修理して使っていましたが、症状が再発しました。なお、以下のように2回修理しています。

1回目:キャノンのコンデジ S110のレンズエラー(修理完了) (2018/7/3)
2回目:キャノンのコンデジS110のレンズエラー(再発、再修理) (2018/8/13)

 結局2回目の修理から2ケ月しか持ちませんでした。

▼PowerShot S110
Canon PowerSht S110

▼症状(レンズエラー)
レンズエラー

 分解・組立ての手順は判っているので、レンズユニットの取り外しまでやり、その後再組立てしてみました。フレキコネクタの接触不良ならこれで回復する可能性が高いのですが、結果はダメでした。

 交換したフレキがまたレンズユニットの内部で断線してしまったのではないかと思います。AliExpressで売っていたフレキと交換したのですが、導体に使われている銅箔の屈曲寿命が純正の物より短いのかも知れません。(あくまでも推測です)

 ということで、このカメラの修理はもう諦めました。

◆まとめ、というか代わりのデジカメ探し
 カメラは他にいくつか持っていますが、ブログの記事用の写真を撮るにはちょっと使い難いです。ということで代わりになるコンデジを探し始めたのですが、

 S110は1/1.7インチサイズのセンサーに、F2の明るいレンズ、「コントロールリング」から露出補正が出来て便利でした。この代替となると、後継機種のPowerShot S120 を選ぶのが自然ですが、これもレンズエラーが出るみたいでちょっと買う気がしません。

 コンデジに高画質を求めても仕方が無いのでもう安物でいいや、と思って探しているのですが、なかなか気に入った物がありません。

アンパンマン ことばずかん 直りませんでした(おもちゃ修理)

 おもちゃ修理の話の続き、今回はアンパンマン ことばずかんです。先に結論を書くと、このおもちゃはセンサーの素子が不良で修理出来ませんでした。でも、修理の過程を記録しておけば、後でどこかのおもちゃ病院のドクターさんの参考になるはずなので、記事にしておきます。

▼アンパンマン ことばずかん
あんぱんまん ことばずかん
 知育玩具として人気のあるおもちゃです。本の中の絵をペンで触ると、ペンの先端の赤外線カメラで、本に印刷されている目に見えないパターンを読んで、音が出る仕掛けになっています。

 故障の現象としては、スイッチを入れるとスピーカーからオープニングメッセージが出るが、絵に触れても全く反応が無い、というものです。

 調査の第一歩としてペン先から赤外線が出ているかデジカメで調べましたが、反応はありません。

▼ペンを分解
ペンの内部

▼基板(この写真はペン先まで分解しています)
基板(EEPROM)

基板

 このおもちゃの故障原因として、水晶の発振不良が多いようなので、水晶端子の波形を見ました。すると、電源投入時の最初の5秒間くらいは水晶が発振したのですが、その後は発振停止しました。念のために手持ちの16MHzの水晶と交換してみたのですが、状況は変わりません。なお、水晶は二つ付いていますが、交換したのはペンの先端側にある画像処理プロセッサ用のものです。

 各部の電圧を見てみると、電源投入後5秒くらいは電圧が出ていますが、その後0Vに落ちてしまいます。画像処理部の電源は、電池の電圧をDCDCコンバーターで3.6Vに昇圧した後で、シリーズレギュレーターで3.3Vに降圧して作っているようなのですが、シリーズレギュレーターにシャットダウン信号が送られているようです。

 こういう現象を再度検索すると、名張市つつじが丘おもちゃ病院の大泉さんが書かれた、アンパンマンことばずかんの修理(センサーピン半田クラック)という記事と全く同じ症状であることが判りました。

 大泉さんの記事から、画像処理チップのデーターシートがネットで入手できることが判り、SONIX の SN9P700FGのページの下の方からデーターシートを入手しました。このデーターシートにはリファレンスの回路図があり、ほぼ同じ回路になっているようです。なお、リファレンスの回路のチップは48ピンで、このおもちゃのチップは32ピンという違いがあります。

▼センサーコネクタの回路図(チップのデーターシートから抜粋)
センサーコネクタ
 センサーの信号はピン1から4までの4つのピンで送られているようです。

 オシロで確認すると、ピン1(SEN_SD1)に信号が出ていませんでした。ちなみに、ピン2には次の写真のような信号が出ていました。

▼ピン2(SEN_SD0)の波形
Pin2の波形
 16Mbpsの信号が出ています。

 大泉さんが修理されたおもちゃのピン1に信号が出ない原因は、半田クラックだったので、再半田付けして修理されています。しかし、このおもちゃのはんだ付けに問題はありませんでした。

 ということで、故障原因の究明のために、センサーを分解して行きます。

▼センサーの分解
先端部
 二分割できる黄色のリングが接着されているので、これを外します

先端キャップを外す
 先端のキャップがねじ込まれているのでこれを緩めて外します。このキャップは接着されていて、外し方が判らなかったので傷をいっぱい付けてしまいました。このキャップはネジ込みで取り付けられているのですが、最初はそのことに気付きませんでした。後で見ると、外側がローレットになっているので、ねじ込み式になっているということを察しないといけませんでした。たぶんこのネジでカメラのピントピント調整しているのでしょう。

 ここでコネクタのはんだ付けを再確認しましたが、問題は無さそうなので更に分解して行きます。

▼レンズ
レンズ
 ただの穴が開いているだけと思っていたら、実は穴の中に小さなレンズが仕込まれていました。レンズ位置を調整した後に接着して固定されている感じです。この穴にもしゴミが入ったら、読み取り不能になると思います。

▼センサー内部
センサー基板とLED
 レンズを外すとセンサーのチップが見えます。両側には赤外LEDが付いています。

▼センサー基板
センサー基板
 センサーと基板はバンプ接合されているようなので、その接続不良を疑い、該当ピンの基板のパターンを露出させてはんだゴテで加熱してみました。でも状態に変化はありませんでした。オシロで見ると0.3Vくらいの電圧の変化が観測されていたので、導通には問題は無くて、チップ内部の問題だったのでしょう。

▼センサーチップ拡大(クリックで別窓に拡大)
イメージセンサーチップ
 せっかくここまで分解したので、イメージセンサーの写真を撮っておきました。チップサイズは3mm角くらいです。

◆まとめ
 故障原因はイメージセンサーの不良だったようで、残念ながら修理することは出来ませんでした。

 電源投入後に画像プロセッサーとイメージセンサー間の通信が始まるようですが、イメージセンサーから正常なレスポンスが返って来ないので、画像プロセッサーが異常を検出して処理を中止していようです。なお、初期化の失敗を検出の後には、関連部分の電源を落とす処理が入っているようです。

 先端の赤外LEDは初期化処理が正常に終わって、カメラが正常に読めるようになってから点灯されているようです。つまり、このLEDが点灯していれば、画像処理プロセッサーとカメラ間の通信は正常に行われていると判断出来そうです。

 今回のおもちゃ修理の記事はこれでおしまいです。次回の記事は次のおもちゃ病院の開催後になると思います。

水晶発振子を使っていないトイラジコン(おもちゃ修理)

 8月末開催のおもちゃ病院で私が担当した物で、他のドクターさんの参考になりそうな事例を記事で紹介します。なお、事例は2件あり、今回はトイラジコンです。

 故障の原因は単なるパターンショートで、よくあるモードだったのですが、プリント基板の様子がちょっと変というか、私が知らない方式だったので、この記事で紹介したいと思います。

▼トイラジコン
トイラジコン
 BMW M3 です。購入後あまり使われて(遊ばれて)いないようで、ピカピカです。

▼裏面
トイラジの周波数表示
 コントローラーには、27Mhz Band, 05 というラベルが貼られています。 5 という表示が、5チャンネルということなら、周波数は27.075MHz ということになりますが、実際には違いました。

 故障の現象は、電波の到達距離が極端に短いというものです。早速分解してみると、

▼内部
トイラジのコントローラー内部
 アンテナ端子がグランドパターンとショートしています。

▼ショート発生個所
アンテナがショート
 アンテナの取り付け金具が近くにあるドーナツ状のパターンに接触し、運の悪いことにそのパターンがアースとショートしていました。最初はレジストなどで薄皮一枚で絶縁されていたのが、遊んでいるうちにショートしたのでしょう。これ、初期不良というか設計不良じゃないかと思いますが、ともかくショートしているパターンをカットして修理は完了です。

 ここからが本題です。気になったのは、基板のシルクには、水晶のマーキングがあるのに、実際には水晶が実装されていないことです。

▼基板拡大
コントローラー基板拡大
 使われていたのは、SCT2010 YL6H98 とマーキングされている、16ピンのICでした。 

 X1の位置に9.0469とマーキングされているので、ここに水晶を実装するのでしょうが、見ての通り何もありません。他にもシルクがあるのに、部品が実装されていない個所が沢山あります。(黄色の丸印部)

 9.0469という値は、これを3逓倍した27.1407MHzを送信キャリアに使う、という設計だと思いますが、何故か水晶が付いていません。でも、ラジコンの電波は出ていて、正常に動いています。何じゃこれは?

 但し電波が出ていると言っても、無線用の受信機で受信すると、激しい周波数変動 (QRH) があり、例えば27.195MHzからあっという間に27.215MHzまで周波数が上がっていきます。コントローラーのスイッチによっても周波数は変わり、50kHzくらいの範囲に散らばっている感じです。そもそも周波数がこんなに動くと、普通の受信機ではまともに受信出来ません。

◆現象の考察とまとめ
 これらの現象から考えると、元は水晶を使う設計になっていたプリント基板に、水晶レスで動くピンコンパチのICを実装しているのではないかと思います。このピンコンパチのICは、水晶以外の外付け部品の数も少ないので、コストダウンが出来る、ということだと思います。

 水晶は使わないけど、それに匹敵するほど、周波数精度の高いオシレーターがICの中に入っているのかと思ったのですが、実際にはかなりの周波数変化があります。とは言っても27MHzのバンド内に入る程度には収まっているようなので、何らかの周波数の補償は行われている感じです。

 水晶を使わなければ、送信キャリアの周波数精度が悪化します。事実、無線用の受信機ではまともに受信出来ないほど周波数が変化しています。でも、ラジコンの受信側(車側)は超再生で受信しているので、多少周波数が動いても支障なく通信出来る、というでしょう。

 ところで、ラジコンに使える27MHz帯の周波数はきっちり決められているはずなのに、こんなに周波数が動く電波を出しても良いものか?という疑問があります。これ電波法違反じゃないの、という気がしますが、いや、規制無しで使える微弱電波の範囲です、ということかも知れません。ただそれなら、27MHz Band という表示は不要なはずです。

 あと、記事の最初に書いたようにコントローラーの裏側には 05 というラベルが貼ってあって、あたかも 27メガバンドの ch-5 を使っているみたいに見えますが、実際にはその周波数で送信されていません。まあ、これは単に表示しているだけで、何の意味もありません、と言われればそれまでですが。

 ともかく突っ込み所がいっぱいあるのですが、こういう仕様のラジコンの送信機があるとは知らなかったです。中華なメーカー、無茶しやがって、という気がしたので記事にしました。ただ、そんなのは常識で、私が知らなかっただけなのかも知れません。

 トイラジコンで使う周波数は2.4GHzに移行するのかと思っていたら、27MHz帯でもこんな改良(改悪?)の余地があったとは、恐れ入りました。
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