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ゆりかご日記
アンパンマンのキーボード 音・光が出ない(PICマイコン換装) [2021年05月15日(Sat)]
(2021/5/21 回路図は再々修正済み)

【経過】お待たせしています

アンパンマン NEW ピカピカキーボードだいすき 音・光が出ない
210416_Keyboard_18.jpg

先日から長期入院している キーボードおもちゃは、故障原因が簡単には分からず、さらに精密点検すべく回路解析している
もし心臓部の COB基板不良であれば、最終的には PICマイコン換装にも挑戦する覚悟で慎重に臨んでいる


【精密検査】順番を間違えないように注意

前回報告のとおり、他病院の診療記録を検索し、回路解析の参考資料を発見
どちらも、旧タイプのモデルだが、当方で解析した回路とほぼ一緒
これで、読み間違いの抵抗値やチップコンデンサ容量が推測できる

電源配線、スイッチ、基板供給電圧、スピーカやLEDは正常確認済
続いて COB基板を点検、4MHz発振子、ENBLピンは Sleep=5V出力
(画像クリックで拡大)
210416_Keyboard_08.jpg COB周辺回路_回路図.jpg

SELピンのセレクト信号(本来 9.1ms周期)やPWMピンをオシロで観測したり、
SEL〜SNSピン間を一つづつジャンパしてみたが動作確認できず、COB不良と判断
PIC回路の試作品とで、セレクト信号の有無をオシロで比較、その違いは明らか
COB セレクト線(正).jpg PIC セレクト線(負).jpg

前回解析で定数値が不明だった C5 C8 R7は、一旦、取り外して再計測
再修正後の回路図と一致する。これでアナログ回路の動作は正常確認済


【治療方針】早期退院を目指します

いざ換装すると決まったら即時手術を実行できるように、つつじが丘おもちゃ病院さんが開発された「キーボードおもちゃ修理(マイコン換装)」の公開ファームを試作し、動作確認済
さらに時間(と技術)があれば、 LED制御を改良したり、最新バージョンに移植したいと試行錯誤するも、当方の勉強不足でほとんど進展なし

今回の PICマイコン換装用のファームは、つつじが丘おもちゃ病院さんの過去の公開バージョン(orgel5_6ベース)をそのまま使い、できるだけ早期退院を目指す

【改造内容】具体的な手術方法

今回は、ソフトに合わせて、ハードを改造するが、あらかじめ、お客さまには機能縮小となることを説明し、ご了解済
子どもさんが「いつ、キーボード帰ってくるか、楽しみ」とのこと、やりがいがある

ポートの割当て、入出力の正・負論理は、オリジナルのまま
下記回路図で「+」記号が正論理。周辺回路との接続には要注意
anpanKB_PIC18346_回路図.jpg

マトリクスは修正し再掲。セレクト線 4本とするため23と24を統合、
センス線 8本を負論理入力、抵抗を外しダイオードは逆向きに
Matrix_解析回路図.jpg

PICからの LEDや ENBL信号は、トランジスタを介して制御
5.5分間の無操作で、アンプ部も含めオートパワーオフする
anpanKEYBOARD_18346_回路図.jpg

レギュレータで PIC用5Vを安定供給、電源制御部は 先輩ドクターの治療記録 を参照
LED点滅は 2個と 5個に分け、2個のトランジスタでドライブして既存回路に接続


【カスタムメイド】ご要望に応じて仕様変更も

元々のキーボードには、多彩な音色リズムセクションなどの機能が満載されていた
PICマイコンで換装すると、それら機能は縮小となるが、代替機能での利点もある

音色 3種類と、オルゴール自動演奏(約 20曲)を備えている
鍵盤以外の操作ボタンにも、上の音階を持たせることができる
anpanKB_210430_policy00.jpg


できるだけ「無反応」ボタンを減らしたいので、音階は 37キーまで鳴るようにして、
サイレンなどの効果音も含め、オルゴール曲 27曲を実装して、仮退院させたい
その後、操作ボタンへのキー割当て変更や、曲目リクエストに応じることができる

なお、アンパンマンらしいデモ演奏 5曲については、別途プロジェクトでプレゼント準備完了



この記事のURL
https://blog.canpan.info/charts/archive/321
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コメント
電源制御回路は、前回報告した先輩ドクターのブログ記事を参考に設計しました。
ただ、最初は電源制御に失敗してしまい、何回も試作を繰り返したのですが、じっくりと回路図と試作品を見比べたら、何と恥ずかしいことに実装した抵抗値が 3桁も違っていました! (470オームと思い込んで、試作では470kオームを使ってしまった。)
やっと原因が分かったので、自ら正直にコメントします。
こうやって失敗や苦労を重ねた分、上手く行ったときは嬉しいですよね。
Posted by:ToyDr.わたなべ  at 2021年05月15日(Sat) 17:00

本当に大手術ですね(^_^;)。ご検討をお祈りしております。
Posted by:蚊蜻蛉  at 2021年05月14日(Fri) 00:13

ここ1〜2週間、PIC電子オルゴールの最新版(ver6_3)に移植すべく試みましたが、やはりPIC初心者には到底無理だと分かりました。
この間、ご指導いただいた先輩ドクターの皆さまには、お詫びと共に感謝申し上げます。
このうえは、旧バージョン(ver5_6)のまま PICマイコン換装を進めることとし、できるだけ早く治療完了し、大手術後の元気な姿を報告できるように、頑張る所存です。
今後とも、変わらぬご指導のほど、何卒宜しくお願い申し上げます。
Posted by:ToyDr.わたなべ  at 2021年04月30日(Fri) 00:00