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ゆりかご日記
Newピカピカキーボードだいすき(PIC換装でカスタムメイド) [2021年06月06日(Sun)]

2021年3月6日、「ひまわり病院」=ひまわり保育園に持込みで
3点の診察予約あったうち、キーボードの診療記録

当クリニックにおける診療手順に沿って、詳細報告('21/6/6 本退院を追記)
受付 > 問診 > 検査 > 説明 > 治療 > 手術 > 仮退院 > お祝い > 本退院 > DL


【受付】
患者さまは、「アンパンマンのNewピカピカキーボードだいすき」
anpanKB_210521_discharge1.jpg

2021/03/06
保育園からのFAX連絡を受けて、ToyDr.わたなべ が訪問診療
(うち 2点は、3月中に治療完了)

写真のとおり 3点のおもちゃをお預りしたが、その動機は?
210306_ひまわり_00.jpg


【問診】
2021/03/08
「旧倉又茶舗さんで、貼ってあったチラシを見て知りました。」というお話
これは実質、「まちや病院・冬」(今回は中止したが)の患者さまである

2021/03/09 お客さまのご要望
「もし治らない場合、代金かかっても構いませんので(1)を検討しています」
(基本機能のみ回復し、遊べるように改造)

リモート方式の問診は、思った以上にストレスなく実施できた
お客さまからは、都合の良い時間帯に自宅から電話を貰っているので、
落ち着いて相談を聴けたことは、お互いに安心で良かった

それ以降はメール(画像入り)で経過報告しながら進めた
お客さまとのやり取りは、顔が見えない分、できるだけ丁寧に進めたい


【検査】
本体ウラ面の電池BOXフタが紛失、あとで代替品を作ることになる
分解清掃して配線や基板を点検、外部から電源供給しても全く動作せず

2021/04/16 スクリーニング検査
電源系統とアンプなど、アナログ回路解析してみた

Q1には COBから Enable信号が送られてくるはず
電源オン後、ずっと5Vのままで、動く気配がない
LM386ほか_アナログ回路図.jpg


2021/04/17 お客さまへ経過報告
「電子カルテ」で、検査状況を画像にて情報公開する
さらに、確実に検査分析しながら治療、ご安心ください

2021/04/17 お客さまから返信
「メールありがとうございます。確認しました
子供がいつキーボード戻ってくるだろう。と楽しみにしています
よろしくお願いします♪」


2021/04/18 精密検査、疑問点はネットやSNSなどで情報収集
「おもちゃキーボードの中には、SWにダイオードが付いているが
その役目は何でしょうか。(セレクト線の雑音防止か?)
またセレクト線と接続するダイオードの向きは、どちら側か?」

ちなみに手元に入院中のアンパンマンのキーボードは、こんな風
Matrix_解析回路図.jpg


2021/04/25 先輩ドクター(MS工房さま)より
「ダイオードの意味 SWを数箇所 同時に押された場合の 誤作動防止です
(誤作動:セレクト信号が回り込み 他のセレクト他の信号を妨害します)」


2021/04/26 先輩ドクター(蚊蜻蛉さま)より(リード線の紹介)
「COBの換装になりそうですが(中略)、ご健闘をお祈りするばかりです」

2021/04/28 参考情報を整理
この「電子カルテ」
で情報発信、「anpanKB_210420_research」フォルダで整理
操作ボタンの導電ゴムスイッチのパターン面と、参考リンク先を追加更新

2021/04/30 先輩ドクター(Dr.oteru さま)の電源制御回路図を参照
(この電源制御回路図は、大変参考になった)

【説明】
重要な治療方針の決定にあたり、お客さまへの説明を尽くし、同意を得る

2021/04/30 お客さまに説明
おもちゃの機能をつかさどる COB基板不良と診断
何とか遊べるように、別のマイコンで改造する方針で良いか
ただし、大幅な機能縮小になることは、ご了承ください

当クリニックでは、お客さまの気持ちに寄り添い、
修理不能の場合にも、次のような提案を用意している
(1)基本的な機能のみを回復して、できるだけ遊べるように簡易改造する
  (キーボードが弾ける、オルゴール曲が流れる)部品代実費、約500円
(2)そのまま、当クリニックにご寄付いただき、部品取りや技術研修で活用
(3)そのまま退院し、お客さまの思い入れと共に大切に飾っておいていただく


実際におもちゃで遊ぶ、子どもたちのご意見も聞きながら、
お客さまと一緒に今後の方針を決定していく所存

【大手術】
おもちゃの機能をつかさどる COB基板不良と診断、
治療方針は、さしずめ心臓移植の大手術に臨むことを決定

お客さまには機能縮小となることを事前説明し、ご了解済
「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

換装用のプロジェクトは、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、動作確認済

時間(と技術)があれば、 さらに LED制御を改良したり、
最新バージョンに移植(orgel6_3)したいと試行錯誤するも、
当方の勉強不足で、2週間以上もほとんど進展なし

今回は、つつじが丘おもちゃ病院さんの公開バージョン(orgel5_6ベース)
をそのまま使わせていただき、ソフトに合わせて、ハードを改造する

負論理入力のため、キーSW用のダイオードは向きを反転、
センス線の抵抗を撤去、元のセレクト線 23と 24を統合
PICは 5V電源とし、C9は容量を倍増、LEDは2系統に改造
Matrix_解析回路図.jpg LM386ほか_アナログ回路図.jpg

検査や改造のために外したチップ部品、米粒よりも小さい
ダイオードは単体で正常確認のうえ、逆向きに取付直し
anpanKB_210512_surgery00.jpg anpanKB_210512_surgery02.jpg

LM386は利得 10倍あり、R3は 1kオームに交換
元の COB基板を外し 26ピンにPWM入力。R2は不要
anpanKB_210418_detail06.jpg

2021/05/15
電源制御回路は、先輩ドクターのブログ記事を参照して設計
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すが、
よく調べたら、実装したR3抵抗値が 3桁も違っていたのが原因だった
失敗や苦労を重ねた分、上手く行ったときは嬉しいと、苦しい言い訳

その他、既存回路の改造も追加して、最終版の換装回路図に更新
(画像クリックで拡大)
anpanKEYBOARD_18346_回路図.jpg

写真の後、電源オン時の安定化のため R16を追加している
anpanKB_210512_surgery04.jpg

セレクト線 6本、センス線 8本を引出し、色分けリード線が重宝
LED点滅は 2系統にワイヤリング、出来栄えは動画を参照
anpanKB_210512_surgery06.jpg

換装PIC基板上には、ICソケット LED制御の部品のみ
anpanKB_210519_Top.jpg anpanKB_210520_bottom.jpg

ケースに干渉しないようメイン基板上に取付、あとで PIC交換も容易
anpanKB_210520_wiring.JPG

2021/05/17
今回は、ソフトに合わせてハード側の改造だけで済まそうと思っていたが、
できるだけ「無反応」ボタンを減らすため、音階は 37キーまで鳴るままで生かし、
サイレンなどの効果音も含め、オルゴールは 27曲を実装して、仮退院させる

オルゴールモード時、余分な操作ボタンで音声再生
anpanKB_210430_policy00.jpg

改造内容が分かるよう基板上にメモ、後日の再修理に備える
anpanKB_210512_surgery08.jpg



【仮退院】
最終仕上げは、リクエストにお応えして、オルゴール曲目と順番を
入れ込むカスタムメイドのため、まずは仮退院とする

電池フタは、プラ板で代替品を作成
anpanKB_210521_discharge2.jpg

2021/05/21 お客さまに連絡
機能縮小して、マイコンで電子基板を組込んで、仮退院も間近
音色は 3種類、オルゴールモードで 音階キー以外のボタン押下で、
「ダメ」、「ワンワン」、「ビョン」という音声が再生される
最終仕上げは、リクエストにお応えして、オルゴール曲目と順番を
入れ込むカスタムメイドのため、レパートリーをメール送信する
せっかくなので、子どもたち、パパ・ママ、ご家族みんなで選曲して、
「世界に一つだけの夢」を乗せたキーボードにして欲しいと願う



2021/05/22 仮退院
子どもさんから遊び方に慣れていただくため、デフォルトのまま仮退院
仮退院当日に、希望曲のリクエストを(順番はお任せ)いただいた

2021/05/23
リクエストにお応えし、次のとおり 24曲を割当てるものとする
予備のPICマイコンにファームを書込み、次回の訪問診療で交換予定

音階キーの低い方から、順に
 1 アンパンマンマーチ
  2 アイアイ
 3 森のくまさん
  4 どんぐりころころ
 5 アンパンマンたいそう
  6 大きな古時計
 7 星に願いを
 8 あめふりくまのこ
  9 犬のおまわりさん
 10 ミッキーマウスマーチ
  11 おべんとうばこのうた
 12 海
 13 ドレミファアンパンマン
  14 ぞうさん
 15 七つの子
  16 おつかいありさん
 17 勇気リンリン
  18 ちょうちょう
 19 小さな世界
 20 幸せなら手をたたこう
  21 トーマスのテーマ2
 22 勇気100%
  23 トーマスのテーマ
 24 おどるポンポコリン

は、大好きな3曲で、「ド・ミ・ソ」キーに割当てる
は、予備用だが、2曲まででメモリ満杯となった
未使用 (むすんでひらいて )

公開バージョン(orgel5_6ベース)に含まれていなかった曲は、
次のバージョン(orgel5_7)内から、曲データを複写して実装


【退院祝い】
アンパンマンらしさを演出するため、「デモオール演奏」のみ別途に、
ストローカップのリサイクルおもちゃの形で、サプライズプレゼントする

2021/05/05 発想の転換、主役は誰?
大手術だが機能縮小したら、果たして、子どもさんは喜んでくれるか?
大好きなアンパンマンの音楽は、やはり再現してあげたい
こっそり、おもちゃドクターからのプレゼントを用意しておく

2021/05/22
キーボード本体の仮退院と同時に、リサイクルおもちゃをプレゼント
子どもさんは、カップがおもちゃだと分からず、初めは困惑していたが、
お母さんと一緒に、とても喜んでくれた(その笑顔が嬉しい!)




【本退院】
2021/6/6 訪問診療
子どもさんは興味津々、拡大鏡を持って来てくれたり、手伝ってくれた
ご家族の見守る面前で、カスタムメイド PICマイコンに置き換え
電池の使用推奨期限の意味や交換時の注意などをお伝えし、晴れて本退院

【ダウンロード】第2弾
つつじが丘.png
いつもお世話になる「つつじが丘おもちゃ病院」さんは、→コチラを参照


キーボードおもちゃの修理(マイコン換装)の記事は必読

公開ファームウェアは、音色の切替えや手動演奏/自動演奏/効果音の機能切り替えの操作も含め、セレクト線6本×センス線8本 の構成で利用される

 ・鍵盤の操作で音階を演奏すること
 ・数種類の音色のバリエーションを持つこと
 ・自動演奏曲を持つこと
 ・数種類の効果音が出せること
 ・動作中はLEDをチカチカさせること


こんな素晴らしいプログラムを惜しげなく公開されていることに、感謝申し上げる

アンパンマンのキーボード関連の開発資材は、当方の共有ドライブダウンロード可能
※ファイルサイズが大きい(75MB)ので注意

 アンパンマンのキーボード(PICマイコン換装)仮退院まで
  フォルダ名 orgel5_6_watanabe20210523
  プロジェクト anpanKEYBOARD_18346.X

 ストローカップのリサイクルおもちゃ(音声再生+LED点滅)
  フォルダ名 orgel6_3_watanabe20210512
  プロジェクト anpanDEMO_15325_CdS.X


この記事のURL
https://blog.canpan.info/charts/archive/322
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