TRS-80 model1 ノイズ源を探して

　さて、あとはどこを調べようか。

　キャラクタやセミグラフィックスのデータはZ10,Z11のLS166でSHIFTクロック信号によりドット単位で出力される。このSHIFTクロック信号はZ9（LS04)で駆動される。元はZ43の出力で原発振の10.6445MHz(横64文字)またはその半分(横32文字)。


　そこでZ9-pin9をピン上げして10.6445MHzのオシレータを直結した。SHIFTクロック信号が揺らいでいればこの構成で非同期ながら画像は安定するはず。

　結果。


　キャラクタ表示が一部抜けるのは非同期だから問題ないがノイズ源はここではなさそう。SHIFTクロック信号を元に戻す。


　さて次はどこを見るか。アドレス線を疑ってみよう。ビデオ回路はLS93カウンタが生成する周期的なアドレスとZ80からのアドレスをLS157で切り替えてVRAMに送っている。
こんな感じ：Z80のアドレス→LS367→LS157

(1)LS157のZ80アドレスを受けている箇所のピン上げ→変わらず
(2)Z80のアドレス信号をピン上げ→変わらず
(3)LS367をすべて外すのはたいへんなのでZ22（A3,A2,*IN,*OUT,*WR*,RD*)のみ。pin1を上げてdisableに→変わらず。

う～ん、と基板になんとなく触れたら画面が揺らぎリレーがジジジジと動いた。何？


　触れたのはカードエッジコネクタのpin12でOUT*。これは先ほどのZ22の出力で、これは基板内ではZ25のpin9(LS32入力)にしか行っていない。確認のためピンセットでカードエッジpin12、Z25-pin9に触れても同様。リレーが暴れたのはアドレス線をピン上げしていたせいでリレーのアドレスデコーダが有効になっていたせい。
　基板内では一対一で繋がってるOUT*信号。ここなのだろうか。

つづく。

TRS-80 model1 クロック周り若干の改善

　ビデオタイミングを生成している４個のLS93(Z65,Z50,Z12,Z32)だが最後に交換したZ65でこれまで気になっていた箇所が改善した。

　これまではZ80のリセットを解除してバスを動かすとこのようにランダムなVRAMの表示に左下から右上に向かって斜めの線みたいなのが表示されている。


　リセットをかけた状態だとこのようになる。斜め線はみられない。


　Z65のLS93はタイミング生成の上流にある。これを交換したら斜め線は表示されなくなった。
なんで上流から交換して確認しなかったのかは反省だ。基板での配置上やりやすいところから交換していったせいだ。あとはLS93のうち14分周(Z50)、12分周(Z12)、11分周(Z32)をやらせている3入力ANDのZ66(LS11)を交換してみたが変わらなかった。
　後日確認したらまた斜め線が出ることがあった。原発振のオシレータをHCU04によるもともとの水晶による発振に戻したりと組み合わせにより出たりでなかったりする。現在はHCU04とLS93、LS11をそれぞれHC93、HC11に交換している。

　ついでに確認のためZ53(LS132)をソケット化する。DBIN*、DBOUT*をピン上げしてデータバスを殺す。動作確認の結果、アドレスバスが動いていると画像表示に影響がでることがわかった。これはある程度予想はできていて、Z80が暴走状態だとほぼフェッチ動作のみでメモリライトのようなよそに影響を及ぼすようなアクセスはほとんどないだろうということ。

　ではアドレスの影響はどこで受けているか？図面から見るとビデオタイミングで生成しているVRAMへのアドレスとZ80からのアクセスを切り替えている３個のLS157(Z64,Z49,Z31)が怪しいが、これらを交換しても現象はかわらず、電源ON時に画面が乱れる。

　というわけでまだ完全な解決には至っていない。

　つづく。

TRS-80 model1 VRAMの交換

　さてVRAMだけど出力波形がおかしいものがいくつかある。VRAMに使われているのは1Kx1bitの2102。DinとDoutは分離されている。このDoutと行先のZ27(LS175)、Z28(LS174)の受けを観測。



　こんな風に3Vスイングするところを時々半分しか上がってない箇所がある。Z46とZ48の２つがおかしかったのでこれらを交換。2102または21L02はebay経由で取り寄せた。





　これらを交換しても電源ON時に画面がおかしくなる現象は変わらなかった。

つづく。

TRS-80 model1 原発振の交換

　画面がおかしいのは原発振のクロック10.6445MHzのジッタのせいではなかろうかと疑ったのでここを汎用ロジックによる水晶発振器の回路ではなくオシレータに交換してみることにした。ただし10.6445MHzといった半端な周波数の発振器はない。色々探したら三共社という所がプログラマブル発振器の書き込みサービスをやっており、個人向けもOKだったのでお願いしてみた。だいたい一週間くらいで着荷。あらかじめ変換基板を用意しておいたのでこれをTRS-80基板上のZ42と差し替える。


　さてこれで直ったかな〜と思ったら現象変わらず。ということは原発振のジッタは元々なかったということになる。ではどこだろうか。

つづく。

TRS-80 model1 状況整理

　これまでの修理と調査の整理。
(1) ビデオ画面が出ない　→　VSYNC/HSYNCを混合する終段のCMOS IC故障。交換OK
(2) ビデオ画面の空白文字であるところに何か表示される　→　おそらくVRAM不良。あとで交換
(3) ビデオ画面が乱れる。VSYNC/HSYNCの調整は可能。　→　目下調査中。

　もともとTRS-80 model1はVRAMへのアクセスはCPU優先で画面にノイズがでるらしい。しかし常に出ているのはおかしい。CPUのVRAMアクセス時にはVID*信号がアサートされる。これの大元はZ80の*MREQである。ROMを抜いた状態でもVID*は定期的には発生するが、これはCPUが暴走しているせいかもしれない。確実にVID*を出さないためにZ80の*MREQをピン上げする。DRAMは挿したまま。

電源を投入すると以下の画面になる。


　Z80の*RESET端子を"L"にすると以下の画面になる。



　*RESETを解除すると画面の乱れはなくなる。しかしよく見るとキャラクタ表示がずれている。


　これから考えると、電源投入時になんらかの影響で画面に関わる部分（特に水平方向）がおかしくなっている。リセットにより影響元と思われるZ80が停止すると画面は安定する。リセット解除でZ80が動き出すとVRAMの読み出し→CGROMまたはセミグラフィックスのデータ取得部分でずれが生じている。Z80の動作で外部に影響があるのはアドレスとデータがぱたぱた暴れている部分。DRAMは特に影響を与えていない。

　さて、クロック生成部分を見てみる。（印がある部分はソケット化してあるところ）


　原発振は10.6445MHz。これをインバータ1個で分配している。きつそう。
Z43-1はMODESEL信号の受けで、画面横方向の表示64文字(H)/32文字(L)を切り替えている。
Z24-3はLATCH信号のクロック出力で、VRAMからのデータをいったん受けるための指示。
Z43-4はSHIFT信号のクロック出力で、LATCH信号で保持したキャラクタ番号に基づいて水平方向に画面に表示するデータをシフトする。

　ここで64文字のモードだと原発振の周期をそのままビデオクロック周りに出している。もしこの発振回路にジッタがあれば、画面の乱れとなって観測されるはず。しかしジッタを測定できるような環境にない。
　Z42をソケット化したのでここを色々差し替えて実験したところ、電源ON時に時々画面が乱れないこともあったので影響はあるようだ。ということで10.6445MHzの発振器を注文してみた。つづく。



　これがあれば……

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TRS-80 model1 Z80の影響について

　Z80のリセットをアサートしたままにすると画面にノイズは出なくなる。ではどの部分が影響しているのか。結論から言うと*MREQ,*WR,*RD,*IORQをピン上げしても現象が変わらなかった。アドレス線かデータ線がパタパタ動いているのが影響しているような感じ。

　さて、その結論に至るまでの調査。
　VID*という信号はVRAMのアドレスをタイミングジェネレータかZ80のアドレスかの切り替えに使われる。

VID*="H"の時：
{V0〜V5,VWR*,VRD*,A6〜A9}は{C1,C2,C4,C8,C16,C32,'1','1',R1,R2,R4,R8}
VID*="L"の時：
{V0〜V5,VWR*,VRD*,A6〜A9}はZ80の{A0〜A5,WR*,RD*,A6〜A9}
この切り替えはZ64,Z49,Z31(LS157×3)で行われる。

VID*は遡るとRAS*信号から来ておりRAS*信号はZ72(LS367)を通った*MREQそのもの。



　Z21(LS156)がアドレスデコーダでpin12(出力3)がVID*/KYBD*に関わっている。そこで近辺を観測してみる。上段がZ36-6、下段がZ21-12。



　Z21の出力が上まで届いていない。これについては教えていただいた。なおZ21(LS156)はオープンコレクターで下記のOD(オープンドレイン)と同じ構造。

酔漢 📻@suikan_blackfin

@houmei 波形から見ると、ODのプルアップが弱いときそのものですね。あるいは、トーテムポールの上側が死んでいるとか。

H側の電圧がしっかりしているので、出力同士がショートしているって事ではないようですが。

2017/09/14 08:20:27

　プルアップは4.7kで図面と同じく問題なし。タイミングはこれでいいらしい。
ここの懸念をクリアするためにZ80の*MREQをピン上げして確認した。動作は変わらず。ついでに他の制御線もプルアップしてみたが動作は変わらなかった。

つづく。

TRS-80 model1 ビデオ出力乱れの調査

　さて、画面に文字らしきものは見えてキー入力にも応答しているっぽいのだが非常に乱れている。以降はビデオキャプチャの画像。


　先に電源部分の電解コンデンサの容量抜けを疑ったが問題なかった。
　CPUをソケットから抜いてみた。VRAMは初期化されないのでランダムなキャラクターを表示する。乱れはない。


　ということはCPUが動作することによりビデオ回路に悪影響を与えているように思える。
CPUを元に戻し、リセットスイッチを付けてみた。C42の電解コンデンサの両端から線を引き出してトグルスイッチをハンダ付け。RESETをかけっぱなしにすることによりCPUはバスからフローティング状態になる。DRAMのリフレッシュもやらない。



　これは何度か[ENTER]キーを叩いた後でリセットをかけっぱなしにした画像。プロンプトらしきものが見える。空白であるべき部分がカンマになっているが、これはどうやらVRAMのデータの特定bitが故障しているようだ。いまは画面の乱れの調査に都合がよいのでこのままにしておく。

　さて、ノイズ源となり得るものにはDRAMも考えられるのでこれをソケットから抜く。CPUは挿したまま。


　リセットをかけると画面は安定。この後、リセットを解除したりかけたりしてもこの表示のまま。電源を再投入すると乱れた画面になる。


　CPUあり、DRAMなしの構成でリセットの前後で変化する部分を探すことにする。画面の乱れに悪影響を与えるのはCPU/DRAM、受けるのはビデオ回路のタイミング生成回路と主に水平部分。

　Z42(LS04)はクロック発振とVRAMのキャラクタ/グラフィック切り替えに使われている。ここをソケット化しパスコン追加、HCU04に変更。現象は変わらず。VRAMのキャラクタ/グラフィック切り替えのゲート部分をピン上げしてキャラクタ表示のみ/グラフィック表示のみにしてみたが現象かわらず。つまりキャラクタ表示/グラフィック表示個別の問題ではない。

つづく。

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TRS-80 model1 ビデオ出力の修理

　電源ができたのでビデオ接続して動作確認してみよう。ビデオケーブルは回路図を参考に作った。
こちらも参考になります：
旧世界の遺産を守れ！「TRS-80 model1」 タンディ・ラジオシャック(1977) (しおんパパのひみつきち)



　で、ブラウン管ディスプレイに映してみると水平方向に広がるような感じのノイズ画面。TRS-80本体側面にある半固定抵抗をいじってみると、垂直方向は動かせるが左右は無反応。どうやら水平同期がおかしいみたい。
　この故障はよくあるみたいで、YouTubeにも修理動画があった。
How to fix video sync issues on the TRS-80 Model I


　では回路図を元に追っていく。


　上の方の74C04(Z6)は水平同期信号のバッファ。下の方の74C04(Z57)は垂直同期のバッファ。それぞれ半固定抵抗が挿入されておりアナログ的に遅らせることで表示位置の調整を行っている。74C00(Z5)はXORを構成しており、水平同期と垂直同期をミックスしている。これらはCMOSの汎用ロジックで特性は4000シリーズと類似。74C04の方はパッケージに4069とも書いてあった。
　さてR20を調整しても水平方向の調整ができないのでこのあたりが怪しい。Z6のpin13には水平同期信号が来ていた。で、Z6のpin12を観測すると

　0-5Vスイングしてない。Z6故障と判断。

　では、このZ6を外してICソケット化することに。pin4-pin14間に0.0033表記のコンデンサがあるけど回路図にはない。あとから足されたものだと思われる。



　取り外しには表面実装部品取り外しキットを使った。基板側の穴が大きめなので割と簡単に外せる。

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　これを74HC04に交換したら水平同期も調整できるようになった。

　高速(15KHz)なスイッチングに耐えられなかったのだろうと、ついでに74C00(Z5)もソケット化して74HC00に交換してみたら、水平方向にノイズが見られるようになった。この状態で先程のZ6を74HC00から74HCU00に交換したら安定した。

　だがしかし。キャラクタ単位でノイズが入っているような画面である。キャラクタらしきものは見えるしキー入力で文字が入っているようなのだが。つづく。

DroboProリブート問題(未解決)

　NASのDroboPro、電源を入れるとリブートを繰り返すという症状。調べてくれと頼まれたのでみてみた。
DroboPro Review
Drobo Pro Beyond Raid 8-Bay USB 2.0/FireWire 800/iCSI/SATA 6GB/S Storage Array DRPR1A21
http://www.drobo.com/drobo-downloads-2/
http://www.drobo.com/documentation/
http://www.drobo.com/downloads/products/DS-0098-00_drobopro.pdf

　DroboProのこのような症状はよくあるようだが、DroboProは生産終了、サポートしてもらうにも海外からの購入品で困難。

(1)ペーパークリップによるリセット
　USBポートの隣にある穴にクリップを挿したまま電源を入れる。

2 minute Paper Clip reset for Drobo Pro　https://vimeo.com/10299060

Trouble shooting a Drobo Pro　https://vimeo.com/10275143

I followed the procedure below, but the Drobo Pro continues to go into a reboot cycle:

If you do not want to format your drive set, remove the entire drive set from the Drobo, keeping the drives in order.

Insert a paper clip into the reset hole on the plastic case to the left of the USB port on the back of the DroboPro, and hold it in FIRMLY.

While holding the paper clip FIRMLY in the reset hole, toggle ON the power to the DroboPro.

During this PIN Reset the lights on the DroboPro will do the following:

*** All of the drive lights will light up amber and all of the blue capacity lights will light up

*** All of the drive lights and all of the blue capacity lights will go out and only the green power light will still be lit

*** The blue capacity lights will start scrolling up the right-hand side of the DroboPro

*** All of the blue capacity lights will go out AND:

If the drives are still in the DroboPro, all of the drive lights will turn green.

If the drives are NOT in the DroboPro, the first drive light will turn solid red.

　やってみたがダメだった。

HOWTO: Fix the Drobo Pro infinite reboot loop (TECHKNIGHT)
これによると、 電源ケーブル/コイン電池/二次電池を外して三時間以上放置で直りそうなことが書いてある。
以下のフォーラムでは
DroboPro reboot loop - Printable Version(Drobo Forums)

一週間ほど主電源を切っていたらリブート繰り返しが発生

ファームウェアアップデートで対応？

Dorobo Sでも発生

なぜか三日後に直った例　などが載っていた。
Drobo Forums / Drobo / Legacy Products / DroboPro / DroboPro restarting.over and over...ugh

　これをやってみた。電源になるものを外して一晩放置後、再接続。なんと直った。drobo dashboardをWindowsにインストールし、USBケーブルを接続。が、最新のファームウェアに更新後また再起動を繰り返すようになってしまった。この後二回ぐらい放置をやってみたが直らなかった。

　まずはここまで。

MacBookPro15 Late2011のヒートガンによる修理

　使用していたMacBookProのブラウザ画面が突然乱れて操作できなくなったので再起動したら赤い横縞が出てブートしなくなった。



　これはGPUの接触不良でMBP15 Late2011モデルではよく知られた故障。自分のは中古で購入してChromeを使用していると突然落ちるというような現象が起きていた。だましだまし使ってたら落ちなくなったが、不安だったので以下の修理に出した。調査の結果は問題なしで対策もされず。
MacBook Pro ビデオの問題に対するリペアエクステンションプログラム

　今年の夏は暑くてトラックパッドにも異常が出るほど。加えてキーボードを本体の上に重ねて使っていたためついにやられてしまったらしい。困りましたよこれは。同等以上の代替機なんてすぐには買えないぞ。とりあえず代わりのMacminiを借りられることになったので、MBP15 Late2011の修理に手を出してみることにした。

　さてここで頼りになるのがiFixitのサイト。いろんな機種の分解方法が写真付きで載っている。
iFixit MacBook Pro 15" Unibody Late 2011
　広い机とドライバー類を用意して分解。ロジックボードを取り出す。バッテリーは本体から外さなくても大丈夫。なので、バッテリーを固定しているY字のネジ用ドライバーはこの場合はいらない。


　ヒートパイプを外してグリスを拭く。問題のGPU部分。


　ヒートガンで接触不良と思われるGPU部分をあぶり修理する。BGAパッケージのはんだボールが溶けて再度ハンダ付けされるというしくみ。1800Wヒートガンにて10cm上から2分、5cm上から1分でやってみた。
　ふたたびiFixitを参照しながら組み直す。起動。OK。助かった。
数日使ってみたが一回だけ画面全体が乱れたことがあった。完全には直ってないらしい。
　この修理方法は最後の手段であり本体を壊しても問題ない(私の場合は代替機あり)ときに検討すべき。

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レーザーカッターの電源修理

　前回のレーザーカッター　発煙からだいぶ空いてしまったけれども。電源を修理した。
電源は本体底面からネジ止めされているので本など重ねて浮かせながら作業。



　写真右上にある白いのがレーザー用に高電圧を発生させるフライバックトランス。太い赤色のケーブルでレーザー管に繋がっている。そのすぐ横のコンデンサが爆発。



　250V 560μF品。これと同等のものはブロック型コンデンサといってネジ止めするような大型のものばかり。250V 470μFで同じサイズと思われたものを見つけた。これに交換する。
大型アルミ電解コンデンサ 250V 470μF[R指] LLS2E471MELZ(共立エレショップ)



　さて、破裂した電解コンデンサの個別故障ならこれでいいはず。周辺の回路の不具合だとまた爆発するかもしれない。こわごわ100Vで電源投入。レーザー照射のテストボタンを押すと発振音がした。大丈夫らしい。

　ついでに電源周りの取り回しを改善。ケーブル２本を１つの端子台に一緒に止めている箇所があったので加工した。


　こんな感じ。なお端子台部分は電源本体から外せます。



　ではランニング試験やってみますか。前回は100Vでこのような動作はしなかったので、もともと電源の当該電解コンデンサが不良だった可能性が高くなった。



　ラスタ画像を5%のレーザー出力でダンボール加工。おおよそ90分。


　同じく10%のレーザー出力。焦げくさい。



　左上は濃く、右下に行くほど薄くなっている。右下ほどレーザー光の経路が長いのだが、そんなに影響あるのだろうか？また、電源を100Vでやっているが220Vでは？でもまた爆発させたくないしなあ。しばらくはこの状態でソフトの使い方を確認していこう。

JR-200 キーボード修理

　数年前に手に入れたJR-200、キーボードが一部効かなかった。分解して清掃したら良くなったが、それでも"["と"]"のキーだけが利かない。これはちょっとと思い配線を追ってみた。以前このようなことがあったからだ。
[電卓][TI-84]修理回収機構 TI-84のキー無反応を直す

　JR-200のキーボードはやたらネジが多い。分解すると電卓のキーと同じようなパターンが見える。


　右側の上下２つのパターンが"[" "]"に対応する。片面基板だけど中央のすこし太いパターンはさらに上の方で接続しているのでこれは二層になっている。中央の◎を付けた箇所で電気的に接続しているはずだが、テスターで調べるとここが切れていた。



　カプトンテープなどでタッチする部分を保護したあとで、写真のようにメッキ線で修理。ゴムキーなのでメッキ線の太さ程度厚くなっても問題ない。

　これでOK。

PC-8201-90 ニッカドバッテリカセットの修理

　入手したPC-8201のうち一台は単三電池×４本のカートリッジのかわりにPC-8201-90ニッカドバッテリカセットというのが装着されていた。当然？死んでいる。これを修理しよう。




　サンヨーのニッカド電池 1.2V 500mAhが４本。このような電池は今だとニッケル水素電池になってしまった。また、複数本がパックされているものは電器店の電話コーナーに、電話子機の電池として売ってある。
　今回はタブ付の電池を探した。

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　タブをハンダ付けして置き換える。本来は電池に熱が加わらないよう溶接するらしいが。これをカプトンテープで巻いて固定し内蔵する。ラジコン関連の部材に二次電池を固定するためのテープがあるみたいだが持ってないのでその代わり。




　容量は倍の1000mAhとなった。外付けのACアダプタはDC7V800mAセンタープラスの物を使用した。問題なく充電できている。

PC-8201 内蔵バッテリの交換

　PC-8201全色。赤いのはK氏より預かったもの。



　相当古いものなので中を開けて確認すると、バックアップ用のバッテリが腐食している。起動はするんで生きてはいるのだが。







　さて、この形のバッテリだが探してもなかなか見つけられなかった。ニッカド電池のものはないみたいだ。以下の物を手配した。ちなみにこれはAmiga500の増設RAM+RTCのバックアップ電池と同じ形。

ニッケル水素ボタン電池【3/V80H-074763】3.6V(梅澤無線電機)
ボタン形ニッケル水素組電池 3個組/積層形/PIN端子【3/V80H-074763】(マルツ)








　こんな感じで交換。OK。






　なおスーパーキャパシタ(1F)でもOKだった。