マイクロカラーテレビ「TR-101CT」の修理 ~ 電解コンデンサの罠

2022/12/17

 久しぶりのアップになりました。

松下電器産製 Nationalブランド1983年製造の「カラー Solo ナショナル マイクロテレビ 1.5型 TR-101CT」の修理です。グッドデザイン賞受賞モデルだそうで、手のひらに乗る重さ600gのブラウン管カラーテレビです。ただし、充電電池8本を入れると、1kgに近づきますが、手のひらサイズには変わりがありません。

このモデルは、当時、主に産業向け製品を生産していた藤沢テレビ事業部が産業向けブラウン管技術を使用した民生用小型ブラウン管(超微細ドットピッチ0.25mm)を開発し、世界でもっとも小さなブラウン管カラーテレビとして、世界展開したようです。いまでも中古市場で人気があるようです。


ところが、野心的に小型化するため、小型電解コンデンサを多用しているため、今回のように、まともに動作する中古が少ないと思われます。小型電解コンデンサの劣化モードの検証と修理を行い、地デジチューナのアナログ(コンポジット)出力をUHF変調し、無線アンテナ経由で部屋の好きな場所で見ることができるようにしました。パソコン作業中にテレビを横目で見れるようにもなりました。


まず、TR-101CTの入手です。当時は、回路図・基板パターン図が添付されていましたので、これが付いているもので、電池漏れがないものをヤクオフで落札しました。

TR-101CTの状態は、チューニング位置によってブラウン管がわずかに発光し、ノイズ音声がでました。外部ビデオ入力をしましたが、ほとんど画面の変化はありませんでした。最初は、調整で逃げ切れるかもしれないと思っていましたが、基板の状態を確認すると、やはり電解コンデンサの液漏れが所々で発生していました。この時期(80年代製品の修理では注意)、電解コンデンサの小型化・低等価直列抵抗化を進めるために「第四級アンモニウム塩」の電解液が使用され始めたようで、強アルカリ電解液であるため、電極酸化膜のピンホールによる性能劣化、ゴムパッキンの劣化による漏液でプリント基板銅箔の腐食に進行してしまいます。


全電解コンデンサを交換するのが万全ですが、本数が多いので、劣化した電解コンデンサを特定し、交換することにしました。また、プリント基板銅箔の修復もせざるを得ない状態でした。

①劣化電解コンデンサの特定と交換

・小型品の電解コンデンサ(特に低電圧・大容量)

・リップル電流が大きい初段平滑コンデンサ

・リード線が変色している電解コンデンサ

・リード線が変色していなくても、上記品と同じ電解コンデンサ

以上を取り外し、LCRメータで、特性確認すると、大半が不良でした。検査した電解コンデンサの状態を参考までに、掲載します。


容量抜け・高周波特性劣化・漏れ電流増加・ESR増加など、典型的劣化パターンが網羅できそうです。びっくりでした。


②プリント基板銅箔の腐食部分の修復

電解液漏れで変色してしまっている銅箔部分のレジストを工作ナイフで削り、銅箔をむき出し後、銅箔の腐食膜を削り、正常に導通できているか確認します。もし切断部分があれば、銅箔(銅線)でブリッジして銅むき出し部分全体を半田メッキします。

今回は、IC301の下部の銅箔が腐食していたので、IC301を取り外して修復しました。


③ブラウン管関連の調整

電解コンデンサの問題が大半で、他の部分は問題ないことが多いため、ブラウン管関連の調整のみを行いました。ブラウン管ドライブIC302の左上2つのドライブトリマを左にいっぱいに回し、右側縦2つのカットオフトリマを左にいっぱいに回します。これで緑のみが表示されることになります。

適当なビデオ入力をして、本体の右側の"Color"最小、"Bright"中央、"Contrast"最大に調整して白黒画面表示にします。フライバックトランス部上部のブラウン管に近い方のスクリーン調整ボリウムを適当に回し、緑色画面がきれいに出るようにします。

この状態でIC302の右側縦2つのカットオフトリマを徐々に右側に回し、暗い部分が白色発光するようにします。次に、IC302の左上2つのドライブトリマをを徐々に右側に回し、明るい部分が白色発光するようにします。さらに、明るさに関わらず全体に白色発光するように上記を繰り返します。


以上でうまくテレビが動作しない場合は、別途、オシロスコープ等で、問題を解決する必要があります。


④アナログ(コンポジット)高周波変調器

ゲーム用のRF変調器を流用することも考えましたが、VHF帯のみにしか使えないので、アマゾンや、eBayの「RCA-RFアダプター ビデオコンバーター」を改造しました。写真のように出力ポート側にもスイッチがついている製品が必要です。この製品は、元々中国向けの製品で、出力周波数や、ビデオ形式が日本向けNTSCではないので、内部のマイクロコントローラを入れ替える必要があります。また、ケーブル接続を前提にしているため、出力電圧が10uV台と微弱になっています。

そこで、日本のNTSCに対応してL-VHS、H-VHS、UHFの切り替えとチャネルL/H切替をできるようにするため、内部のMC44BS373類似の中華モジュレータのプログラム内容をキャプチャし、日本向けプログラムをするPIC12F1822ファームウェアを作成しました。

参考までにRFモジュレータファームウェアを公開します。


オリジナルのマイクロコントローラを外して、PIC12F1822の電源端子極性を間違わないように入れ替える必要があります。スペースの余裕があったので、DIPソケット経由でジャンパ配線を行いました。また、RF出力をアンテナから飛ばすことができるように20dBゲインのLNA(NBB-500等、適当なMMIC)をカスケード接続で40dBまでブーストし、1mW弱程度(電波法令の小電力規制内)の出力をUHF用受信アンテナに給電して部屋内部で見ることができるように電波を飛ばしました。



結構苦労しましたが、目論見通りできました。参考にしてもらえればと思います。

(再クロール更新:2022/12/22)

4004マイクロプロセッサ 50周年 ~ インテルからのクリスマスプレゼント

2021/12/26

 製作手順(1)ブログ掲載時にはQuartus II Web Edition 13.0sp1のリンクは有効でしたが、インテルからのとんだクリスマスプレゼントでQuartus II Web Edition 13.0sp1が配布中止になりました。


"the Internet Archive"で確認すると12/23には切り替えされていました。Release: v16.1以前すべて配布中止になったようです。幸い、Quartus Prime Lite Edition 17.0のProgrammerが使用できることが確認できましたのでダウンロード手順を紹介します。


まず、下記URLを開きます。

https://fpgasoftware.intel.com/17.0/?edition=lite&platform=windows



「追加ソフトウェア」のタブからから"Stand-Alone Software Quartus Prime Programmer and Tools"をダウンロードしてください。(前回と同じようにインテルのユーザ登録が必要です。)


Quartus II Web Edition 13.0sp1の"Additional Software Quartus II Programmer and SignalTap II"と同じようにFPGAへのプログラミングができます。インストールして使用ください。






さて、Pro MicroのスケッチVer.0.92を合わせて公開します。

EM5822用のコンパイルスイッチを有効にしたSBC4004スケッチVer0.92(商用には利用できません)を公開します。


(a)EM5822プリンタ対応でプリンタとの通信量が増えてしまったため、通信中にLED表示が止まってしまうことがわかりましたので、修正しました。

(b)電卓のキーボード・エミュレーション機能に問題があり、「CE」キーで、LED表示がクリアされない点を修正しました。


(再クロール更新:2022/12/22)

4004マイクロプロセッサ 50周年 ~ SBC4004のサーマルプリンタ追加サポート

2021/12/20

 アマゾンで「GOOJPRT QR204 POS/ESCサーマルプリンタ」の入手ができない状況になっています。eBayでは入手可能なようです。今回、アマゾンで入手できるEM5822とQR701を評価しましたので、接続方法及び対応スケッチを公開します。



左の写真は、左上(EM5822)、右上(QR701)、下(QR204)です。サーマル紙のドアノブの形状によって識別できます。








①EM5822の接続方法

下記は、購入時のコネクタの写真です。


EM5822コネクタの形状は、QR204と同じですが、信号配置が違うため、コネクタピンの入れ替えが必要になります。






まず、精密マイナスドライバで電源コネクタ(2ピン)のピンを外します。ピンのロック部を下に下げながら外します。押したことでロック部が下がってしまった場合は、ピンを外してから押し上げます。






次に信号コネクタ(5ピン)のハウジングのロック部を押し上げながら黒・緑ピンを外します。電源コネクタは、黒と赤を入れ替えます。信号コネクタは、黒と緑ピンを入れ替えます。下記は、入れ替え後の様子です。












②QR701の接続方法


下記の写真のように、基板裏のコネクタ端子に直接はんだ付けします。ケーブルの色に注意してください。



この例では、プリンタを入れ替えてテストできるように中継コネクタを入れていますが、プリンタ付属のケーブルを切断して直接半田付けするのも良いかもしれません。








③Pro Microのスケッチを書き込む

QR204用のスケッチでEM5822を駆動すると、数字は同じように印字しますが、電卓特有の記号が印字できません。また、デバッガ出力をプリンタに印字すると、文字サイズが小さくなりません。EM5822のコマンドは、QR204のそれと仕様が異なるため、Pro Microのスケッチを書き換える必要があります。QR701は、EM5822と同系列のファームウェアを採用しているようですので、同じスケッチが使用できます。


Pro MicroのSBC4004スケッチVer0.91では、EM582とQR204をPrinter.cpp内のマクロ定義の切り替えで、対応することにしました。


(a)SBC4004 EEPROMスケッチの書き込み

QR204とEM5822共用のSBC4004_EEPROMスケッチVer0.91(商用には利用できません)をダウンロードし、展開後、SBC4004_EEPROM.inoをArduino IDEから開きます。


スケッチ->マイコンボードに書き込むで、Pro Microへプログラムを書き込みます。


(b)SBC4004スケッチの書き込み

EM5822用のコンパイルスイッチを有効にしたSBC4004スケッチVer0.91(12/21 Updated バージョン表示修正忘れ対応、商用には利用できません)をダウンロードし、展開後、Arduino IDEからSBC4004.inoを開きます。


スケッチ->マイコンボードに書き込むで、Pro Microへプログラムを書き込みます。


以上で、動作上の問題はありませんが、EM5822および、QR701では、薄めの印字になります。了承をお願いします。これは、プリンタの印字濃度設定がすでに濃い状態になっているため、これ以上の濃くできないようです。高感度な印字紙の使用または、プリンタの電源を別電源で7~9Vにするなど、対策が必要なようです。


(2021/12/21追記)

最近流通しているQR204で、ファームウェアの世代が変わったとの情報がありました。以前アクセスできたGOOJPRTのホームページも見つからないみたいです。


もし、左のような「√」が中国漢字「丂」に化けて表示される場合、EM5822用のスケッチ(EEPROM更新含む)に切り替えて試してみてください。





(再クロール更新:2022/12/22)