X68000用の電源基板 その2

 先の記事の時点で、基板設計はほぼ完了、と思っていたわけなのですが、
その後、暇つぶしがてら　ちまちまと修正を加えていました。

そんなわけで現在に至る・・・・という感じ（笑） 

 

各部のスキマ調整なんかを細々行っていたりするのですが、
目立つ変更箇所として電解コンデンサーのサイズ変更があります。

C27をφ8からφ6.3へ、
C34をφ6.3からφ8へ変更しています。 

変更前のサイズというのは元基板のサイズ準拠。 
では何の為にサイズ変更したかと言いますと、
OSコンへ置き換える為です。

C24、C27、C33、C40、C41 の各コンデンサーは、
高周波トランスの2次側すぐの箇所。
つまりバリバリとリップル分を喰らう位置です。

オリジナル電源ではここに、スイッチング電源用の電解コンを投入していたわけですが、
本来ここはOSコンの得意分野。
ですので可能ならばOSコンへ置き換えが好ましいところ。

しかしC40とC41はOSコンへ置き換えると位相余裕が無くなって発振が発生。
なので置き換え可能なのは C24、C27、C33の３点。
前回の時点でC33はOSコン置き換えを予定していました。
ですので今回更に C24とC27 もOSコン化を画策する事に。

C24は代替するOSコンがφ10なので、サイズに変更はありません。
しかしC27については代替するOSコンがφ6.3品ですので、
サイズを小さくしたわけです。
ちなみにOSコンではなく電解コンを使用した場合も、
実装する電解コンのサイズはφ6.3！！
ならばむしろ、φ8のままにしておく方が　おかしいわけですね（笑）

 

C34はリップル絡みではなく、単に長寿命化対策です。 
C34はVCC2の出力コンデンサーですので、リップル分はほぼ無関係。
ですので電解コンでも十分実用できるところですが、
ここはIC31からの熱を結構喰らう箇所。
それを考えると長寿命化しておいた方が精神衛生上　好ましいわけです。

そんなわけで、同容量のOSコンへ置き換える事にしたわけですが、
手持ちのOSコンだとφ8サイズになってしまうんですね。
それでサイズを上げてφ8へ変更した次第です。

ちなみに現在一般流通しているOSコンだとφ6.3サイズですし、
電解コンだとφ5サイズとなりますので、
それらを実装する場合には足を曲げる必要がありますが、
その程度ならば問題にはならないと思われます。

X68000用の電源基板

シャープのX68000はオーバーホールで延命させて温存してる方が　そこそこ。

そのオーバーホールの内容の１つが電源ユニット内の消耗部品交換。
時期的に４級塩を使用している電解コンデンサーが多用されている為、
部品交換を行わないと液漏れにより確実に基板が腐食されます。

X68000の電源ユニットの基板は片面ガラエポ基板です。
コストを考慮すると　この時期ならば妥当なところ。 

この当時の基板は銅箔の接着力が現在よりも弱く、
ハンダごてによる加熱で銅箔が剥がれる事故も少なくありません。
前述の液漏れによる腐食も相まって、基板を交換したくなるケースも出てきます。 

しかしどの電子機器でも同様ですが、基板は部品としては入手不可。
ならば、同等機能の基板を作ってしまえば済むのでは？
という発想からスタートしたのが今回のプロジェクト。

名付けて、「X68000電源基板代替計画」？（笑） 

 

X68000の電源ユニットの基板は複数種存在しています。

今回はそのうち、SH4と呼ばれているタイプをターゲットにします。
このタイプはEXPERT以降のツインタワー型に使用されている代物。
たぶんニーズが最も高いタイプと思われます。

その他の電源ユニット用基板についてはニーズの観点もさることながら、
現物が手元に無い為、そもそも設計が出来ないんですね。
ですのでとりあえず、SH4についてのみ、進めることとします。

で、現時点の設計状況がこちら。

 

 

 

 

 

 

基本としては、部品をそのまま載せ替える前提の設計です。

ですが、どうせなら・・・ということで　少々カスタマイズは加えています。

１.両面基板化

　　オリジナル基板は片面基板でしたが、
　　メイカー向けの基板だと両面でも片面でも値段が一緒。（笑）
　　ならば両面の方が好ましいわけですね。
　　ただ、オリジナル基板には存在しなかった、
　　TOP面パターンと部品間のクリアランスという要素が発生するので、
　　設計にはそれなりに気を遣う必要が出てきます。 

２.CN1のマルチタイプ化

　　AC入力コネクターであるCN1ですが、オリジナルはMOLEXの5289-2A 。
　　このコネクターも液漏れを喰らって腐食するケースが割と有るので、
　　交換したくなるところですが、製造中止で入手できません。
　　そこで、JSTのVA形コネクターにそっくり置き換え可能にしました。
　　もちろんMOLEXの5289-2Aも実装可能なので、
　　スルーホールが若干長穴になっています。

３.ヒューズホルダーの変更

　　F1のヒューズホルダーはホルダー端子部のみを基板にハンダ付けするタイプ。
　　省スペースでコストも安い事から、割と使われることが多いのですが、
　　これを取外すのは　ちとメンドイです。
　　ハンダ槽が有れば　なんとかなるとは思いますが、
　　ハンダ吸い取り機や吸い取り線を使って取外すのは　結構手間かと。

　　ですのでこのヒューズホルダーは付け替えを諦め、
　　新たなヒューズホルダーに置き換える方向にしました。
　　選んだのはマル信無線のMF-563です。 
　　これならば入手性も問題無いかと。

４.C1とC2のリードピッチ対応を拡充

　　C1とC2のフィルムコンデンサーですが、
　　オリジナル基板では15mmピッチ品が実装されています。
　　このコンデンサーをそのまま載せ替えるならば、
　　15mmピッチのパターンを用意すれば良いだけなのですが、
　　何らかの理由でこのコンデンサーを新品交換したいとなった場合、
　　代替部品の入手性があまりよろしくないんですね。

　　そこで、7.5mmピッチの部品も実装可能にしてみました。
　　想定しているのはルビコン製125MMBA224K。
　　これならば入手性も悪くないです。

５.C9の対応サイズ拡大

　　オリジナル基板ではC9はφ22と決まっておりましたが、
　　新基板ではφ25も載せられるスペースを確保しました。
　　代替品の選択が楽になると思います。

6. C32のリードピッチ対応を拡充

　　C32のセラコンは7.5mmピッチ品がオリジナルですが、
　　5.0mmピッチ品も実装可能にしました。

７. D27の対応パッケージ拡充

　　D27はTO-3タイプのダイオードですが、
　　現行品で同パッケージの入手はかなり厳しいです。

　　そこでTO-220パッケージのダイオードも実装可能にしました。
　　TO-220型であれば、入手は容易です。

８. 小径電解コンのリードピッチを最適化

　　オリジナル基板では小径電解コンのリードピッチが全て5.0mmになっていました。
　　これらは所謂リードフォーミング品ですので、
　　全く同じ物を市場で入手するのはほぼ無理です。

　　そもそも電解コンは消耗部品ですので、
　　オーバーホールの際は必ず新品交換するところ。
　　ならばわざわざリード加工が必要な5.0mmピッチにする必要性がありません。

　　ということで、全て各コンデンサー径に合わせた通常ピッチにしました。
　　これで新品交換の際、リード曲げ加工が不要になります。

９. C31、C34、C35のサイズを拡大

　　これらはオリジナルとだと電解コンデンサーですが、
　　当方の在庫を踏まえ、OSコンに代替できるようにサイズ変更いたしました。

　　OSコンの方が太いので、通常の電解コンを実装する事ももちろん可能です。 

１０.　1/6W抵抗のリードピッチを改善

　　オリジナル基板では1/6W抵抗は全て200milピッチになっています。
　　結構ギリギリのサイズの為、足曲げが面倒に感じる方もいらっしゃるかと。
　　全ての抵抗までは対応できなかったのですが、
　　可能な範囲で300milピッチへ変更を行いました。

　　リードピッチが変わったので、オリジナル基板からの載せ替えが不可になりますが、 
　　基板交換の際は抵抗も新品交換推奨ですので、実害は少ないかと。

１１.　1/6W抵抗をチップ抵抗にて代替可能に 

　　全ての1/6W抵抗に対し、チップ抵抗用のパッドも用意しました。
　　対応サイズは1608もしくは2012です。

　　チップ抵抗用パッドはBOTTOM面に配置しています。
　　リード抵抗を使うかチップ抵抗を使うか、お好みで選択可能です。 

 

以上のような変更内容となっております。

この基板については現在のところ頒布は未定です。
電源装置の基板という、危険性を伴う部位だからです。
それなりの知識と技術を持っている方が前提となりますので、
そのような方々が対象であればお渡ししても構わないかなとも考えてますが。 

 

 

今後の展開について 

 

IC22の代替検討

　　IC22のサンケン電気製SI-3122Vは代替品が存在しません。
　　回路変更も含め、他のレギュレーターへの変更も検討したいところ。
　　その場合は別な基板を起こす話となります。 

L1の代替検討 

　　L1の松下製ELF18D433も新品の入手は不可。
　　もしこれを代替する場合、全く異なる部品に置き換える必要があります。
　　その場合もやはり、別基板を起こす話となってしまうわけですが、
　　L1が壊れたという話は耳にしたことが無いので、必要性は希薄かも。 

ダイソーのマスキングテープ比較

もろもろの作業にマスキングテープを愛用しておりますが、
そこで使用しているのは白色無地の代物。

本来の用途である塗装時のマスキング用であれば何色でも構わないわけですが、
ペンで記入することが多々ある為、白色無地を使用している次第。

 

この白色無地のマスキングテープというのが、
一般的な有名メーカー製品に存在しないんですね。
なので、ダイソーで販売しているマスキングテープを愛用しておりました。

ところが近所のダイソーが改装したことに伴い、
愛用していたマスキングテープの在庫を止めてしまった模様。

そこで代替品を見繕うことにいたしまして、
現在お店に並んでいる4製品を購入してまいりました。

更に、出来れば現在使用している製品も入手できないかと模索した結果、
ダイソーの通販ショップで似たような製品を発見したので購入。

 

以上の５製品を比較してみます。

 

まず、今回購入した製品が以下。

 

 

 

 

 

 

 

 

識別の為に番号を振りました。
以降はこの番号で呼んでいきます。

①は通販で購入した製品。
現在使用中のテープと思って購入したものです。
全て同一価格なのですが、この製品は5m長と最短です。
ちなみに幅は全て同じです。
開封して現物を見たところ、残念ながら現在使用中の製品と異なってました。
紙質が違うんですね。

②と③は　ごく普通のマスキングテープ。
②は13m長で③は15m長。
触った感じ、③は薄さを感じます。 

④は抗菌タイプだそうです。
長さは7mなので、短めな気がしますが①よりは長いです。 

⑤はカビ防止タイプ。
まぁ④に近い製品なのかな？という気がしています。 
長さは9mなので、この中では平均的な感じでしょうか。

 

粘着力比較 

滑らかなテーブル面に貼り、剥がすときの感触で比較してみます。

①この中で粘着が一番弱い！！ 
粘着力の弱さが必要な場面でない限り、この製品は没ですね。
もちろん、現用品よりかなり弱いです。

②粘着力問題無し。
現用品と比較しても　差を感じないレベルです。

③粘着力バッチリ、むしろ強め？ 
長さ追求の廉価品かと思いきや、粘着力は良いですね。
たぶん、この中では一番強いかも？

④粘着力弱め
①ほどではないですが、他製品と比べて弱めです。

⑤粘着力バッチリ。
これも③に近い感じで粘着力は申し分なし。

 

ペン書き結果比較

各マスキングテープにペンで書いた結果です。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

上から順に①～⑤。
一番下は特別出演？の現用品です。

左側はHBのシャープペンシル、右側はマッキー。

現用品の紙質の良さが一目瞭然ですね。（笑）
紙質で言えば②が現用品に近いのですが、若干劣る感じ。

②と⑤は鉛筆を弾く感じがします。
まぁ、書けないわけではないものの、感触は悪いです。

マッキーは④が弾き気味な感触。
抗菌処理が影響しているのでしょうか？

 

この写真でお解り頂ける通り、書き込みの明瞭度はテープの透過率に影響されます。
今回はグレーの無地面に貼っていますが、下が柄面等だと見づらさが増します。
そういう観点で、現用品の透け無さ具合が秀逸です。
 

 

結論

代替品を選ぶとしたら②一択ですね。
粘着力は問題無いですし、テープの透過率が現用品に近いのが高ポイント。
実際のところ、現用品より僅かに透けるのですが、
この程度なら許容範囲かな。
鉛筆の乗りが悪いですけど、マッキーで書けば済む話なので、
大したデメリットにはならないかなと。

そんなわけでして、現用品の店舗在庫を探しつつ、②を少し買い溜めしようかと。 

束ねた電線の電流軽減

 複数本の電線を束ねた場合、最大電流容量が減少するのはご存じですよね？
ところが、これを全く考慮していない設計をちらほら見かけます。

最悪、発火事故に繋がりかねないヤバい話なわけですが、 
こんな設計がレアケースというほど少なくないような見受けられます。
それでも大問題になっていないのは、単に幸運だからなんでしょうね。

 

しかし今後、真っ当な設計が出来る技術者の現象に伴って、
こういうヤバい設計が増えていく懸念を感じています。

すると、これが原因の発火事故の事例を稀に耳にする事になるかもしれませんね。 

洞爺湖マンガアニメフェスタのパンフ売り上げ問題

以下は　あくまで私個人の意見であって、 
公式サイドの意見ではないことにご注意願います。

毎年6月後半に開催されている洞爺湖マンガアニメフェスタ、通称TMAF。
このイベントのメイン収入はパンフレットの売り上げなのですが、
このパンフの売り上げが伸び悩んでいることから、
「参加者の方、みんなもっと買いましょう」という呼びかけを散見します。

この声掛け自体は　とても嬉しい限りなのですが、 
私の見立てでは　実はあまり意味が無いんじゃないかと思っています。

上記の声掛けが効力を発揮するのは、TMAFに参加している方々のうち、
意図的にパンフを購入せずに楽しんでいる人が多い場合なのです。

でも私の予想では、そういう方はゼロとは言わないものの、
そんなに多くは無いんじゃないかと考えてます。

 

でも実際、こんなに参加者が多いんだから、
パンフがもっと売れていいのでは？という疑問もあるかと。
これについて、私は思い当たるフシがあるのです。

新型コロナ以降、温泉街の各ホテルはTMAF期間中も普通に一般客を受け入れてます。 
新型コロナ以前は、TMAF参加者を優先して受け入れていたんですね。
ずばり、この差だと思っています。

たまたまTMAF開催中に洞爺湖へ訪れた一般客の方は、
もの珍しさで色々見学して行かれるのは間違いありません。
そのような方々が参加者数を底上げしてくれています。

しかし、そのような方々が皆、パンフを購入してくれるでしょうか？ 

更にはインバウンドのツアー客の方々は夜に到着して朝に出発。
TMAFは見ずに、宿だけを利用する形になります。

これらの方々はTMAFのパンフは購入せずとも、宿は利用するわけです。
温泉街の宿のキャパシティは無制限ではありません。
つまり上記の一般客の分、TMAF目的の客の宿泊者数が減ってしまうわけです。 

これが誤差範囲レベルの話であれば、無視してもいいかもしれませんが、
私の肌感覚として、そういうお客さんが増えてる気がしてるんですよね。
もしこのまま推移すると、参加者数は変わらないのに、
パンフの売り上げは下がっていくという、まずい状況になる可能性が。

とは言え、この辺は各宿泊施設の判断になるので、歯がゆいところですね。 

製品検査作業

 電子機器の組み立て工程にて、完成品の検査という作業がありますね。

これ自体は別に珍しい話でもなんでもないのですが、
その後の話が曖昧になってるケースって、たまにあるのですよ。

具体的には「検査でNGが出た場合、どうするか？」って話です。 

 

完成品検査って、大雑把に2つに分けられるんです。

１つ目は基本的に不良品は出ない前提での検査。
製造工程での品質管理がしっかりしていると、
不具合要因が既にほとんど撲滅されている為に、
完成品にて不具合がほぼ発生しない、というケースが存在します。

このケースでの完成品検査というのは、不良品の洗い出しよりも、
「問題無しのお墨付きを与える」という性質の検査になります。 

ですので検査で不良が出る事は非常に稀なので、 
不良品が出た場合の対処も　その際に検討すれば間に合うわけです。

 

２つ目は不良品が出る可能性がある前提の検査。 
普通、製品検査っていうと、こっちの方じゃないの？
と思われる方も多いかもしれませんが、
実はそんなことなくて、製品の内容にもよりますが、
私の周囲だと１つ目のケースの方が多いんですよね。

ここからが今回の本題なのですが、
１つ目のケースに慣れていると、２つ目のケースの検査作業も
安易に考えてしまう人が存在するのです。

２つ目のケースの場合、それなりの確率で不良品が出ることになりますから、
その不良品をどうするか、というルールが必要となります。
１つ目の様に都度検討なんてわけにはいかないのです。

不良品を破棄するのか修復するのか。
修復する場合、誰が修復するのか。
修復を協力会社に依頼する場合、その費用はどうするのか。
等々、考慮しなければならない内容が多々あるわけです。

ですが１つ目のケースのつもりで検査を受けていると、
それらが全く考慮されておらず、いざ不良品が出た場合に右往左往・・・
無駄な時間と労力が消費されるという悲しい状況が発生します。

 

皆様もご注意を。 

 

 

ノズル部の清掃出力

前の記事でノズル～エクストルーダー部の清掃出力、
いわゆるバージ作業について記載しましたが、
これについて少し触れておきます。

パージ作業自体は、ESD対策フィラメントのみならず、
一般的なフィラメントでも行われる場合がありますが、
それらのフィラメントでは　さほど重要視されておりません。
せいぜい違う色のフィラメントに換えた際、色混ざりを無くしたいとかかな？

ESD対策フィラメントの場合は含有カーボン由来と思われる汚れが
ノズル部に蓄積するので、それをしっかり除去しなければなりません。
従って出力作業完了後のパージ作業は結構重要です。

 

パージ作業は以下の2段階で行います。

１.通常のABSフィラメントを手送りにて流し、ESD対策フィラメントを排出

　　私が使用しているESD対策フィラメントはABSベースなので、
　　パージにもABSフィラメントを使用していますが、
　　もしPETGやPLAベースのESD対策品を使用いる場合は、 
　　それぞれPETG、PLAのフィラメントを使用しましょう。

　　色は白をお勧めします。（私は手持ちの関係で他色を使ってますが）

２.パージ用のモデルを3Dプリント 

　　手送りだけで完全に綺麗にするのは結構手間なので、
　　最後は3Dプリント出力にて残っている汚れを除去します。

　　私の場合は30×30×5mmというパージ用の部品を設計し、
　　それでパージを行っています。
　　スライサーでのインフィル設定は100％です。

 

実際のパージ後の出力品の写真がこれ。 

 

下側約1/3が黒ずんでますね。
これくらい汚れが残っているというわけです。

手送りでのフィラメント排出を行っていない場合、
黒い部分は更に多くなるはずです。
もしかしたら高さ5mmでは足りなくなるかもしれません。 

 

ともあれ、ここまで行えばほぼ内部清掃は大丈夫かと。