SN74LS166ANの主要な信号ピンをロジアナで確認してみた。

やはりパラレル入力、クロック、シフト／ロードは正常。一回に7ビットシリアル出力し１クロックでロードという動作を繰り返している。

シリアル出力はロジアナのプローブをつなぐとレベルが下がってしまって常時Lowに。

そのため画面は別途後段でアットリビュートによってリバース表示になっているファンクションキーの表示部分を除いては真っ暗になってしまった。

どうやらシリアル出力ピンのドライバが逝ってしまったように見える。交換修理決定。

鈴商に行って探したら一杯在庫があった。LS166とLS166Aがケース内に混じっているがLS166Aを２個購入。

隣のマルツパーツ館にも置いてあった、こちらはLS166Aだ。

マルツパーツ館では16pinの丸ピンICソケットを購入。

また壊れたら交換が難儀なのでICソケットにしておくことに。

どうもHP4951Aのビデオ回路は良く故障するらしい。

あとでゆっくりICを交換する作業を行う予定。

16pin DIPのICはなかなか半田吸い取り器で大部分吸い取っても足が細いのでどっかくっついていて抜けてくれない。

仕方がないので足をニッパでちょん切って引っぺがす作戦に。そしたら足を切っている途中でパッケージが割れてしまった。元々パッケージにクラックが入っていたのかもしれない。それで中に水分が入って壊れたとか。

とりあえず綺麗に除去した後に丸ピンICソケットを取り付け新しいSN74LS166ANを差し込んで組み上げた。



電源を入れる前についでに買って来た0.3Aのフューズに取り替えて電源を入れてみたらうんともすんとも言わない。

フューズが飛んでいた。最初からガラスと金属キャップが接着していなくて抜けそうだったのでそのせいかもしれないとヒューズを交換。

電源を入れてみたらピーと鳴ったと思ったらピ、ピピが鳴らずに黙ってしまった。

またヒューズか、と見たらやはり切れていた。やっぱりSlow Blowヒューズでないと電源投入時の電流が一番流れる時にフューズが切れてしまう。少し多めの電流のにすればいいのだが適当なのが無いのでとりあえず今まで使ってた3Aのものに戻して電源投入。

問題無く立ち上がった。今度はちゃんと最初から画面が表示される。故障は直った。

インタフェースpodを接続してやっと本格的な動作チェックを行う。

PCに接続したUSBシリアルアダプターを接続して、そこから以前にキャプチャしたオシロのプロットデータを流し込んで見ることに。

シリアルを接続すると制御信号の状態がインタフェースpodの液晶表示器に反映される。壊れてはいないようだ。

プロトコルアナライザーのシリアルインタフェース設定やプロトコル選択はメニューからも出来るが、実際に流れている信号から自動的に設定する機能がついている。Auto Conf機能を使ってみた。



ちゃんと9600bps 8bit non parity 非同期に設定された。



その設定でプロトコルアナライザーをモニターモードにしてキャプチャをスタートし、PCからシリアルポートにTeraTermを使って以前にキャプチャしたオシロのプロットデータを送信すると画面に送信されてくるシリアルデータがリアルタイムに表示される。



ちゃんと動くじゃないか。どこも壊れていない。

あとはケースに納めてしばらくリチウム電池を充電するために電源を入れておくテストをしよう。

昨晩からずっと電源を入れたまま一夜を明かしたが、前回のように電源がダウンすることもなく画面は表示されたままだった。

発熱する部位としては通信コントローラーのZ8530ACSが電源投入直後からかなり熱いがこれが普通なのだろう。動作には問題が無い。

ついで昨日交換したSN74LS166ANが熱い。これは常時水平ドットクロックのスピードで休み無くせっせとパラレル→シリアル変換しているので無理はない。逝ってしまったICはたぶん元々あったパッケージのクラックから雨水が浸透していた状態で動作させたものだから一気に加熱膨張し内部破損ということだったのではないかと想像する。ICパッケージには水分は禁物である。

電源部の電解コンデンサも充放電が激しいところは幾分熱を帯びているが部分的であり異常なほどではない。昔の電解コンデンサではそれでもかなり内部抵抗が高いのでこれ以上の熱を帯びたと思われる。+5V用のものは熱くないし、以前ついていたものも唯一液漏れしていなかった。残りの３つは程度の差こそあれ液漏れがみられた。３つはいずれも今も熱を帯びている。最新の電源用の電解コンデンサにしたので当分は持つだろう。

通電後の動作確認として今度はオシロのシリアル出力を直接つないで見ることにした。前回はPCだったのでDTE側でキャプチャされていたが、今度はDCE側でキャプチャ。これで上り、下り両方向共問題なくキャプチャできることを確認できる。



キャプチャ終了後は表示がロールオーバーしているので最後にオシロ側のコネクタを引っこ抜いた時の状態で表示が上書きされている。RTSとCTSの状態が変化しているところがひっこ抜いたところである。



キャプチャされた内容はバッテリーバックアップされたSRAMに置かれているので電源を切っても保存されている。それらのデータを後日詳しく解析することもできる。これはその画面で、内容をスクロールしながら最初から最後まで追っかけることができる。最後にケーブルが抜かれてRTSとCTSの状態が変化しているところで終わっている。

あとはこれを化粧箱に収めれば修理完了。

最初まるで雨でずぶ濡れになった猫みたいな状態で我が家にやってきたHP4951A。既に電源が入らない状態で仮死状態だった。

乾燥させてDC電源を供給してやると動作するので死んではいないことを確認。

後に電源の故障はAC電源電圧選択スイッチの接点がグニャグニャに変形していたのが原因とわかりAC電源で動作可能に。

バッテリバックアップ用のリチウム電池もへたっているので充電を兼ねて電源を入れたまま夜が明けたところ翌朝画面の表示が消えていた。

電源スイッチを入れ直してもうんともすんとも言わず。フューズが切れたわけではない。

そこからが本当の戦いの始まり。本体基板上のスイッチング電源回路がかなり瀕死の状態であることが判明。その原因を探るうちにPWMコントローラーにつながっている0.1uFのセラコンがリークを起こしていることが判明。手持ちのに交換すると生き返ったように電源が復活。しかし依然として画面は表示されずビープ音が鳴りやまない。

最初CRT表示のアナログ回路がまったく動いてないのではと疑ったが、もともと動作に必要な水平と垂直の同期パルスがデジタル回路側から来てないことが判明。デジタル回路側の問題に。

水平垂直同期信号が出ていないのはMPUの初期化処理がそこまで行っていないのが濃厚。ビープが鳴りやまないのも電源投入時の初期状態がビープが鳴る状態のため。本来はMPUが初期化処理でビープを最終的にOFFにするはず。

MPUのリセットスタート直後からの動作状況を見るためにロジアナを接続。すると驚愕の事実が判明。リセットスタートアドレスが0000hではなく0040hが出力されている。もしやMPUが故障と疑ったが、AD6ピンが接続されているバスラインが常に何者かによってHが出力されていることによるものと判明。

犯人捜しが始まる。メモリボードとベースボードを接続するバスケーブルを外すとベースボード側のAD6ラインは正常に戻るのでメモリーボード上に犯人が居ることが判明。

メモリーボード上には４つの島があり、それぞれジャンパーでデータバスラインを切り離すことができるようになっている。するとある島だけが依然としてAD6ラインが常時Hに固定している。その島にはROM 2というROMと64kbitのSRAMが２個つながっている。

ROM 2をソケットから外すとROM自身のAD6ピンは異常なし。ボードに直づけされたSRAMのAD6は依然としてH固定。

２つのどちらかのSRAMが壊れている可能性が浮かぶ。片方のSRAMはリチウム電池でバッテリバックアップされているので電源回路がダイオードで分離されている。それでそれぞれのVccピンとAD6ピンの導通抵抗を測ってみるとバッテリバックアップされていない方のAD6とVccの間がほぼ導通状態だと判明。そのSRAMを取り除いたところMPUのリセットスタートは正常に戻り、再び画面が表示されるようになった。

64kbitのSRAMは互換品が若松通商で在庫しているのでそれを取り寄せ実装。問題は無くなったはずだが、画面が縞模様のパターンになってしまい文字が出てこない。

この症状はSRAMを取り除いた状態でも出ていたので、他に故障しているところがあるのは確か。

ビデオ回路が怪しいのでビデオRAMやキャラクタジェネレータROMをロジアナでチェックすると正常な出力が出ている。するとその先のラスター生成回路が故障している可能性大。

たまたまオシロで無作為にラスター生成回路のデジタルICのピンをチェックしていったところ、一カ所だけHとLの中間をアナログ的に低周波で波打っているのを発見。それはSN74LS166ANというシフトレジスタのシリアル出力信号だった。

故障部位からして今の現象が起きることは容易に裏付けられるので秋葉原で同じICを購入して交換。無事CRT画面が正常に表示されるようになった。

そして２４時間連続運転しても問題無かったのでケースに納めることに。

満を持したようにケース裏のゴム座が経年変化で硬化して粉々に割れてしまった。また代替品を見つけて取り付ければよい。



無事レストア完了。ほとんど死んでた猫だけに生き返ってくれたのはとても嬉しい。

手持ちのAE-5104は現在のところシリアルデータのキャプチャやエミュレーションは可能だがデータやプログラムのFDDへの保存ができない。

これはフォーマットとかで終了時にエラーが出てしまうためFDDかその周辺回路が壊れている可能性がある。FDDはもともとAE-5104についていたのはスピンドルが回転しないという故障品だったため、まだスピンドルが回転するAE-5105(SRAM上のファームウェアが消えているためシステムフロッピーからロードし直さないと使い物にならない状態）から取り外してつなぎ変えてみたもの。

AE-5104やAE-5105には松下のJU-363というPC/AT互換機用とはちょっと違った仕様の古いFDDが使用されている。

違っているといってもいつの時代でもFDDの原理というのは変わらないためピンアサインは違うものの同じ目的の信号インタフェースとなっている。

浮かんだアイデアはPC/AT互換機用の3.5インチFDDを結線を変えてAE-5104につないでみてはどうかというもの。一部論理が逆のものがあればトランジスターとかでインバートしてやればよい。とりあえずバラの信号接続用ケーブルを用意すれば即席で配線はできる。

問題はそもそもまともにFDDが使えるAE-5104やAE-5105が手元にないということだ。

JU-363の信号ピンアサインは海外の奇特な人が公開していた。同様にPC/AT用FDDのピンアサイン表もあるので、それを見比べながら変換ケーブルを作成することもできる。

とりあえずやってる前に現状の信号を観測してみた。

ドライブセレクト信号とモーターONの信号はそれなりの状態を示していた。ドライブセレクトはコマンドが繰り返し実行されるたびに変化している。たぶんコマンド実行していない時は非セレクト状態なのだろう。モーターONは電源投入直後はデアサート、コマンドが繰り返し実行されている間はずっとアサートされていた。

たぶん公開されているピンアサイン表はあっているだろう。

次ぎはPC/AT互換機のFDDをJU-363の結線に変換しながらつないでAE-5104でフォーマット動作を行ってみることにしよう。

出品者によると通電確認済みとあるが、届いてから電源を入れてみたがうんともすんとも言わない。

まずはセオリーに従って源からチェック。ACケーブルにはちゃんと100Vが来ている。フューズボックスのフューズは予備も含めてどちらも切れていない。

そうすると後は内部のチェック。

上蓋を開けてみると既に持っている他の個体よりも埃の溜まり具合は少ない。蓋がちゃんとしまってなかったり、裏蓋のネジが一部なかったりしたので過去に開けて戻した形跡ある。

フロッピーディスクのケーブルのコネクタのロックがちゃんとかかっていない。たぶん一度分解されたのだろう。

電源を入れるとスイッチング電源部のパワーLEDが赤く点灯する。入出力電圧を測ってみるとどれも正常、AC100V入力で+12V,-12V,+5Vの３電源を出力している。

とするとロジック回路に問題ありか。

クロック発振が止まっていないか確認したが、３つあるオシレーター回路はどれも正常。

MPUは動いているか？

ROMやRAMのアドレスデータラインをオシロで観測すると電源投入後のリセットスタートから初期化動作をしているかのようにそれなりに変化している。MPUは少なくとも動いているくさい。

CRTはヒーターが点っている。たぶん直流点火だろうけどラスターは出ない。おそらく掃引信号生成のための水平、垂直同期信号がロジックボードから来ていないに違いない。ということはHP4951Aの時のように初期化の初期段階から先に進んでいないことを意味する。

そういえばこの個体、中央にあるはずのファンが付いていない。ファンを取り付けるアルミのフレームは存在するがファンが無い。取り外されたのだろうか、もともとどこからファンの電源を取っているのか調べたこともないのでもしかしたら最初から無いのかもしれない。

ロジック基板も見てみたが、MPU近辺の+5V電源電圧がちょっと低めなのが気になる程度。基板はベタ電源のはずだからこんなに電圧が降下しているというのはどこか異常に電流が流れているICがあるのかもしれない。

もう一台ある健全なAE-5104の状態と比べてみないとなんとも言えない。

最悪はフロッピードライブが使えるなら、健全なAE-5104へ臓器移植することにしよう。

暇な時にでも故障原因を探ってみることにしよう。

MPUはポピュラーな68000だった。これもROMの内容を解析することは可能だろう。壊れているとするとSRAMか。SRAMは64kb品が16個付きボードが２枚実装されている。2Mbだから256KBということになる。そこにアナライザ用プログラムとキャプチャデータがニッカド電池でバッテリーバックアップされている。

ニッカド電池もかなりへたっていて1V程度しか出力が無い。中のプログラムが消失している可能性は大である。それでも消失していればROMプログラムがフロッピーからロードするモードで立ち上がるはずだがそこにも至らない。

可能性としてはSRAMが壊れているか、どこかロジックICが故障していることが挙げられる。

とりあえずフロッピーディスクが使えるか別のAE-5104につないで確かめてみよう。

電源を入れっぱなしにしておいたら、いつの間にかキーボード上にある動作モード表示が正常時と同じようにMONランプだけ点灯した状態になっていた。

初期化が終わった状態である。

動いているのか。

しかし画面は出ない。

他のキーを押すとビープ音がそれらしく鳴る。鳴り方の違いでファームウェアはそれらしく動作しているのがわかる。

表示が出ないのが問題だったのか。

背面にBRIGHT調整つまみがあるが回しても変化はみられない。

この個体もインタフェースユニットが付いていなかった。唯一持っているインタフェースユニットを取り付けると、キャプチャ動作もそれなりに行えるようである。オシロのシリアルポートと接続してみるとちゃんと制御信号に対応したモニター用LEDが点灯する。

ということでこの個体はCRTが表示されない以外は問題無いらしいことが判明。

あとはCRT基板の問題かデジタル部の問題かを切り分けるために他の個体のCRT基板に交換して見るという手がある。

それにしてもこの製品は分解組み立てが非常にしずらい。どうやって組み立てたのだろうかと不思議に思う。フロッピーディスクを取り付け取り外すだけでも至難の業である。

別のAE-5104を開けてフロッピーディスクドライブを交換しようと思ったついでにFANの結線がどうなっているか確かめてみた。

するとスイッチング電源の+12Vの出力から細い線でFANの電源ケーブルが出ていた。

今回FANが取り付けられていなかった個体の方を見てみると電源のところにFANの電源ケーブルらしき細いケーブルの端が残っているが途中から切断されて宙ぶらりんになっていた。

本来はついていたが音がうるさくなったか異音がしたかで人為的に除去されてしまったに違いない。

すると筐体内温度は上昇してCRT回りの素子がどこか壊れた可能性はある。

新しい個体のFDDをFDDを除いて良好なAE-5104につないでフロッピーのフォーマットを試してみた。

やはりFD R/W ERRORの表示が出る。

フロッピーディスクが悪いのかと別のものを試してみたが同じ。

しかし何回か繰り返すとFD R/W ERRORが出ない時がある。

もしかしたら高密度(HD)のフロッピーではまずかった記憶もなきにしもあらず。

今のところAE-5105から取り出した回転するフロッピーディスクドライブと今回の個体の同様に回転するフロッピーディスクドライブどちらも似たような状況である。

今回の個体に別のFDDをつないでフォーマットしてみると画面は見えないがうまく行っているような気がする。とすると本体側のFDCの問題かもしれない。あるいは特にビープ音とかが出るわけではないのでやはりFD R/W ERRORが表示されているのかもしれない。

今時倍密度のフロッピーとか売っているかどうかが怪しい。

とりあえずフロッピーはよしとして、画面の方をなんとかしよう。