29台目PC⑤ -大体設計完了-
どうも、1週間さぼってしまいました。
ここ最近ほとんど触れていない29台目PCの話です。
29台目PCの構造設計が大体完了しました。
問題なのは「大体」というところ。
詳細を詰め切っていないため、まだ不確定要素が多すぎて、
なかなか進まないんですねぇ~(爆)
(具体的には、ファンや、フロントパネルの設置場所…
使いやすさとデザイン性とのせめぎ合いなのです)
そのため、設計図面もまだ公開できるレベルにありません(爆)
実は当方初の、円柱型のデザインにするつもりなのです。
基本的に大した加工技術を持たない当方にとっては
この程度の形であっても結構な冒険です。
今回、アガチスは出てきません。
上下や横方向のパーティションとして登場するのは
新20台目PCで登場したMDFです。
しかも、当方の工作としては厚めの5.5mm。
写真の板の直径は160mmで、天板と底板に使います。
Mini-ITXよりは小型ですが、NUCは元々非常にコンパクトですし、
今回は「詰める」デザインではなくなるため、
体積的には今までの小型感に比べると
「フツ~」「でかい」といわれそうです(爆)
これから、こちらをベースに2.5インチストレージ2台分を段積みし、
さらに+19V→+5V/+12V供給用のDC-DCコンバータなどの電源関係を搭載します。
何とかデーターアシスト殿の「第7回我が家のパソコン自慢」までには
完成させたいですねぇ~(爆)
----------
ただいまアメーバぐるっぽ内「自作PC X-ZONE おいす!」
にて
「2013春のパソ祭りinぐるっぽ」
が開催中でして、
当方も27台目PC
にて参加させて頂いております。
27台目PCは過去、データーアシスト殿
の「第6回我が家のパソコン自慢
」に
3D展示(6面スキャンデータの貼り合わせ)で参加させて頂きました
が、
まぁ、コンテストではない…ということで、これで応募しました。
一方、インプレス殿の「Windows8 PC の祭典」
は明日が締切日ですが、
時間の都合上、参加できる見通しが立ちません(笑)
こちらまで27台目PCとはいかないでしょうから、
やるのであれば30台目PC
か、7台目PCか、はたまた新20台目PC
か…
コンデンサの妊娠と交換について
※申し訳ありません、写真なしの文書記事となっております。
今日は時々見かける「コンデンサ妊娠」の話。
当方も12台目PCの話題の時
に少し触れたことがあります。
○コンデンサの妊娠とは
電源やM/BのVRM部を中心に、電解コンデンサ自体がふくれて、
終いには内部の電解液が漏れ始めて、PCBのパターンなど周辺を腐食させたり
ドライアップと呼ばれる電解液の喪失に伴う
オープン故障(ショートではありません)に至るものを指します。
ちなみに当方、比較的大型の電解コンデンサ(450V390uF)の防爆弁が作動して、
気化した白色の電解液がモクモク立ちこめる現場をみたことがありますが、
においは甘ったるい油臭さ、とでもいいましょうか、かなり強烈でした。
○2002年頃に顕著だった、コンデンサ妊娠問題
さて、2000年頃のM/Bでは、
台湾メーカー製の四級塩系の電解液を用いた電解コンデンサによる
経年劣化問題が顕著に発生したことがあり、
俗に「コンデンサ妊娠問題」というとこの問題を指すことが多いようです。
12台目PCも漏れず“漏れた”症状を呈し、
メーカー(Aopen)に無償交換をして頂いた経緯があります。
○最近の事情
四級塩系の電解液自体、採用がほとんどされなくなったこともあり、
また、直接の原因であった封止材(ラジアル形状でいえば底面のゴム)が
改良されたこともあり、漏れる可能性はかなり低くなりました。
ましてや電解液が液体ではない、導電性高分子を用いた
固体電解コンデンサの普及により、液漏れのリスク自体は大幅に減ったといえます。
しかし、それでもコンデンサの妊娠が発見されるケースもあります。
○コンデンサ妊娠の原因
以前は自身の経年劣化がひどかったことが主要因でしたが、
昨今では以下のような理由によるものが多くなったと思われます。
・周辺部品の故障に伴う、異常な電圧/リップル電圧を受ける
・使用中の周辺温度がかなり高く、メーカー想定の寿命時間よりも大幅に縮まってしまった
(電解コンデンサは基本的に「アレニウスの法則」と呼ばれる
10℃上昇するごとに寿命が半分になるという理論が適用できます。
メーカーがケース内部の温度を30℃で想定して設計したものを
50℃で運用してしまえば、寿命は1/4になってしまいます…)
後者の場合ならコンデンサの交換だけで症状をリセットできる可能性もありますが、
前者の場合、いくらコンデンサの交換を行ったところで
再び問題が発生することは明らかです。
交換に当たっては、その他の部分に問題がないかを確認しなくてはなりません。
確認せずに先に進んでしまっては、大事故を起こしかねません。
○回路用途から見る交換の可能性
最近、小容量なものは積層セラミックのチップコンデンサが担うことが多くなり、
電解コンデンサが用いられる多くの場所はVRM部入出力など、
DC/DCコンバータ周辺で用いられることが多いといえます。
特にDC/DCコンバータの出力側で特性上重要とされるのがESR(等価直列抵抗)。
見かけ上の電解コンデンサとの直列抵抗を指す表現で、
低いほどリップル電圧の低減に向きます。
ESRが元より高くなってしまうとリップル電圧上昇に伴うコンデンサ自体の発熱アップ、
メインスイッチ(FET)のD-S間電圧(VDS)の上昇などの問題が考えられます。
かといってESRが低ければいい…というものでもありません。
DC/DCコンバータの制御ループが反転してしまい、発振してしまう場合もあります。
さらに厄介なのが、ESRは温度による変化も少なからずあります。
固体電解コンデンサは比較的少ないですが、一般に低温ほどESRは大きくなります。
M/Bの計算書も波形測定データも、位相余裕もわからない状態で、
それでもどうしても電解コンデンサを交換するなら、
元と全く同じ種類のものに交換すべきです。
ちなみに並列で使用されている部分や多フェーズVRMなどでは、
出力の電解コンデンサをすべて同じ種類にそろえる必要があります。
でないと、ESRやESL、容量のばらつきなどによる影響でコンデンサに偏りが生じ、
1系統だけ過負荷になる可能性もあります。
○交換作業自体も至難の業
M/Bは1.6mm厚のガラスエポキシ基材、8~10層程度のプリント基板なので丈夫ですが、
PSUでは最近こそガラスエポキシが多くなってきたものの、
パターンが剥がれやすくリペアしづらい、紙フェノールや紙エポキシ(両面)も使われます。
しかもPSU、VRM部入出力は大体ベタパターン(できるだけ広げたパターン)です。
ベタパターンは半田鏝で温めても放熱が進むためなかなか温まりにくく、
かなりの熱ストレスをかけることになります。
これでRoHS対応ですと作業温度を高くしなければなりませんし、
PSUのPFC部の電解コンデンサなどでよく使われる基板自立型端子が使われていると
非常に難易度が高いといえます。
しかも固体電解コンデンサは半田付け時の熱ストレスにより
漏れ電流が変動しやすい特徴があり、手付けの半田はできるだけ避けたい部品。
SMD(表面実装)タイプであれば鏝先がしっかりと温まるタイプで。
ラジアルタイプは可能であれば両足を一度に温め、一気に引き抜いて、
その後半田吸い取り線で半田を除去するやり方がいいでしょう。
電動ポンプ式の半田吸い取り機が理想ですが、当方も個人では所有していません。
多層基板の内部パターンを損傷させてしまうと、修復不可能です。
○最大の難関…入手方法
何よりも困難なのが部品の入手だろうと考えます。
部品はきちんと保管条件があります。
納入仕様書にはその保管条件が明記されています
(例:温度0~65℃、湿度5~90%(結露なきこと)、横置き禁止、1年以内に使い切る、など…)。
これらをしっかりと守っている部品サプライヤーから入手しないと、
信頼性のある部品とは呼べないわけです。
信頼性の保証された製品を買うためには、メーカーから直接購入するか、
メーカーと販売契約を結んだ商社から購入するかのどちらかです。
ただし、対個人を相手にしてくれるメーカーや商社など皆無と言っていいでしょう。
個人で購入できるのは秋葉原ではおなじみの電子パーツ店、
あるいはオンラインのショップなのですが、
これらが正規商流から購入したものであるかは何ともいえません。
本来組み込み向け専用の部品なのに横流しされたものが
普通に販売されているお店なんてたくさんありますから、
正直どんな商流を経ているのか、怖い部分でもあります。
(「限定入荷」などとかかれているものは、大概正規商流ではないですね)
何年も置かれていた部品かもしれませんし…。
残念ながら当方は、個人で確実に信頼性のある部品の入手方法が思いつきません。
○交換した後…
以下の測定を行い、各部品定格を超えていなければ大丈夫だと思います…
・リップル重畳する部位ならリップル電流・電圧測定
(できれば周囲温度0℃時もみておきたい)
・G-φ特性(位相余裕)確認
・メインスイッチのVDS、ASO(安全動作領域)の確認
(できれば周囲温度50℃時もみておきたい)
・周辺の部品の故障調査(根本原因がほかに潜んでいるかもしれない)
・交換後の各種保護動作の確認
これだけ行って、初めて交換できると胸を張っていうことができます。
というわけで今週は「電解コンデンサの交換なんか、考えちゃだめだよ」の回でした。
----------
さて、30台目PCのSSD交換。
交換自体はうまくいきまして、何とか筐体にも収めました。
しかし、思いもよらぬ問題が、またしても。
最後にきちんと、爪をあわせて閉じ込むわけですが、
閉じた途端、…タッチパネルがきちんと動作しなくなってしまいました。
以前のような、軽いタッチではうまく反応しなかったり
しっかり押しても思った位置とは全く違うところにポイントしたりする始末。
感圧式の場合はあまり影響を受けることはないのだろうと思うのですが、
静電式の場合、すぐ後ろに詰まっている機器の影響により、
たとえば絶縁紙を入れたことによる浮遊容量が認識の邪魔をする可能性もありそうです。
本体内はFG強化をねらう仕組みが随所にみられたのですが、
これらはどうもEMI対策というよりも、静電式タッチパネルをうまく使うため
信号のノイズや浮遊容量の軽減/バイパスを目的に行われているのかもしれません。
実際、紙の範囲を変えたり、銅テープを追加してみたりすると挙動が変わります。
これ、当方の力ではお手上げかもしれません(爆)
もう少しいろいろ試してみる予定ですが、
ここまでやってただ分解しただけ…なんて展開になったりして(笑)
----------
ついでにもうひとつ。
先週の水曜以降、インターネットの通信状況が芳しくありません。
Bフレッツマンションタイプを使っておりますが、
実際に故障情報もあるようで、しばらく不安定になる可能性があります。
今回の記事も、アップトライ3回目でようやくアップできました。
30台目PC③ -誤算-
さて、今日は短く参ります。
結局今週末、円安の中、大容量のSSDを買いました。
選んだのはOCZのVertex Plus R2の240GB、「VTXPLR2-25SAT2-240G」。
現在は実質的にツクモでしか取り扱いがない状況ですが、
今でも1.3万円で制限なく買えるのは、調べた限りではこれだけでした。
こちら、SATA3Gbpsまでの対応ですが、
30台目PCでは6Gbpsでの必要性はないため好都合といったところです。
というわけで、まずは元からついているSDSA4AH-032Gを取り出し、
内容をVTXPLR2-25SAT2-240Gににコピーします。
コピーソフトは当方の中では定番のEASEUS DISK COPY。
勿論、ドライブまるまるコピーです。
無事にコピーの終わったVTXPLR2-25SAT2-240Gは
またしても分解への道を歩んでいきます。
Warranty viod if removed(意味:別に開けてもかまわないよ)シール突破。
確かにIndilinxコントローラー実装。
NANDフラッシュ自体はOCZのマーキングなので、
どのメーカーが作ったものかは不明ですが…
そして、30台目PCに取り付けます。
…ん?
あれっ、入らないぞ…??
えぇ、きちんと現物で確認できなかったことによる、まさかのサイズ把握ミス。
そのままですと2mm程度筐体の外に出てしまう格好です。
ケーブル-SATAコネクタ中継基板は今の位置のままですとどうにもならないので、
これを少し移動させ、SSDはM/Bの下も使用して
何とか格納できるようにがんばります(爆)
※M/Bからこの基板へはケーブルでのびているため、
このケーブルのピンアサインを調べ、ダイレクトにSSDコネクタに接続するという、
26台目PCのような改造をする のも1つの手ではあります。
ちなみに電気的には、環境移行は成功し、起動は確認できました。
実は今回のデータ移行には27台目PCで行う予定だったものの、
BIOSがSDSA4AH-032Gを認識してくれないトラブルがあり、
24台目PCで作業を行うことに。
これに伴うタイムロスなどもあって作業が進まない…
ということで、今日は短く終了です。
(ひとことで言えば「新SSD買って入れ替えたが、入らなかった」だけの話でした(爆))
----------
29台目PC、実際に組み立ての作業に入り始めていますが、
まだまだ簡単には終われない感じです。
次回には何らかの報告をしたいところです。
30台目PC② -「アウトレット」の意味、拡張の可能性-
今日は地元駅前で「桜祭り」をやっていました。
…桜が散ってしまいましたが(爆)
さて、前回ご紹介した30台目PC。
今回購入した製品はきちんとメーカー修理保証が付いた製品ですが、
早速ながら分解してみることにします。
購入から1週間。保証は破棄されました(爆)
(最近、当方は買ったパーツを「開けずに放置する」か
「開けすぎて(=分解して)保証がなくなる」の
どちらかという問題行為しかしていない気が…)
底辺にある2つのゴム。
大抵こういうのを除去するとねじが見えるのがおきまりのパターンですが、
今回も漏れずその形でした。
あとはこの前の中華タブレットよろしく、
ツメに気を付けながら剥がしていく格好です。
それなりに力を加えないとはずれないところもありました。
ご開帳。
…何となくアウトレットの意味がわかりました。
ディスプレイの裏側にあるアルミ蒸着シートが破れています。
製造工程中、何かに引っ掛けたんでしょうかねぇ?
しかも、本来そのシートに貼り付ける予定であったのだろう
FFCケーブル側につけられていた両面テープが、
貼り付けられないままとなっていました。
写真の白い2本線、「3M」が見え隠れしているものが
両面テープの剥離紙で、貼り付けされずきれいに残っています。
(万一当方が開封時に誤ってアルミ蒸着シートを破っていたとしても
それなら両面テープ貼り付けられていない理由の説明がつきません…)
----(ここから内容脱線)----
ちょっと脱線して考察をば。
ここから下は考察です。確証は何もありませんのでご注意を。
なお、ここで書く内容はメーカー批判ではありませんのでご安心ください。
こういう類は正規品として流通させるのは、
QA(品質保証)の立場からいえば当然NGのレベルです。
状況からするとシート破れが見つかって不合格となって正規のラインから外され、
テープを貼り付けるという次の工程に進めなかった可能性があります。
かといって、おそらく構成部品の中でも1、2を争って高価な
ディスプレイパネルを廃棄・交換してしまったらFコストアップ。
そこで考えられる「アウトレット」。
“動作は問題ないが不良になってしまったもの”を、
正規のQAを保障せずに、ひとまず動作保証は与えて売り上げるという作戦。
実際、今回のレベルは動作に影響するようなものではなく、
この程度で無線LANの受信感度や
EMIの電磁放射特性が大きく変わるものでもありません。
だから動作上で不良品とは判断できません。
しかも、なんといってもこれを分解する人なんて、
当方のようなよほどの馬鹿しかいませんから、絶対にばれない。
万一トラブルがあっても、個別対応するだけ。
※「アウトレット」は
・終売製品の保守在庫をメーカーが格安で放出する
・卸売業者が大量在庫を棚卸前に放出したりする
などの理由で、正規在庫ながら生まれる場合もあります。
(ユニットコムはマウスコンピュータと同じMCJグループ所属なので、
保守在庫の放出の路線は結構現実味がありそうです)
今回の商品が本当にたまたま物理的不良品だったのかもしれませんし、
メーカーはこの程度のものを不良とは考えていないかもしれません。
ついでに稀とはいえ生産委託先や廃棄請負業者が横流しした可能性も。
どの立場かは不明ですが、考察すると面白いものです。
興味のある方は、買って分解するのが一番です(違)
いずれにしても、一応分解すれば保証はなくなることになっています(苦笑)
※念のため。
当方はこれをクレームとして上げる気はまったくありません。
強いていえばQC工程図と製品歩留まりは拝見したいところですけどね(笑)
----(脱線終わり)----
さてさて、本来の目的へ。
○M/B周辺
M/Bを眺めてみますと…
各種基板はどうやらECSのOEMで製作されているようです。
CPUは裏側に鎮座しているようですが、面倒なのでそこまでの分解はしません。
あくまでも簡単なアップグレードや改造の
伸びしろがあるかどうかの調査に過ぎませんので…
メモリはM/BにDRAMチップ直付け。増設はできなさそうです。
できれば4GBにしたいところですが、仕方のないところです。
○ストレージ
そして、一番注目できるストレージは…
mSATAあたりを予想した当方にとっては予想外でした。
なんとHalfslim SSDが搭載されているではありませんか!
本ブログの検索ワードの上位によく登場する、Halfslim。
過去に2製品を取り扱っていますが、
今回はこれで3例目ということになります。
SanDisk製の、組み込み向け「SDSA4AH-032G」です。
もっと面白いのは、筐体の余裕からすれば
2.5インチサイズのSSDの基板がすっぽり入ってしまうこと。
Halfslimのピンアサインはコネクタ・電気的特性が一般のSATAと完全互換。
最近はちょっと値上がりしたとはいえ、240GBクラスのSSDも
安物なら1.5万円以下で買えてしまいますから、
32GBの貧弱な容量から大容量への換装が、簡単にできることを意味しています。
強いて言えば位置のあわない筐体のネジ穴を除去するくらいです。
これで大容量タブレット化ができる公算が出てきました。
○PCI Express Mini Cardスロットみたいなもの
そして気になるのがもう1つ。
M/Bの写真の下の方、PCI Express Mini Cardスロットのようなもの(Half)が空いています。
きちんと使えればさらに何らかの増設が可能、ということに。
というわけで、さっそく適当なカードをさしてみたのですが、
残念ながらうまく認識されることはありませんでした。
念のためmSATAかどうかの確認もしてみましたが、こちらも使えず。
この形のスロット、信号規格のあわないものが乱立した経緯があるので、
ピンアサインがわからない限り、利用することは困難と見て良さそうです。
加えてBIOSレベルでPCI Express信号を無効にしている可能性もあります。
(本機種のBIOSは、なんと
「BIOSパスワード」「起動順序」「日付設定」
しか設定できません(爆))
○他のいじりどころ
さらに、使う人とそうでない人に大きく分かれる、内蔵のUSBカメラ。
このラインに切り替え用のトグルスイッチを与えて
「カメラ」「USB2.0空きポート」の切り替えができたら便利でしょう。
筐体の隙間をみつつ、実装検討をしてみることにします。
推奨はしませんが、実は同時に使わなければ、
データーライン(D+、D-、色でいえば緑と白)は
2デバイスの両方に接続していても一応問題ありません。
電源の+側(+5V)だけ、切り替えをすればいいのです。
この手のタブレットでUSBが2系統、デフォルトで使用できれば
間違いなく便利ですねぇ。
ただし、USBカメラなんて大した消費電力ではありませんから、
パワーをとるような使い方はさけた方が無難。
キーボードやUSBメモリ専用とすれば大丈夫でしょう。
カードリーダーはSDのみ対応。
延びている線をみてみると、「M/BからUSBラインをのばす」ではなく
「SDカードのラインをそのままM/Bに引っ張る(I/OコントローラーはM/B側に実装)」
という形なので、USBで置き換えることはできそうにありません。
ということで、ここはそのまま使う方が無難なところでしょう。
というわけで、(ちっとも役に立ちそうもない)分解レポートでした☆
○おまけ(4月10日追記)
この30台目PC、気がつけば自身初のファンレスPCなんです。
ファンレスの場合、分解したままでも熱処理に支障がないので、
こんな形でも仮運用できます。
ご覧の通り、この形でも起動、操作可能です。
※※※ おことわり ※※※
本ブログの「プロフィール」にも記載しておりますとおり、
記載内容は一切の保証・確証はございません。
また、知識のない方の分解も推奨致しません。
勿論、当方スズメもメーカーも販売店も、分解をなんら保証をするものではありません。
ご紹介の本体、LP-WN101-Pにはバッテリーが搭載されており、
通常のPCとは違い、電源を切っても一部回路は活線のままとなります。
バッテリーにはiPhoneやボーイング787などのトラブルに代表されるような、
非常にデリケートで難しい部品である大容量リチウムポリマーが使用されており、
取り扱いを間違えると大きな事故につながります。
リスクを充分にふまえ、あらかじめご理解・ご了承をお願い致します。
30台目PC…
皆様、こんにちは☆
当方所有のPC(CPU+M/Bの組み合わせの数)が
とうとう通算30台目に到達しました(笑)
何となくMINIMIさんに少しは追いついたかと思えば、既に33号機が…(爆)
しかし、ここでひとつ残念なお知らせがございます。
なんと30台目PCは、自作PCではないのです。
メーカー品です。
わずか1週間しか家になかった元々譲渡目的だった中古の8台目PC以来、
自作PCが21台連続していたのですが、ここでまさかのメーカー製PC。
紹介しても仕方がないのですが、メーカー製PCは歴代、以下の通りです。
1台目PC:NEC PC-9821 Cx3 ※中古
2台目PC:NEC PC-9821 Cx13 ※中古
3台目PC:NEC PC-9821 Xa13 ※中古
7台目PC:SONY PCG-FX99BP ※新品
8台目PC:SOTEC Micro PC STATION 433D ※中古
では、何を買ったかといいますと…
これがもっと残念なお知らせ、になっちゃうかもしれません。
マウスコンピューター LP-WN101-P
。
通称、初代「LuvPad」。
すでにマウスコンピュータ直販は終了しています。
既報通り、秋葉原ではユニットコム系列のお店が再編され、
「BUY MORE」として再出発を切りました。
実は本オープン当日は当方も特価品の列に並んでおり、
Samsung 830 の128GBを買ったりもしました。
オープン後も今週末でいえばBUY MORE秋葉原本店にて、
あのR.O.Gシリーズの「CROSSHAIR IV FORMULA」が3,780円で販売されるなど、
なかなかアグレッシブな目玉の掘り出し物が毎週のように並んでいます。
今回購入したLP-WN101-Pも、21,980円というお値段で出てきました。
簡単にスペックを書けば、
Atom Z670、2GB RAM、32GB SSD、1024×600の10.1インチ、750g、14mm厚。
静電式タッチパネルはもちろんマルチタッチにも対応。
実はOSがWindows7 Proで、XPモードさえ使用できます。
当然ながらバッテリーを搭載し、SDカードリーダーもWi-Fiも、Bluetoothも搭載。
消費電力は満充電時、起動後のアイドル時で実測9W程度。
Mini-ITX以上の大型M/Bなら価格も安いですが、
Nano-ITX以下の小型M/Bともなると、基本的にM/B代だけで2万円は確定。
ディスプレイやタッチパネル、ストレージ、カスタムケーブルの部材、OS代、
そして何よりも通常の作品の倍はかかる設計・製造工数…
勿論昔からわかってはいたことながら、とどめを刺されましたね(^^;)
…そう。
純粋なモバイル用として自作する意味は、これで潰えたといえるでしょう(笑)。
まぁ、本当に拡張要素がないかどうか確認するため分解するつもりですが(爆)
忘れてはいけません。メーカー製PCは買ってから、ですよ?(違)
30台目PCは23台目PC
の後継にしてしまう予定です。
23台目PCもLVDS直配線を具現化するなど鋭意ある作品ではありますが、
C7 1GHzというスペックをはじめ、性能の陳腐化がさけられず、
これである意味引退をすることになりそうです。
んじゃぁ、ディスプレイ付き小型シリーズの自作の行方は…?
まずは現在当方の自作PCの中で最小を誇っている26台目PC
。
実は30台目PCをもってしても体積比では26台目PCの方が小さいため、
26台目PCは今後も引き続き使用していく予定です。
我ながら、えらく小さく作ったものです(爆)
そして、一応仕掛かり中の案件として存在する28台目PC。
具体的な動きのないままですが、21台目PC
のような、
電源があるという前提で「ヘルプ用出張PC」という立場でディスプレイ付きにできれば…
とは考えています。
----------
モバイル用途ではない29台目PCの設計は引き続き行われております。
すでに何となくではありますが形状・大きさはイメージがまとまってきました。
現在、布線や電源関係の設計を中心に進めており、
関係しそうな部品の調達も進めています。