有聲書 沒聲音-故障維修DIY-艾瑞卡爾也會笑

兒子有一本艾瑞卡爾Eric Carle的 有聲書 ,最愛的就是下圖右邊那一排排的按鈕,按下去就會有動物的叫聲,真的讓他愛不釋手。只是就在昨晚突然怎麼按都沒聲音了,基本上連個噪音都沒有。

有按鈕的 有聲書
有按鈕的 有聲書

如下圖,我把電池盒拆開換了新電池,欸! 還是不會叫,這下子老爸一陣驚,該不會裡面的晶片壞了吧,因為我之前有玩具維修失敗的經驗,各位可參考玩具車 故障-維修DIY踢鐵板-玩具拆解導覽,萬一是晶片故障就真的沒救了,希望這次不是這個問題。

有聲書 的電池盒在背後
有聲書 的電池盒在背後

拆下 有聲書 模組

既然要修理,就必須將有聲書的模組拆下來,不過這真是艱難的任務啊,因為它並非使用螺絲鎖住書皮,而是用膠將模組和書皮緊緊的粘著。我使勁地往上拔,接合處的角落才開了一點點縫隙,看來還有很長的路要走,如下圖。

有聲書 模組與書皮緊緊的黏著
有聲書 模組與書皮緊緊的黏著

俗話說”驚驚袂得等”,就放膽拆了吧,於是就使盡吃奶的力氣,一點一點的把縫隙扳開,直到整個模組撕下來為止,由於過程中還要保護書皮,盡量不能折到它,否則將來模組黏回去的時候可能會有黏合不緊密的問題。

是說它的膠還黏得真緊,整個模組撕下來之後的樣子如下圖,感覺很像狗啃的,但真的是盡力了。

賣力拆下的 有聲書 模組
賣力拆下的 有聲書 模組

有聲書 內部線路

原本以為拆下模組之後,剩下的工作就容易了,結果沒想到模組的背後竟然有10顆螺絲,其中一個還被膠塞住了,我花了好些功夫才把所有的螺絲卸下來。裡面的線路如下圖,它有一個PCB板、一組紅黑電源線、一組白色喇叭線,就這樣而已。

有聲書 模組的內部線路
有聲書 模組的內部線路

簡單介紹一下電路,電路板中間黑黑的東西就是晶片,它直接是把裸晶片放在PCB板上面,然後上一層黑膠,最後就是各位看到的樣子,這稱為COB(Chip on Board),如果是COB故障,那就是神仙也難救。

曾經有讀者說他早期會把漆摳掉,反向工程得出裡面的晶片設計,哇! 我只能說你太強,我目前的壓力還沒大到需要這麼做。

上圖的模組下方有一個橘色的壓條,它就是用來將按鈕面板的軟性電路板FPC(Flexible Printed Circuit),與主電路板連結用的,如果主電路板和FFP沒有壓好,造成空接,也是會讓系統無法偵測到按鈕造成沒聲音。

下圖就是完整的有聲書內部構造,按鈕的結構基本上就跟電視遙控器一樣,每個按鈕由兩條線組成,按下之後會碰到底部的圓形黑色導體,也就是黃色板子上的黑色圓圈,它以這樣的方式來偵測按紐的動作。

模組的完整構造
模組的完整構造

到底哪裡有問題?

接著就要來看哪裡有故障,第一個先看電源,紅色是正極,黑色是負極,這個模組用了三顆鈕扣電池所以電壓應該要有1.5*3=4.5V,實際測量PCB端的電壓是3.9V,看起來這個電壓還算能接受,所以電源沒問題。

模組的主電路板
模組的主電路板

接著我就針對電路板上的零件來做檢查,先看電阻的標示與實際是否相同,實際測量之後發現確實相符,所以電阻也沒問題。

  • R1=4.5 Ohm
  • R2=10 Ohm
  • R3=300K Ohm
  • R4=0 Ohm

再來看二極體的順向偏壓是否大約0.7V,實際測量D1、D2、D3皆得到0.65V,所以看來也是正常的。這三個二極體,都接入按鈕矩陣的B00~B02,剛好這個有聲書模組的按鈕排列正是13×3的樣子。我猜這三個二極體應該就是代表這三排,而且其它的排線B00~B33總共有13條線,很明顯就是對應實際的按鈕矩陣。

於是我把電表紅色探針放在二極體陽極,黑色探針放在電池負極,此時測量電壓大約得到0.1V,接著按下按鈕得到3.9V,所以按鈕的訊號變化有進來,看來鍵盤的問題應該也不大,我想鍵盤之後再來看。

由於二極體有三個,分別對應三排按鈕,所以我就每排各挑一個按鈕測試,其中有一個二極體的陽極電壓,無論有沒有按鈕,電壓都是0.1V,但它的順向電壓是正常的,這怎麼看都像是COB晶片裡面有問題,拜託! 希望不要。

既不是電阻、也不是二極體、鍵盤也是好的,至少目前看來如此。記得多年前我修過一個遙控器,它是電容故障變性成電阻造成耗電,我當時找了好久才發現,各位可以參考這篇遙控器耗電-竟然是這個零件做怪-換掉它一切就正常了,難道又是電容惹的禍? 下圖中我標示了電容的位置。

聲音模組的電容位置
聲音模組的電容位置

電容在直流的情況下為開路,所以若用電表的電阻檔位來測試,應該會得到開路的結果,也就是電阻無窮大。於是我用20K的檔位測量C4,得到無窮大的電阻,看來好像沒問題,但它也可能因為是大於20K ohm,所以我換用2M的檔位測量,就開始有讀值會跳動了,表示這個電容有點問題。

根據PCB線路的佈線狀況,我猜C3、C4應該是單純的Bypass電容,既然C4有問題,我想就死馬當活馬醫,C3、C4兩個都一起換。至於該換多少容值? 這種電容沒有Marking所以無法得知原來的容值,所以只能用猜的,由於一般Bypass電容都使用0.1uF,所以我就拿了新的零件來換上。

新的MLCC電容
新的MLCC電容

最終測試

最後換完到底有沒有成功修好有聲書呢? 其實我也很想知道,把電池裝回去之後,按下按鈕瞬間就聽到蟲鳴鳥叫聲,真是太好了,為了保險起見,我把39個按鈕都按了一下確認沒問題。只是接下來的挑戰就是要完美的黏回去,下圖就是黏回去的樣子,看來勞作還可以,兒子今晚又可以繼續看有聲書了。

回復原狀的有聲書
回復原狀的有聲書

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