Sharp X68000 Renovation Expert (ブラック) レストア・修理

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概要

以下のメモは断片的にまとめられ、完全な記事を形成していく予定です。まだ完成していない場合は、間もなく更新予定ですので後ほどご覧ください。

分解

最初の作業はマシンを完全に分解し、再組み立て方法を思い出すための写真を撮ることでした。Expert Greyではこの手順をスキップしたか、写真を紛失してしまいましたが、基本的に同じマシンであるExpert Black HDでは写真を撮りました。

サイドパネルを取り外すと、クロームシールドにかなりの錆が発生していました。以前のMZマシンを作業した経験からこれは予想していました。 PSU内部ケーシング

X68000 HDと比較すると、HDの方がはるかに良好な状態でした。 Expert HD

Expert HD

マシンを保存するため、すべての金属部品をイソプロピルアルコールに浸けて汚れを落とし、その後に細かい防錆油を塗布しました。臭いはありますが、マシンの長寿命化を確保できます。

プラスチック部品は、時間の経過（と汚染）による黒い油膜が付いていたため、温かい石鹸水に浸けました。

カーボンと錆は電子機器にとって本当の敵ですが、多くの人は気づかずに蓄積させてしまいます。回路基板をきれいなイソプロピルアルコールで洗浄すると、洗浄液から見てわかるように相当量の汚れとカーボンが除去されます。酸化しているICには接点クリーナーを塗布し、すべてのコネクター（ソケットとプラグ）、可変抵抗などにも同様に処理します。清掃後はグリスを使っていた可動部品（白い粉状の堆積物が残っていることが多い）に再グリスアップすることが重要です。

修復で検討すべき主要な基板は3枚あります：マザーボード、I/Oボード、ビデオ出力ボード。すべてコンデンサーがたくさん実装されており、電解コンデンサーは60〜80℃での動作寿命が2000時間と謳われているものもありますが、ケーシングにわずかな漏れがあると乾燥が早まり性能低下（オープン回路になるものも）します。特に問題なのはタンタルビードコンデンサーで、故障するとショート回路になり、逆極性に耐えられず、想定電圧よりも高い定格が必要なことが多いです。Sharpは間違いなく良い仕事をしていますが、一般的な考え方はそのまま使用し続けるか、現代品に交換するか、現代の電解コンデンサーに交換するかです。そのままにしておくとさらに何年も使えるかもしれませんが、メモリやカスタムICに近いタンタルコンデンサーが故障した場合、PSUがシャットダウンする前の瞬間的なショート回路がICにダメージを与えるかもしれません。ラジオ/テレビエンジニアや精密機器（オシロスコープなど）の修理に関する情報を読むと、タンタルコンデンサーはかなり頻繁に故障することがわかります。電解コンデンサーに交換することが最善策だという考え方に基づき、すべてのコンデンサーを現代の電解コンデンサーに交換することにしました。これがこれらの素晴らしいマシンの寿命を延ばすことを願っています。

もう一つの懸念点であり、多くのマシンを廃棄に追い込んできたのがNiCdバッテリーです。寿命を迎えたバッテリーからの液漏れが基板上を流れ、ランド、パッド、コンポーネントを溶かして腐食させます。このマシンは比較的「安全な」バッテリーを使用していて幸いにもダメージはありませんでした。CR2450バッテリーを同型で交換しました。

オリジナルコンデンサーが実装されたI/Oボード。 Expert HD

コンデンサーとNiCdバッテリーを交換した後のI/Oボード。 Expert HD

元のバッテリー。オレンジコーティングのCR2450はX68000用、茶色のNiCdは同様の問題が発生するMZ-2500用。 Expert HD

コンデンサー交換後のマザーボード。 Expert HD

キーボードも分解し、すべてのキートップを取り外して回路基板を清掃し、チェリースタイルのキースイッチすべてに接点クリーナーを使用しました。プラスチックケーシングは温かい石鹸水で洗いました。

電源

購入した3台のX68000すべてで電源が故障していることを確認後、設計を調べ回路図を入手しました。正直に言うと、以前の悪い経験からスイッチモード電源は苦手です。まさに黒魔術のようなものです！ほとんどの半導体はもう製造されておらず、データシートを見つけて代替品を探しても、わずかな違いが致命的になることがあります。これが私の経験です。中国製の現代スイッチモード電源（日本、ヨーロッパ、アメリカ、中国のどこかの設計かは不明ですが）と比較すると、より少ない標準部品と専用制御ICが使われていて比べ物にならないほど良くなっています。また、PSUの修理に成功した後で再び故障したという報告も多く見受けられます。電源を交換するという結論に至り、どう実現するかは所有者の技術力に依存しました。

要件と代替品を調べた結果、オリジナルPSUメインボードの完全な内部交換を行うことにしました。これによりマシンの外観は元通りのままで、元の100V ACだけでなく他の一般的な電源電圧でも動作できるというメリットがあります。

X68000の要件（スタンバイ5V、5V、+12V、-12V、ソフトパワーオン）に合致するマルチレールPSUが指定のサイズで入手困難なため（PC ATX電源は技術的には適合しますが、ソフトパワーオン有効信号が逆極性であり、サイズが大きすぎました）、評判の良い高電流8A +12Vスイッチモード電源とpico-atxコンバーター（+12VをすべてのPCの要求電圧に変換し、X68000が共通して必要とする電圧も賄う）を選択しました。

選んだユニットはAliExpressからの+12V 8Aスイッチモード電源で、85V〜260V ACの入力範囲に対応しています。サイズ106.1mm×57.1mmはオリジナルのPSUケーシング内に余裕で収まります。

選んだPico-ATXコンバーターは160Wユニットで、+12V/8A入力によりX68000のすべての電力需要に対して十分な余裕があります。

最初のステップは元のPSUボードを取り外し、ケーシング、ファン、PSUスイッチ、ソケットをイソプロピルアルコールと接点クリーナーで完全に清掃することでした。金属部品にはわずかな錆が始まっていたため、細かい防錆油を塗布しました。

次に、ケーシングを見てPSUボードの最適な設置位置を決めました。元の穴は使えなかったため、ボードはしっかりと接地する必要があり、皿ねじ穴を新たに開けました。

PSU内部ケーシング

次のステップはpico-atxコンバーターの設置場所を決めることでした。ATXプラグを取り外し、太くて硬いワイヤー（10Aダイオードに使われるタイプ）を使うと、pico-atxはPSUの+12Vセカンダリ側のねじ端子にきれいに収まりました。 PSU内部ケーシング

メイン電源ソケットからPSUの一次側への配線は、入力コネクターからPSU端子への二重絶縁2芯ケーブルで行いました。 PSU内部ケーシング

元のファンコネクターと元の配線ハーネスを再利用しました。太くて硬いピンは、テンションサポートを少し加えることでpico-atxのファン接続ピンにきれいに取り付けられました。 PSU内部ケーシング

PSU内部ケーシング

pico-atxはSharp X68000と比べてソフトパワーオンの極性が逆のため、インバーターを追加する必要がありました。SMD部品を使用してpico-atx回路基板上に便利に設置しました。回路図はNFGフォーラムのこちらにあり、PSUの別の修理方法も記載されています。

電源投入：電源オンワイヤーに抵抗を接続してソフトパワーアップを有効にし、すべての電圧をテスト。問題なければマザーボードで物理テスト、問題なく起動しました。

再組み立て

X68000のケーシングはかなり複雑で、組み立てには工夫が必要です。X68000を分解してどこに何が入るかわからなくなった場合のガイドとして、以下に手順を記します。

最初のステップ：スピーカーとキャリーフレーム、スプリングダンパーを固定します（写真にはゴム製エンドストップは写っていませんが、後で設置できます）。 PSU内部ケーシング

鋼製サポートバーを反対側のタワー側に取り付けます。 PSU内部ケーシング

前面フェイシアパネルと底面パネルを上記の側面に取り付けます。この時点ではすべてのネジを締めないでください。キャリーバーダンパーをサイドパネルに固定するネジと、写真に見られる2本の小さなフィーラータイプ金属圧縮ピースのみ取り付けます。

結果として、2つの内側側面ピースが底面にクリップ留めされ、フェイシアパネルが側面にネジ止めされた状態になります。

フェイシアパネルが内側の2つの側面ピースに取り付けられた時の上面図。

スピーカー側のRFシールドを設置し、4本の大型タッピングスクリューで固定します。これにより2つの側面ピースも固定されます。

スピーカー側RFシールドが取り付けられた状態の底面図。

金属製サブフレームを取り出します。

マザーボードを取り出します。

マザーボードを金属製サブフレームに設置し、上面RFシールドを被せます。縁のネジ穴（ねじ穴が見えます）でシールドを固定します。

マザーボードが設置された金属製サブフレームの底面。

金属製サブフレーム、マザーボード、RFシールドを一体としてケーシングに設置します。スピーカーの反対側に配置し、フェイシアパネル側のネジのみで固定します。

拡張ケージをボードの拡張ソケットに被せ、4隅のネジで固定します。中央のネジはタッピングスクリューを使用します。

拡張ケージにRFシールドを被せ、ケージ上部の上下両面を4本のネジで固定します。

拡張ケージとRFシールドが設置された時の上面図。

ビデオモジュレーターボードをRFシールドフレームに組み付けます。マザーボードコネクター（マザーボードから立ち上がっている白いコネクター）の隣のネジ穴に20mm以上のスタンドオフを設置します。ビデオモジュレーターモジュールをコネクターに差し込み、マザーボードとケーシングに固定します。

I/Oボードに移ります。ケーシング底部の裏側にRFシールドを設置し、6本のネジで固定します。元の設置では端部をケーシングに固定していた溶融プラスチックがありましたが、これは実際には必要なく、製造上の補助だったでしょう。

I/O拡張ボードを底面金属サブフレーム/外部ケーシングベースに設置します。RS-232 D-SUBコネクターの2本のネジでI/OボードをサブフレームIに固定し、電源オンボタン近くのネジも使用します。

フェイシアに電源LEDドーターボードを設置します。

I/O拡張/サブフレームをケーシングベースに設置し、5本の黒いセルフタッピングスクリューで固定します。

電源表示ボードをフェイシアに接続し、7ピンコネクターでマザーボードに接続します。メインボードI/O拡張バスをI/Oボードに接続します。

電源の準備をします。

電源を設置し、上部2本とスピーカー反対側のタッピングスクリューで固定します。

外部から見た設置済みPSU。

外部フロッピー/SASI/SCSI拡張ボードをケーシングに固定します（PSUと1本のネジを共用）。2芯5Vケーブル（白スリーブが付いた最長のもの）をマザーボードのチャンネルを通してI/Oボードの下を通過させ、マザーボードが存在する反対側に取り回します。マザーボードに接続します。PSUからの6ピン電源コネクターをI/Oボードに接続します。フロッピーアクティビティボードとイジェクトボタンボードをフェイシアパネルに設置します。所定の場所にのみ収まり、各1本のタッピングスクリューで固定します。

2台のフロッピードライブを含むフロッピーディスクケージを設置します。アクティビティLEDコネクター（スピーカー近く）とフロッピーケージのI/Oボード付近にあるイジェクトボタンコネクターを接続します。フロッピー拡張ボード、両フロッピードライブ、I/Oボードの34ピンフロッピーコネクターに34ピンフロッピーディスクケーブルを接続します。フロッピードライブに3ピン黒電源コネクターを2本接続します。

I/OボードからフロッピーSCSI/SASIケーブルをフロッピー/SCSI/SASI拡張ボードに接続します。ケーブルをケーブルタイでまとめます。

ケーシング閉鎖に備えてケーブルを整理した状態。左右の外側ケーシングを取り付け、ネジで固定して組み立て完了です。なお、IDE/フロッピードライブで使われる標準4ピン電源コネクターが追加されています。将来のSCSI2SDや非Sharp SASI ドライブでの拡張に備えたものです。

キーボードの修復と再組み立ての写真は撮りませんでした。基本的にすべてのキートップを慎重に取り外し、回路基板をイソプロピルアルコールで拭き、各チェリースタイルのキースイッチにスイッチクリーナーを使用し、キートップとユニットを再組み立てしました。

PSUを設置して接続したら、電源を入れてすべて問題ないことを確認するのが良い習慣です。VGAディスプレイが起動してフロッピーディスクの挿入を求めるメッセージが表示されるはずです。

完成したマシン

フロントパネル

上面図。

左タワー側面図。

右タワー側面図。

背面図。

底面図。

キーボード上面。

キーボード底面。

Raspberry Pi RaSCSIハードディスクエミュレーターを設置した後の電源投入。SASIベースのユニットのため、最初のブートにフロッピーが必要でドライバーを設定・インストールします。以降の起動ではフロッピーは不要で、ハードディスクから直接ブートします。

NFGフォーラムのハードディスクコンパイルV4メニュー。

最後に、V4コンパイルに収録されているA-JAXのゲームデモ。

次のタスクは、X68000 Expert HD….

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