（書き込み途中）
電池を入れても電源が入らなくなったという主訴でした。
結論
（調査中）
経緯
バッテリをチェック
電圧がかなり下がっており、交換した後に消耗したのかそれとも交換した後に戻したのかはわかりませんが、とりあえず新しい電池を入れてみてもやはりだめ。
電池ボックスを磨いて再度チャレンジしたらブートしてプロンプトのアンパンマンの声がして、図鑑の読み取りもできるようになりました。これで安心して元の状態に組み立てして最終テストをしたらまた作動しません。
動作不安定。再現性がなく一番嫌なパターンです。この段階でかなり厄介なものを抱えた気持ちになりましたが、時間内に焦ってあれこれやるよりはじっくりと診たほうがよさそうなので、ユーザさんにお理りして入院対応することにしました。
開いた様子
スライドスイッチ
スイッチはOnとOffの二相がありますが、５つの端子があります。一番外側から１〜５の番号をつけると、On時には１−２−３−５がGNDに導通し４は孤立しています。またOff時には２のみがGNDに導通し、１−３−４−５は導通してもGNDには落ちていません。
ここで大事なことは、通常（よくある）おもちゃは、バッテリのプラス側でスイッチを制御しますが、このペンはバッテリのマイナス側にスイッチをつけて電源を制御しているという気づきです。ということは基板のGNDにはバッテリの負極に対する電圧があるかもしれない。
回路の電圧チェック
再びケースを開いてテスタを基板上の要所要所に当ててみると、電圧はバッテリ電圧の3Vないしは昇圧後の3.3V近くを示しています。スライドスイッチも電源オン状態でGNDに接続、電源オフ状態でGNDから切れるという動作をしていて、概ね問題はありません。スイッチの電源オフ時の電圧は3Vなのでバッテリと同じ。電源オン時の電圧は3.7Vで昇圧されています。
LEDはアノード（＋）側がC13と導通、C13の反対側がOn時にGNDに落ちています。
LEDのアノード、カソードの電圧を調べてみたら、スイッチOFF時には3Vと2.6V、ON時には3.3Vを示しています。どうもここが怪しい。
つまりこの回路には常時電圧がかかっていてスイッチの動作でICなどを作動させているようです。つまりこれがRESET操作ということ？
基板上にもTP（テストポイント）と書かれたパターンがいくつかあって、スイッチのOn/Offで電圧の違いを見たところ、On時には3.3Vとほぼ0Vを示しており、Off時には3.0Vと2.8Vでした。これでいいのかどうかは正直に言えばわかりませんが、一応切り替わってはいるようです。
コンデンサのチェック
５つのコンデンサがあり、これを全部外してテスタで容量を測定してみました。
47uF(16V)が３つと100uF(10V)が２つありますが、容量はほぼ定格を示していて問題はなさそう。いわゆるESR（等価直列抵抗）が出ている可能性もあり新しいものを取り付けて様子見する予定。
コンデンサの新規取り付け
コンデンサを全部取り替えました。ここで新たな問題発生。新しいコンデンサは少しサイズが大きいためケースに入れる際に干渉してしまいます。少しずつ斜めにしながらようやく収まるようになりました。
不具合の「安定化」
電源スイッチを入れても相変わらず起動しません。しかし基板のバッテリの負極からの接点に繋いだ安定化電源の端子をテスタのプローブで軽く擦ると、なぜかアンパンマンのプロンプトが立ち上がるという現象がほぼ安定化しました。再現性があるということは不具合の原因に近づいているということで朗報です。
また、いくつかのテストポイントをチェックしてわかったのは、スイッチを繋いで作動しないときの電圧と、作動しているときの電圧が、まったく異なっているものがあることがわかりました。具体的にはフラッシュメモリとして基板につけてあるWinbond W25Q128BVFIGというICの電圧ですが、不具合時には3.3Vを示していますが作動時には0.4V〜1.5Vを示しているテストポイントが４箇所あります。つまりフラッシュメモリが動作していないためフラッシュメモリの制御系が怪しいと推察しました。
参考にした記事
コメント