電気工学専攻のたかはしです。
父親の威厳を取り戻すべく、レゴの電気回路修理に取り組んでいます。
せっかく組み直したのに動力車がウンともスンとも言わないカーゴトレイン。故障箇所を特定するためには星型のトルクスねじを緩めなければならず、道具不足で中断しました。
トルクスレンチを買ってきました
翌朝一番でホームセンターに行き、無事トルクスレンチをゲットしました。特殊ネジ用のドライバーがいくつか売っていましたが、トルクスねじに特化したこちらのL型レンチ11本セットを買いました。T7〜T20はセンターに凸があるいじり止めトルクスねじにも対応します。ナイス！
これで今後トルクスねじが怖くなくなりました。出会う機会が何回あるかわかりませんが、こうして手元に道具が増えていくのですね。
動力車を開けると両軸モーターとギヤが。簡素な作りです。モーターに書かれた「R4161」が示すものがわからず。
こんな感じで、モーターの片方の端子はセラミックコンデンサを挟んで接続されています。さあ、被疑箇所を確認していきますよ〜。
電池BOXの端子と、モーターをジャンプワイヤで直結してみます。
「うぃーん！」
勢いよくモーターが回り始めました。つまり、モーターは生きています。
ということは、おそらくケーブルの断線ですね。
ハンダづけされているため、作業しやすいようにモーターを一旦取り外しておきます。
動力車につながっている４線のフラットケーブルですが、中央の2線だけが生きており、左右はカットされています。ということは、前進/後退は電流の向きで制御しているものと思われます。
動力車ケーブルの先端、赤外線ユニットにつながる側の端子です。しっかりとカシメてあるので、途中で切断して端子〜裸線間をテスターで確認しますが、導通していません。
つまり、ケーブル自体ではなく、この端子が被疑箇所となります。
開けたくなかったのですが無理やりこじって開けました。ガリガリに傷ついてしまいましたがとりあえず開いた！
この端子だけ買えるなら、1000円くらいは出してもいい。それくらい苦労しました。
上下からフラットケーブルを挟み込む際に中の芯線と端子が噛む仕組みです。半田付けしようかと思いましたが、端子が使えなくなるのも困るので同様にカシメ直すことにします。
念のためケーブルの確認です。フラットケーブルのうち、内側の2線がそれぞれ導通しているかテスターで確認します。
これで再利用するフラットケーブルが生きていることがわかります。
フラットケーブルをカシメたら、モーター等を動力車に組み込み直します。ギヤボックスの組み込みが案外手こずったのですが、作業中の写真を随時撮影していたのが功を奏しました。分解すると元の状態に戻せなくなることはよくありますので、写真やメモを取っておくようにしましょうね。
なぜか電池BOX直結では動きませんが（電池BOXの電源が落ちちゃう、カシメに失敗して線がショートしてるのかな？）、赤外線ユニット経由ではきちんと車輪が回ります。PWM特有の「チュイーン」という音を聴いて、久しぶりにこの音を聴いたと歓喜する子供たち。よしよし。
組み込んでの動作テストです。あれ？？前進せず、後退のみ？？
もう一度バラすとこの状態にすら戻せない気がしたので、とりあえず動力車の組み付けを前後逆にして、前進ONLYで遊んでもらうことにしました。久しぶりに走るカーゴトレインで楽しく遊ぶ子供たち。どうやら父親の威厳が保たれたようです。
故障原因を推測してみる
おそらく、動力車ユニットのケーブル先端の端子部分が故障していたものと思われます。端子を外す際にケーブルを引っ張ったとか、ブロックを組み付ける際にケーブルに無理が掛かる形で使ったなどで、カシメの状態が悪くなったのでは。
線を引っ張ると断線して壊れるらしい、ということを子供たちに経験させられたことは大きな収穫です。あと、簡単な電気回路なら修理できることもわかりました（笑）
プログラミング的思考、というよりは理系ならではのロジカルな問題切り分けメソッドが生きています。
残るは前進/後退問題
動力車ユニットへの線は2本しか生きていないので、ここに逆電圧をかけたときにきちんと逆周りするのかを確認すべきですね。ギヤの組み方が悪く、逆回転できていない可能性も残っています。また、端子を無理やりカシメ直しているので、ここをきれいにすることで問題が解消するのかもしれません。もしかしたら赤外線ユニットもしくはリモコンが故障していて、前進/後退の際に正しく逆電流が流せていないのかもしれません。
こちらについては気が向いた時に再度挑戦してみることにします。つかれたー。