글쓴이 : SOONDORI
스핀들 모터가 회전하지 않는 원인을, a) <RF 보드> 초입에서 신호가 사라지는 문제 때문에, b) 그게 아니라면, 마이크로컨트롤러 동작 변수 불충족에 의한 KICK 펄스 생성 불능 때문에, 그렇게 두 가지로 정리하였다.
이하는, 연이어 정리하는 작업 기록.
* 관련 글 : 금성사 GCD-606 CDP 탐구하기 (19), 신호 전달 오류와 KICK 펄스 생성 오류의 검토 #1
훗날을 위해 몇 가지 생각을 적어두면,
– 흔히 쓰는 적색 레이저 포인터의 파장은 650nm이다. 빨-주-노-초-파-남-보를 벗어나는 780nm 파장을 눈으로 볼 수는 없음. CDP 픽업 레이저가 빨갛게 보이는 것은, 옆구리로 넘친 것을 보는 것. 그러므로 적색 발광량이 적다고 무조건 PIN 다이오드 불량으로 판단하는 것은 문제가 있다.
– 광도계가 없으므로 실제 소모 전류 60mA 대 광량(mW)의 비율이 얼마인지는 알 수 없음. 그저, LD 문제가 아니라는 전제하에서 강행군 중.
■ PIN 다이오드 발광 강도의 적정성 검토
아무리 그래도 기준점이 있는 게 좋겠다. 아예 Laser Power Meter를 구할까? 살까? 뭘 할까? 그러다가…
PIN 다이오드 발광량 부족 → <메인 수광센서> 출력 전류 과소 → 엎친 데 덮친 격으로 <RF 보드>의 낮은 입력 저항 오버랩 → 예의 입력 커넥터에서 측정할 때 신호 펄스 사라짐. 그런 가설을 염두에 두고, 또 예전 글 메모를 다시 읽어보고…
“(17편의 글) … 입력 임퍼던스 10K오움인 아날로그 멀티미터를 물리고, 병렬 연결한 오실로스코프에 파형이 잡히는지를 확인 → 파형 사라짐. 그러므로, CD 강제 돌림 펄스가 Peak성 노이즈 취급을 받았던 게 맞다. 필터 소자나 다름 없는 HEX Inverter IC의 속성을 생각하면 그럴 법한데… “그래도 섭섭하게, 한 두 펄스라도 넘겨줄 것이지… ”
반응 차이만 비교해 볼 요량으로 싸구려 중국제 레이저 모듈을 탐색. 산업용 및 기타 용도로 쓰일 수 있다면서 아주 평범하고 자연스럽게 제품을 판매하는 곳을 찾았다. 5mW@780nm 요건을 충족. OK~!
이런 제품에 Sharp 어쩌고 스탬프를 찍으면 가짜에, 짝퉁이 될 듯.
(시간 흐른 후)
1주일쯤 지나서 부품 도착.
헛! 뭘 믿을 수가 없음. 부품명을 인쇄하지 않은 부품이라니… 달리 방법이 없으므로, 그럴듯한 <3~4mW@2.05V/40mA> 조건을 상상하고는…
(▲둘 다 잘 작동하고 있다. 여기서, 적색의 양으로 780nm 발광량을 가늠하는 것은 넌센스)
구 품 자리에 신품을 다양한 각도로 접근시키면서, 예의 사라짐 현상이 있는지 확인해 보았다.
1) (커넥터 분리 상태에서 오실로스코프 연결) 단품 움직임에 대한 메인 수광센서의 반응은 매우 확실하다.
2) 그런데 <RF 보드>에 커넥터를 연결하자마자… 약 2.5V으로 FLAT!
구 품보다 더 강한 광도의 PIN 다이어드를 썼음에도 달라진 게 없음.
그러면 역시, (PIN 다이오드 정상 간주 조건에서) TC40H004P IC의 문제이거나 메인 수광센서에 어떤 치명적 오류가 있다는 뜻이 된다. 메인 수광센서 반응이 확실하였으므로, 당연지사 IC 문제?
(시간 흐른 후)
■ Toshiba TC40H004P를 TI SN74HC04로 바꾸기
곰곰이 생각해 보면, 여러 유형의 테스트에 있어서, <메인 수광센서>는 잘 작동하였다. TC40H004P 핀 테스트에서, 아래와 같은 그리고 P-채널 FET 오류 가능성을 상상하게 만든 몇 가지 모호한 반응이 있었으니,
참고로, 인터넷에는 다음과 같은 사례도 있다. IC가 혹은 그 안에 들어간 국부 반도체 레이어가 또는 안의 다이오드 상당 영역이 고장 나지 말라는 법이 있던가?
(출처 : s://caiusarcade.blogspot.com/2020/01/)
40여 년 전의 오리지널 IC를 구하는 것은 여러 모로 바보짓이라서 바로 포기. 대체품인 텍사스인스트루먼트의 SN74HC04/SN54HC04을 사용하기로 한다. 헥사-인버터라는 게 워낙 단순한 부품이라서 다 거기서 거기.
(시간 흐른 후)
IC 핀 배열과 심볼 구조는 동일함. 전기적 특성을 확인해 보면,
1) TC40H004P
C2MOS 부품, 최대 동작 전압 10V, 최대 입력 전류 10mA.
2) SN74HC04
특별한 언급은 없지만, 이것도 FET 기반의 CMOS IC일 것. 그래서인지 Input Current는 최대 1uA에 불과하다. 전류를 조금만 흘려줘도 잘 작동한다는 뜻.
일반적인 운용 범위를 2~6V 수준으로 권고하고 있고, 최대 공급 전압이 -3V로, 큰 차이가 있음. 그러나 현물 회로가 공칭 5V에서 동작 중이니 그대로 써도 무방하다. 참고로, 펄스 취급 능력을 가늠하는 T_or(=Time of Rising), T_of(=Time of Falling)는 8nS까지. TC40H004P가 10nS대이니까, 한마디로 훨씬 더 빠른 IC. 이 사례에서는 아무 의미 없지만.
노파심에 IC 소켓을 쓰는 것으로 하고…
(시간 흐른 후)
기다림 끝에 부품이 도착했고 즉시 교체. 변화는?
1) IC 입력 핀 전위가, 약 2.5V에서 약 1.5V로 뚝! 떨어짐.
2) 가장 중요한 변화로서, 약간의 노이즈가 보인다. 그것은 미세 등락도 무리 없이 IC에 전달되고 있다는 것으로 간주할 수 있을까?
가만 있자… 생각을 조금 더 확장하자면,
1) PIN 다이오드 발광량이 충분한 경우 : 다이오드 이후 구간의 문제. 이번 사례에서는 구품 IC 불량인 것이 확실함.
2) 노화 등 다양한 사유로, 가변저항 강도 조정 후에도 PIN 다이오드 발광량이 충분하지 않은 경우 : 다짜고짜 만나기도 어렵고 현재 상태를 알 수도 없는 구품 픽업을 찾을 게 아니라, 상대적으로 작은 발광강도에 반응하는 모던한 IC로 교체해 봄 직하다. 꼴랑 몇천 원 예산의 작업으로… 적출품 탐색은 그다음에.
그렇고… CD를 넣고 트레이를 닫고 찰나의 순간 동안 예의 커넥터에서 메인 수광센서의 반응이 감지되는지를 확인해 보았다.
아이쿠~! NOTHING!
(시간 흐른 후)
뭘 생각하면 다른 게 문제인 것 같고 그게 문제일까 하면 이게 문제이고…
이런저런 궁리를 하다가, 마이크로컨트롤러 입력 변수 쪽으로 눈을 돌리고… 여차저차 S***으로 표현된 모든 스위치의 점점 상태를 확인. 0.00오움이 아닌 것은 분해 청소.
상태 안 좋은 것이 몇 개 있더라.
(시간 흐른 후)
이상의 작업을 정리해 보면,
1) 메인 수광센서 동작 → 정상.
2) PIN 다이오드 발광 광도 → 원인은 아니라는 것에 여전히 집착하고 있는 상태.
3) 각종 변위 감시 센서 → 모두 단품 검사하고 오류가 있는 것은 분해 청소로 해결.
4) 트레이 업/다운 모터의 묵묵부답 → 정말 황당하게도 모터 자체의 문제였다 → 나중에 내부 브러쉬/접점 등을 청소하는 것으로.
다음으로… 스핀들 모터 보드에서 마이크로컨트롤러 쪽으로, 다시금 회로를 검사해 보았다.
요점만 적자면,
1) IC401 동작 펄스 정상
2) 스핀들 모터 보드 ~ IC401 #6핀까지의 구간에서, #6핀에 +5V를 인가하면 스핀들 모터가 너무 즐겁게 회전한다.
3) IC401 $7핀과 연결된 IC301 #17핀을 확인해 보면, HIGH 상태에서 요지부동이다. 즉, CLV가 Always HIGH.
역시… 이쯤하면, 마이크로컨트롤러 환경 변수에 문제가 있다는 것?
(시간 흐른 후)
■ 마이크로컨트롤러 CLV 핀을 무조건 HIGH로 만드는 변수 탐색
예전 글에서 정리한 CLV 핀은, HIGH였다가 LOW 바뀌어야 한다. 그런데 그렇지 않다는 것은, (마이크로컨트롤러가 멀쩡하다는 전제에서) 어떤 입력 변수가 충족되지 않았기 때문일 것.
소니의 말만 가지고 생각하면, 현재는 계속 <STOP MODE>에 머물고 있음이고…
CLV, VS, BRAKE… 그러면 그 앞쪽에 있는 변수는?
* 관련 글 : 금성사 GCD-606 CDP 탐구하기 (18), DC Motor Servo 회로 탐색
프로그램 툴로 마이크로컨트롤러의 내부를 볼 수 없고, 소니의 설명에 갸우뚱한 것도 있으니… 현물 중심으로 계속 탐색하기로 한다.
(시간 흐른 후)
그리하던 와중에… FS(Focus Servo) 핀의 반응이 이상하다?
SONY는 0.6V ↔ 0.2V 절환을 적어 놓았는데, 현물에서는 무조건 2.2V. 왜 그럴까? 기표 오류?
이 부분에 관한 SONY 자료를 읽어보면… 현재 상황과 정확하게 일치한다.
“… CD가 적재된 후 <포커스 탐색>이 시작됩니다… (중략) 세 번 시도하고 반응이 없으면, <STOP MODE>로 진입하고 디스크를 내뱉습니다…”
FOCUS ERROR. 아하! 그 단에에서 해결의 실마리가 담겨있다는 생각.
가설을 적어두자면,
여하한 이유로 픽업모듈 이후 단계에서 픽업 신호 사라짐 → CDP는 트레이 투과 감지 센서로 CD가 적재되었음을 알고 있지만, 광 반사가 없고 그래서 렌즈 포커스를 최적화할 수 없으니… 세 번 시도하고 더 이상의 진행을 포기 → CLV가 LOW로 떨어질 틈이 없다 → KICK 신호가 없으니 당연히 스핀들 모터가 회전하지 않는다 → STOP 모드 진입 후 트레이 OUT.
중국제 신품 PIN 다이오드 반응에서도 예의 ‘신호 사라짐 현상’은 똑같았으니… <RF 보드>의 IC 핀에서부터 다시 탐색하는 게 좋을 듯. 예를 들어, 펄스성 노이즈로 인식되어 삭제되었지도 모르니, 신호발생기로 규칙적인 광 펄스를 만들어주고 그것이 IC 입력까지 도달하는지를 확인해 보는 방법 등.
가만있자, CDP의 초기 시퀀스를 기억했더라면 더 빨리 원인을 찾을 수 있었을까? 글쎄요? 항상 끊어가기 작업을 하는 마당에… 다음 글에서 계속.
* 관련 글 : 금성사 GCD-606 CDP 탐구하기 (21), 신호 전달 오류와 KICK 펄스 생성 오류의 검토 #3
훗날을 위해서 혹은 누군가를 위해서 적어 놓는 내용.
1) 픽업 모듈에 적힌 58.** 숫자는 소모 전류량이다.
2) 스프링을 쓴 것은, 고정용이기도 하지만 PIN 다이오드 CAN을 픽업모듈 금속 하우징에 강하게 밀착시키려는 것. 왜냐하면… 발열이 심할 것이니까. 즉, 겸사겸사 열을 빼내기 위한 조치.
3) 픽업 모듈이 레일 위에 있을 때, 제대로 위치 캘리브레이션을 하는지 확인하려면 드라이빙 모터 어셈블리의 볼트를 살짝 풀어주고 약간 밑으로 쳐지게 만든 다음, 픽업모듈을 적당한 위치에 갖다 놓으면 된다. 다시 나사를 조이고 전원을 투입하면, CDP가 스스로 제로 위치를 탐색.
