Операция по пересадке "сердца" крысе - или ремонт узла сенсора игровой мыши Cyborg R.A.T.9

Автор: ALEXLAB
Опубликовано 22.05.2013
Создано при помощи КотоРед.

Всякий настоящий котэ, завидев крысу,
должен непременно задушить ее...
...но бывают исключения.

Данная статья посвящается "счастливым" обладателям данного девайса, столкнувшимся с потерей реакции курсора при перемещении грызуна, при прочих работающих элементах управления (ЛК, ПК, скролл, кнопки изменения чувствительности сенсора и т.д.). Оставлять или нет кавычки над словом "счастливым" - каждый решит для себя сам. Лично я для себя убрал, хотя за такие деньги производитель данного девайса должен был позаботиться о более высоком качестве комплектующих, применяемых в грызуне.

Рис.1 - Внешний вид грызуна.

Немного предыстории, переходящей в описание: Данный грызун был приобретен осенью 2011г., отработал примерно год и "приказал долго жить" с вышеописанными симптомами. Поиск во всемирной паутине показал, что мой случай не единичный. Владельцы грызуна, столкнувшиеся с данной проблемой, указывали так же на очень интересный факт: если дать крысе полежать некоторое время (несколько недель, месяц) в выключенном состоянии, то при последующем включении сенсор вновь начинает работать несколько дней, после чего опять перестает. Я решил проверить этот факт, тем более что к тому моменту мой грызун лежал в ящике стола чуть более месяца. Достал, включил - заработало, но радость была недолгой. Через несколько дней сенсор вновь перестал реагировать на перемещение, и крыса была возвращена обратно в ящик. Но желание найти решение проблемы становилось только больше, как и число сообщений от "счастливых" обладателей во всемирной паутине.         Наибольшая информация из русскоязычных ресурсов, на мой взгляд, сосредоточена в конференции  https://www.overclockers.ru в теме: "Saitec Cyborg R.A.T. Mouse". В этой теме местные товарищи даже установили личность "главного героя программы" - таковым является сенсор Philips Twin Eye PLN 2032, и привели таблицу мышей других производителей, в которых данный сенсор используется. Это для варианта: купить более дешевую мышь с этим сенсором и попытаться перепаять его на R.A.T. К сожалению информации о том, что кому-либо удалось успешно перепаять сенсор с донора, на момент написания данной статьи так и не появилось. Равно, как и попытки, простой пропайки существующего сенсора результата не приносили. В лучшем случае эффект был кратковременным.

Спустя примерно месяц я опять решил достать грызуна из ящика. Включил - работает. Только в этот раз зная, что время работы будет недолгим, решил с помощью осциллографа посмотреть сигналы на всех контактах сенсора в рабочем состоянии и после того, как он в очередной раз помрет. Обнаружить разницу оказалось нетрудно. Выяснилось, что пропадает генерация тактовой частоты 32 МГц на выводах сенсора (рис.2). Но даже в период существования сигнал наблюдался нестабильным - кратковрем енные срывы с последующим восстановлением (рис.4).
Рис.2 - Печатная плата R.A.T.9 с сенсором.                                                    
1 - Резонатор 32 МГц;
2,3 - контакты сенсора, к которым подключен резонатор.

  
Рис.3 - Сигнал тактовой частоты при                           Рис.4 - Сигнал тактовой частоты при
исправных резонаторе и внутреннем                            неисправности резонатора или
генераторе сенсора.                                                  внутреннего генератора сенсора.

Примечание: изображение дано условно (в сжатом виде). При растяжении по горизонтальной оси, сигнал будет синусоидальной формы.

Внимание!!! Для исключения влияния входных цепей осциллографа, измерения производить при включенном в щупе делителе 1:10.

Для проверки исправности схемы тактового генератора, на место "родного" резонатора Y1 был временно, навесным монтажом, установлен  кварцевый резонатор (рис.5) с частотой 26 МГц - ближайшей, которую удалось найти. Последующие измерения показали, что картина не изменилась - все та же нестабильная генерация, полностью исчезающая через некоторое время (рис.4). Это означало, что внутренний генератор тактовой частоты в сенсоре неисправен. Так же был замечен интересный факт: при наличии тактовой частоты 26 МГц, курсор реагировал на перемещение грызуна ничуть не хуже, чем на частоте 32 МГц. Это может указывать на наличие синхронной шины обмена данными между контроллером и сенсором. Остается неизвестным, насколько правильно идет процесс обработки координат в самом сенсоре.

Рис.5 - Кварцевый резонатор в корпусе HC-49U.

Внимание!!! Монтаж резонатора на ПП (по крайней мере, в моем грызуне) осуществлен (помимо пайки) посредством клеевой точки, и выпаять его, не повредив, крайне проблематично. У меня он треснул. Главное - сохранить целостность ПП и её дорожек. Соблюдайте осторожность!!!

Было решено на сенсор подать тактовую частоту от внешнего генератора, собранного последующей схеме (рис.6).
Рис.6 - Схема внешнего тактового генератора на 32 МГц.

Примечание: Ввиду отсутствия резонатора на 32 МГц, был использован на 16 МГц BQ1, с последующим умножением на 2 (элементы DD2:1 - DD2:4). При наличии резонатора на 32 МГц, микросхема DD2 исключается, а сигнал тактовой частоты снимается непосредственно с вывода 3, микросхемы DD1.

Вот, что из этого получилось (рис.7-10):

Рис.7 - Внешний генератор в сборе.                             Рис.8 - Подключение генератора.


Рис.9 - Генератор, изолированный                                Рис.10 - Зазор между крышкой и корпусом.
термоусадкой из-за своих размеров
размещен на "верхнем этаже" грызуна.

После проведенных операций работоспособность грызуна была восстановлена и не пропадала в течение двух испытательных месяцев. Но у данного решения есть один существенный недостаток. Дело даже не в зазоре между крышкой и корпусом из-за размера генератора - его можно уменьшить, применив микросхему в корпусе SO14 и исключив вторую (см. примечание к рис.6), а в высоком потреблении по току - порядка 15 мА. Это достаточно много, и сокращает и без того короткую "жизнь" от одного комплекта аккумуляторов. Для R.A.T.7 этим можно было бы пренебречь, для R.A.T.9 - нет. Поэтому был найден и заказан кварцевый генератор - радиоэлемент, сочетающий в одном корпусе схему генератора и резонатора, а так же имеющий малые размеры и энергопотребление. Выбор пал на ECS-2033-320-BN (рис.11), измеренный ток потребления которого составил 2-3 мА.
Рис.11 - Кварцевый генератор ECS-2033-320-BN.

Данный  генератор и стал новым "сердцем" крысы (рис.12, 13):
Рис.12 - Подготовка генератора к установке.

Рис.13 - Фото установленного генератора.

В настоящий момент "пациент" чувствует себя прекрасно. За сим, позвольте откланяться.

В статье использованы материалы с конференции https://www.overclockers.ru (тема: "Saitec Cyborg R.A.T. Mouse") - в частности фото для рис.2 - товарища duke-nk.

Все вопросы в Форум.