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[外设]德州仪器 TI-83 Plus 图形计算器拆机和维修 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2017-06-04
前段时间刚拆机维修了一台 TI-89 图形计算器 ,最近又在某鱼上花120收了台二手闲置的德州仪器 TI-83 Plus 图形计算器,打算研究一下这款经典的古董机器的硬件,看看 TI-83 Plus 与 TI-89 之间有何差别,以及研究一下是否能够给其 CPU 超频。拍下时卖家说机器功能完好,有全套包装带说明书,但是收到后经测试发现有几个按键不太灵,于是自己拆机维修好了,以下是这次拆机维修的经验,以供感兴趣的坛友参考。

首先简单介绍一下 TI-83 Plus 这款计算器。TI-83 Plus 是德州仪器最早于1999年出品的一款图形计算器,是德州仪器最经典且最流行的图形计算器之一,在欧美市场拥有庞大的用户群体。TI-83 Plus 属于 Z80 系列(因为其 CPU 是 Zilog Z80),CPU 主频是6MHz。我收的这台是2008年出厂的,其主板硬件布局已经经过厂家重新设计,与早期的同款机器硬件布局有所不同。相关技术资料信息可以参看 Datamath 网站链接(英文):http://www.datamath.org/Graphing/TI-83PLUS

下面开始正题。我收到的这台 TI-83 Plus 图形计算器,其外观成色尚可,屏幕完好,但是经测试其键盘有几个按键不好使(“STO”键完全失灵,另外数字“0”键和负号“(-)”键也不太灵敏),如下图所示:


对于德州仪器(简称:德仪)使用干电池供电的图形计算器,我已经无力吐槽了。俗话说:十个德仪计算器)九个电池漏液),还有一只正在迟早电池漏液)。因为已经有无数案例证明,德仪使用干电池供电的图形计算器的电池仓设计,真的是太容易发生电池漏液导致损坏了(尤其是使用一次性碱性电池,在电量耗尽后会发生严重漏液,大面积腐蚀计算器主板)。电池漏液是导致大多数德仪图形计算器损坏的两大主要原因之一(另一个原因是屏幕斑马线接触不良导致显示缺线)。我收的这台,据原主人说是高中时所购买(约2009年左右),上大学之后就没再使用了,所以已经闲置多年没用了。买之前我就有心理准备,收到后安上电池简单测试一下,屏幕是完好的,但是键盘有按键不灵,毫无疑问是电池漏液到主板上导致的,所以先拆开看看。

所用拆机工具如下图所示:


下面开始拆机。先打开 TI-83 Plus 图形计算器的背面电池仓盖,如下图所示:


打开电池仓盖后,可见电池仓内有明显的电池漏液后的痕迹,如下图所示:


使用 PH0 号螺丝刀头打开主电池仓上方的备份纽扣电池仓,可见一颗 CR1616 纽扣锂电池(一次性锂电池,不可充电;可用 CR1620 替换)。备份用纽扣锂电池可以不用取出,不影响拆机(但是备份纽扣电池仓盖必须打开)。我将其拆下来用万用表测了下还有电。如下图所示。


使用 T6 号螺丝刀头卸下固定后壳的6颗螺丝,使用拆机棒沿边沿缝隙分离,即可取下后壳(需要注意塑料卡扣),如下图所示:


取下后壳后,即可看到计算器的主板背面。可见这台计算器的主板下半部(正是电池仓所对应的位置附近)已经被电池漏液严重腐蚀了多处(尤其是电池仓铜皮触点上满是蓝绿色的铜锈),之前测试时还能开机操作真是奇迹。如下图所示。


下面是 TI-83 Plus 计算器主板背面下部的局部照片,可见主板上有多处被腐蚀:


使用 PH0 号螺丝刀头将固定主板的所有螺丝卸下,即可取出主板(注意主板需要连同主板上方的液晶屏幕一起取出,不可分离),如下图所示:


取出主板时,发现位于主板正面的导电橡胶按键已经粘连到主板上了,于是一起取出,如下图所示主板正面:


小心地将导电橡胶按键从主板正面分离下来,如下图所示,可见主板正面(尤其是主板下部键盘区域)也有多处被腐蚀的痕迹:


仔细观察,发现主板正面的被腐蚀区域正好就是失灵的几个按键所对应的位置,证实了这几个按键失灵正是与电池漏液导致主板被腐蚀有明显相关性。如下图所示:


仔细核对并标记主板正面键盘区域的失灵按键位置,下面照片中绿色圆圈标记的是完全失灵的“STO”键;橙色圆圈标记的是两个不太灵敏的按键,一个是数字“0”键,另一个是负号“(-)”键。初步用万用表测量了一下,发现有问题的按键附近的线路存在两处断点(照片中的箭头所指示的位置)。于是决定先用洗板水洗板清理掉漏液导致的腐蚀锈迹,然后再修补线路断点。


下面准备开始洗板(需要注意不能清洗屏幕及其附近排线,只能清洗主板表面),如下图所示。


洗板清洗之前,先用刀片刮掉主板上被腐蚀部位表面的铜锈。对于局部腐蚀,必须彻底清理干净,才能防止进一步扩散。如下图所示。


然后使用洗板水清洗主板背面,如下图所示。主板背面底部的数据接口(2.5mm I/O Jack)内部也有很多铜锈,还好这个接口上面可以打开一侧塑料壳,所以可以清理其内部锈迹。


主板正面键盘区域也清洗干净,如下图所示。


主板背面被清洗干净后,如下图所示:




清洗完毕后晾干,用万用表测试一下主板正面键盘区域的线路,证实除了之前发现的两处断点之外,再无其它部位线路故障。TI-83 Plus 的主板正面键盘区域设计风格比较独特,PCB上的单个按键的印刷图案与其它电子设备上常用的按键印刷图案不同,而且 PCB 走线的线路极其细,难以通过漆包线飞线修补断点,于是只能直接补焊修补断点。断点出现在圆形焊盘与其两侧的线路连接处,所以稍微刮掉附近一小段线路的表面涂层后,使用焊锡直接修补。如下图所示。


主板正面两处断点修补完成之后,把主板背面被腐蚀严重的铜皮上也补充镀一些焊锡,如下图所示:




以下是主板正面键盘区域两处断点被焊接修补好之后的效果:




主板正面键盘区域线路断点修复效果图如下:


使用UV绿油对补焊点做好绝缘(之后用紫外线手电固定绿油),如下图所示:




至此 TI-83 Plus 图形计算器的主板已修复完毕。剩下的工作是将计算器的外壳也清洗一下。计算器电池仓盖、后壳、前壳、导电橡胶键盘以及塑料按键都是可以清洗的。可以放到温水中使用洗洁精清洗干净然后晾干。以下照片中是待清洗的计算器前壳和塑料按键(清洗过程此处不必多言,谨记要温和操作不要暴力洗刷,以免力度过大导致不良后果):




原本打算在维修完成之后顺便把这台 TI-83 Plus 计算器的 CPU 超一下频,但是上网 Google 搜索了一番之后,发现我收的这台 TI-83 Plus 是2008年出厂的,其主板硬件属于2007年之后重新设计的版本(主板 PCB 上印刷有编号:TG73-83MB-2432,属于硬件版本L),与 TI-83 Plus 计算器的早期硬件版本(硬件版本F及之前)的主板已经有所不同,最明显的硬件设计改动就是其 CPU (Zilog Z80)和内存(RAM)不再是早期版本那样的主板上单独的两块芯片(一个 CPU 芯片 + 一个 RAM 芯片),而是已经都集成到 ASIC 芯片(TI REF TI-738X)中了(如下面两张照片所示)。我这台 TI-83 Plus 计算器的主板上总共有两块芯片,一个是 ASIC(TI REF TI-738X),其中已集成 CPU 和 RAM;另一块则是 Flash-ROM。所以此版本计算器的主板已经无法按照旧版本的方法超频 CPU 了。于是只得作罢。相关技术资料的网址链接如下(英文和法文):OmnimagaTIPlanet.org




以下是 TI-83 Plus 的液晶屏幕背面照片,其驱动芯片位于屏幕背面:


维修完成之后,将 TI-83 Plus 计算器主板安装回外壳中,如下图所示:




安装好后壳,装上电池。如下图所示。



最后开机测试,一切正常。原先失灵的那几个按键现在也可以正常使用了。


使用 TI-Graph Link USB 数据线把 TI-83 Plus 图形计算器连接到电脑,在电脑端使用 TI Connect 软件与计算器可以同步数据,确认数据接口也没有问题(原先其中的锈迹都已基本清理干净)



拆机和维修到此完成。
-------------------------------------------------
作为补充,在此发一些我在小型摄影棚中拍摄的这台 TI-83 Plus 图形计算器的外观照片,仅供参考:





















最后将这台 TI-83 Plus 与我前段时间修好的 TI-89 图形计算器合张影,如下图所示。可见两者具有神似的外观和设计风格,几乎就是一个模子里出来的,当然内部硬件性能完全不在一个档次,TI-89 是为工程和科研应用设计的图形计算器,比为学习和考试设计的 TI-83 Plus 图形计算器性能强大很多。



至此完结。感谢大家观看。楼下有补充内容。
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