USS Enterprise - Fehlfunktion auf der Brücke

[MarkusCosi]

Hallo zusammen,

ca. 1 Jahr hat meine USS Enterprise (Playmobil) gute Dienste geleistet. Zuletzt hatte ich sie über das Batteriefach mit 4,5V dauerbestromt. Das ging nun ca. ein halbes Jahr lang gut (siehe hier).

Leider ging gestern das Setup scheinbar kaputt, ohne Vorwarnung, aus unerfindlichen Gründen. Über Hilfe und Ideen würde ich mich sehr freuen!

Eine erste Analyse ergab, dass das Kommandomodul im Maschinenraum noch funktioniert. Sofern ich nur die beiden Warp-Gondel-Module über ihre zwei Flex-Kabel anschließe, funktioniert es auch, inkl. BT Steuerung (Lichter gehen wie gewohnt an). Doch sobald ich das Brückenmodul über den Stecker und das Flex-Kabel anschließe, bricht die Spannung von 4,5V auf ca. 4,3V ein, und am 3,6V Pin auf ca. 1,3V. Gleichzeitig verabschiedet sich das Kommando-Modul (Warp-Gondel Licht geht aus, BT broadcasting verschwindet).

D.h. es muss am Brückenmodul (T-förmig) liegen. Dort habe ich im nicht angesteckten Zustand einen Kurzschluss zwischen den Spannungsversorgungskabel-Kontakten gemessen. Einen sichtbaren Defekt kann ich aber auf der Leiterplatte nicht so recht erkennen... Den Lautsprecher habe ich mal probehalber abgelötet, das brachte aber auch keine Änderung der Symptomatik... Die LEDs haben über ihre Pins alle einen MOhm oder OL Widerstand beim Messen ergeben...

Hat jemand eine Idee was man hier noch anschauen könnte?

[MarkusCosi]

...so... nachdem ich der Reihe nach vom PCB der Brücke die SMD Kondensatoren raus gelötet hab (C7 → C6 → C4) die zwischen Masse und 3,6 V lagen: es war der Kondensator C4 (ChatGPT meint: "probably used to smooth power for the sound driver and logic."). Der hatte einen Kurzschluss (1,5 Ohm). Nachdem dieser entfernt war, ging habe ich wieder MOhm zwischen den Kontakten der Spannungsversorgung gemessen. Einen identisch aussehender Kondensator (C6, Braun, ca. 3x2x2mm) hatte ich kurz vorher raus gelötet. Dieser hatte ca. 50µF. der kleinere C7 hat ca. 5µF. ChatGPT schlug mir vor: "47 µF or 68 µF MLCC, probably X5R/X7R, rated for 6.3 V or 10 V"... Entsprechend habe ich mir ein paar 47µF, und ein paar 4,7µF SMD Kondensatoren bestellt und werde schauen ob ich damit das Problem behoben bekomme....

Als Grund für die Fehlfunktion spekulierte ChatGPT u.A. (diese Gründe machte für mich a meisten Sinn, da ich ja tatsächlich einige Monate zuvor das PCB beim einbauen der roten LED mechanisch u.U. etwas "belastet" hatte):

"2. Mechanical stress (board flex or vibration)
MLCCs are ceramic; if the board flexes even a little, or if the capacitor was placed near a connector (like your power input corner), mechanical strain can crack the dielectric. Cracks can cause internal shorts after humidity or thermal cycling. This is very common in toys, models, and handheld electronics where the case flexes slightly."

"A ceramic capacitor like C4 (47–60 µF MLCC, X5R/X7R, 6.3 V or 10 V rated) can short for several common reasons:
1.⁠ ⁠Overvoltage stress
Your bridge module rail is 3.6 V, so a 6.3 V capacitor should be fine in theory. But in practice, transients or spikes (e.g. from switching power supplies, Bluetooth board startup, or speaker current surges) can easily exceed that for milliseconds — sometimes reaching 7–8 V. MLCCs are brittle and can form microcracks in the dielectric, which eventually short out."

Das zusammen mit der Tatsache, dass das Sound-Modul ja tatsächlich recht häufig zum Einsatz kam (Bewegungsmelder-getriggert), kann wohl den Ausfall erklären... Ich hoffe also, dass ein neuer C4 das Problem behebt...

[Noschvie]

Super… Sieht so aus, als müsstest du eine neue Platine designen, die dem Einsatz in deiner Galaxie länger standhält :-)

[MarkusCosi]

P.S.: Die Reparatur ist geglückt: folgende SMD Kondensatoren habe ich dafür benutzt und eingelötet (etwas fummelig):

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/mlcc_1206_47_f_10_v_-20_x5r-409206

https://www.reichelt.com/de/en/shop/product/mlcc_1206_4_7_f_50_v_-10_x7r-409199

Hiernach war der Kurzschluss behoben, und die Enterprise funktioniert nun wieder einwandfrei.

…wenn man sich das erste Bild von PCB genau angeschaut, dann denke ich sieht man auch den Knacks am Kondensator C4 am Kontaktpunkt…