Недавно искал запчасть для своего старенького (или уже древнего?) любительского Canon 600D. В процессе поиска мне попался дешёвый 7D Mark II (дальше буду звать его 7d2), который продавался как «нерабочий, только на запчасти». В итоге это получился увлекательный и полезный опыт ремонта, при котором даже не потребовались запасные детали.

Canon 7D Mark II — это навороченная цифровая зеркалка (DSLR) с матрицей APS-C на 20,2 МП, выпущенная в 2014 году. Она относится к линейке профессиональных камер и может считаться аналогом 5D Mark IV, но с меньшей КМОП-матрицей. На релизе эту камеру встретили положительно. Мне мой экземпляр обошёлся в €180 в нерабочем состоянии. Но я верил, что с ним не всё потеряно.

Первые тесты

Камера приехала ровно такой, какой её описал продавец с eBay: в хорошем косметическом состоянии, но нерабочая.

• Она запускалась, но ЖК-дисплей ничего не показывал.

• Полунажатие на кнопку затвора не приводило к срабатыванию автофокуса, но при полном нажатии снимок камера всё же делала.

• Вывод по HDMI не работал.

• При USB-подключении к ПК команда dmesg ничего не показывала.

• Принудительная активация автофокуса нажатием нужной кнопки приводила к повторной фокусировке объектива.

• Интересно, что при отключении камера выводила сообщение «очистка матрицы». То есть дисплей и драйвер всё же частично работали.

Я заподозрил, что процессор «по какой-то причине» считывает кнопку затвора как постоянно полунажатую. Когда я попробовал проделать аналогичный трюк со своей 600D, она повела себя так же: чёрный дисплей, отсутствие автофокуса, но снимки делать можно. Не идеальный тест, но надежда появилась.

В сети я нашёл упоминания случаев, когда между кнопкой и самим корпусом банально застревала песчинка. Но эти истории чаще были связаны с другими камерами, а не 7d2. Неужели проблема может заключаться лишь в том, что кнопку заело из-за какого-то мелкого мусора? И хотя у 7d2 корпус защищён от пыли и влаги, мелкие частицы вполне могли вызвать механические сбои в некоторых местах…

Разборка

Я нашёл взрыв-схему камеры с описанием расположения и размера всех винтов, что сильно упростило последующую разборку. 

И хотя я примерно знал, как она устроена изнутри, на каждом очередном этапе меня не переставало поражать количество гибких деталей. Всего встречалось два их вида:

• Шлейфы (Flexible Flat Cables, FFC) — очень тонкие и гибкие пластиковые (обычно полиамидные) плёнки с токопроводящими дорожками внутри. Шлейфы пришли на замену традиционным кабелям и коннекторам, выполняя ту же роль соединения компонентов. Их дополнительным преимуществом является объединение в одном подключении множества линий с контролируемым импедансом. Изготавливать шлейфы сложнее, но уникальные свойства делают их универсальной альтернативой стандартным кабелям. Подробнее можете почитать на странице Molex.

• Гибкие печатные платы (Flexible Printed Circuits, FPC) похожи на шлейфы, но конструктивно всё же ближе к жёстким печатным платам, так как содержат не только дорожки, но и разные компоненты. О них подробнее читайте на странице Dexerials.

Несколько подсказок:

• Прорезиненные накладки легко снимаются и устанавливаются обратно без клея.

• Несмотря на то, что на взрыв-схеме указано, где и какой болтик используется, визуально различить M1.7 и M2 довольно трудно. Так что не полагайтесь на одну только схему и лучше записывайте, откуда и какой винт выкрутили.

• На одной только главной плате расположено аж 19 разъёмов. Будьте осторожны, так как некоторые из них легко повредить, и если только вы не отличаетесь особым везением, то подключать и отключать их вам придётся не один раз.

На этом этапе я решил опубликовать в дискорд-канале Magic Lantern пост с описанием симптомов неисправности и спросить, не знакомо ли кому такое поведение. И хотя моя проблема не имела отношения к Magic Lantern, эти ребята, пожалуй, лучше всех разбираются во внутрянке зеркалок Canon.¹ В общем, я понадеялся, что они не будут возражать.

Так и оказалось. Я практически сразу получил советы и серию вопросов от Уолтера Шульца, Kitor (активный разработчик Magic Lantern) и "names_are_hard" (ведущий разработчик проекта). Очень признателен им за уделённое время, поддержку и готовность поделиться знаниями. Они подсказали мне обратить внимание на разъём N3 сбоку камеры, к которому подключается внешний пульт затвора.

Это трёхконтактный разъём — одна земля, один контакт для активации автофокуса (AF) и один для спуска затвора. В нормальном состоянии на обоих сигнальных контактах должно быть 3,3 В, но у моей камеры напряжение на линии AF было 1,027 В, а при полунажатии кнопки падало до нуля.

Что же может быть причиной… Утечка на землю из-за пониженного сопротивления? Плохой контакт? Попавшая в кнопку грязь? Испорченный подтягивающий резистор? Чтобы дополнительно это проверить, я подключил контакты автофокуса и затвора через резистор 1кОм. Дисплей мгновенно ожил и показал все положенные данные (апертуру/экспозицию/…). Уже прогресс!

Прослеживание сигнала AF обратно к MPU

Детальные фотографии главной платы и FPC камеры 7d2, да и других моделей, можете найти на photo-parts.ua. Найдите нужную камеру и в самом левом столбце кликните по жёлтой папке. Помимо сканов и изображений, там просто кладезь полезной информации (микросхемы, совместимые детали и так далее) для огромного списка моделей.

Итак… Где же начинать поиск повреждённого резистора или замыкания? Известно, что линия наверняка уходит к одному из процессоров Renesas SH7231 на главной плате (у верхнего маркировка F74964A, а у нижнего — F74966A). Один из них должен обрабатывать состояния кнопок. Я начал прослеживать линию AF от самого разъёма:

Поскольку для 7d2 схемы нет, а информации и обозначений на самой плате крайне мало, я могу описать разъёмы и детали только по их расположению и приложить снимки.

Подключения от разъёма N3 проходят через небольшую FPC к основной плате. Затвор на контакте 1 (на фото слева), AF на контакте 2. GND на контактах 4 и 5. Далее (для линии автофокуса и затвора) установлены защитные диоды, включённые в обратном направлении на землю — они нужны для защиты от статического электричества (ESD) и переполюсовки. Следом идёт резистор 0 Ом, который, похоже, не несёт никакой полезной функции, а за ним — резистор на 1 кОм для дополнительной изоляции и защиты. Перед тем как сигнал уходит на обратную сторону печатной платы и поднимается к следующей гибкой плате (которая ведёт уже к главной), в цепи стоит ещё один конденсатор, подключённый к земле.

На главной плате сигнал приходит на четвёртый сверху контакт белого вертикального разъёма в левом верхнем углу, где покидает верхний слой. Почти все компоненты этой платы имеют типоразмер 0402, а переходные отверстия выполнены по технологии fill-and-cap (заполнение и металлизация) и часто расположены прямо под компонентами или выводами микросхем, что делает отслеживание сигналов нетривиальной задачей.

Единственное место, где мне удалось нащупать сигнал — это рядом с верхним MPU, а именно на фильтрующем конденсаторе, идущем на землю. К этому крохотному конденсатору не вела ни одна дорожка, а значит, сигнал должен приходить через переходное отверстие в площадке или из-под самого компонента. Похоже, он идёт прямо к разъёму и затем к одному из BGA-шариков процессора.

Это был тупик.

Трассировка «другого» сигнала AF

Тогда я решил вернуться и начать с кнопки затвора. На линии между этим сигналом и сигналом AF от разъёма N3 обнаружилось сопротивление 100 кОм. И хотя это много, я подумал, что оно может относиться к какой-то защите. Оглядываясь назад, я понимаю, что от этой зацепки нужно было копнуть глубже, но я этого не сделал.

Пройдя через пару гибких плат и шлейфов, сигнал приходит к вертикальному разъёму в верхнем правом углу, а именно к его шестому контакту в левом ряду, если считать сверху. Здесь он также уходит («без следа»?) на другой слой. Потом, как ни странно, этот сигнал снова появляется на противоположной стороне платы — а конкретно на резисторе прямо рядом с разъёмом, куда приходит сигнал N3. Несмотря на близкое расположение этих сигналов, связи между ними, похоже, никакой нет, кроме тех самых 100 кОм, которые должны откуда-то происходить.

Сигнал минует защитный резистор на 100 Ом, после чего идёт к подтягивающему резистору на 100 кОм. Больше нигде на плате я его найти не могу. Скорее всего, под одним из этих резисторов есть скрытое переходное отверстие, ведущее к MPU.

Пытаюсь разобраться в этом всём

Только в этот момент я осознал, что сигналу затвора и сигналу разъёма N3 вовсе не обязательно где-то соединяться. У MPU наверняка предостаточно выводов, чтобы развести каждый отдельный сигнал на свой собственный контакт.

На линии кнопки затвора между резисторами 100 Ом и 100 кОм отчётливо регистрируются 3,3 В. И здесь для меня, наконец, прояснились две вещи:

• У MPU наверняка достаточно выводов для отдельной обработки каждого сигнала. Сигналам AF с разъёма и кнопки затвора не нужно где-либо пересекаться. В итоге это предположение подтвердилось.

• И хотя я нашёл подтягивающий резистор на линии автофокуса, срабатывающего от кнопки затвора, для разъёма N3 такого резистора на плате могло и не быть. Дело в том, что у процессора Renesas SH7231 есть встроенные подтягивающие резисторы. Это указано в его мануале (таблица 1.1, стр. 9).

Помимо входного резистора на 1 кОм и обратного диода, я не нашёл никакой защиты на линии внешнего сигнала AF. То есть процессор от внешних сигналов практически ничем не защищён.

Итоговый фикс

Сигнал AF с разъёма N3 можно снять с конденсатора, расположенного между MPU и микросхемой флеш-памяти. Напряжение 3,3 В присутствует на нескольких развязывающих конденсаторах вокруг процессора. Резистора с номиналом выше 2,2 кОм у меня под рукой не оказалось — был только на 100 кОм в корпусе 0402, поэтому я решил попробовать его.

Подать 3,3 В через резистор 100 кОм нетрудно:

А вот с сигналом AF всё оказалось сложнее. Снимать его пришлось с конденсатора типоразмера 0402, тесно расположенного среди других деталей. Пространства между ними едва хватило, чтобы подвести провод:

Ну хотя бы для прокладывания провода между этими двумя точками места оказалось достаточно:

На время тестирования фикса я временно закрепил провод каптоновым скотчем.

После этого я собрал камеру ровно настолько, чтобы можно было протестировать её работоспособность. Тест увенчался успехом!

Последующая проверка не выявила никаких проблем. USB и HDMI-вывод работают исправно. Попользовавшись камерой несколько дней, я окончательно закрепил провод небольшой каплей двухкомпонентной эпоксидки.

Подытожим

Похоже, в камере есть два отдельных сигнала автофокуса, которые расходятся на разные выводы верхнего процессора. И если с сигналом от родной кнопки проблем не было, то сигнал, идущий от внешнего разъёма, не подтягивался как следует и «плавал» в районе 1,2 В. Скорее всего, это произошло из-за повреждения внутреннего подтягивающего резистора в самом процессоре (возможно, в результате плохой защиты входа). В итоге этого низкого напряжения процессору хватало, чтобы постоянно считывать его как команду «активировать автофокус».

Добавив резистор 100 кОм к цепи 3,3 В, я поднял уровень сигнала до 3,3 В, вернув камеру к полноценной жизни.

Сноска

1. Magic Lantern — это кастомная прошивка, подходящая для многих зеркалок Canon. Она добавляет крутые функции, которые в официальной отсутствуют. ↩︎