Misserfolg der Woche: Hackaday-Autor versucht XBox-Reparatur

Mar 01, 2024

Wie viele Hackaday-Leser bin ich stolz darauf, der „Reparatur-Typ“ in meiner Familie zu sein. Wenn etwas kaputt geht, freue ich mich, denn das ist eine Gelegenheit, mein Können unter Beweis zu stellen. Es macht besonders viel Spaß, wenn etwas Großes kaputt geht, etwa der Kühlschrank oder die Waschmaschine – Reparaturen wie diese sind ein Wettlauf mit der Zeit, da ich sie schneller reparieren muss, als es nötig wäre, jemanden dafür zu engagieren. Normalerweise gewinne ich das Rennen; Ich kann mich nicht erinnern, wann ich das letzte Mal jemanden dafür bezahlt habe, an etwas zu arbeiten. Wie ich schon sagte, es ist ein Punkt des Stolzes.

Und als mein Sohn in den Thanksgiving-Ferien von seinem ersten Studiensemester nach Hause kam und unbedingt seine Xbox einschalten wollte, um sich von seinem Biochemie-Studium zu entspannen, nur um mit einem schwarzen Bildschirm und keinem Hochfahren begrüßt zu werden, war es los -Zeit für mich. Ich war zuversichtlich, dass ich die tote Kiste rechtzeitig wiederbeleben könnte, damit er Spaß haben konnte. Die Tatsache, dass er wieder in der Schule ist und die Maschine immer noch kaputt auf meiner Bank liegt, zeugt von meiner Überheblichkeit, aber um fair zu sein, ich war der Lösung nahe und schaffe es vielleicht doch noch. Aber so oder so waren die Lektionen, die ich dabei gelernt habe, wirklich wertvoll und es wert, geteilt zu werden.

Auf den ersten Blick sah es nach einem Stromproblem aus – einstecken, Knopf drücken, keine LED, kein Piepton, kein Lüfter. Wir überprüften die Grundlagen, z. B. stellten wir sicher, dass am Ende des Netzkabels Netzspannung anliegt, und wackelten mit Dingen herum, um lose Verbindungen zu finden. Nachdem diese beseitigt waren, kam ich zu dem Schluss, dass es sich möglicherweise um ein defektes Netzteil handelte, bei dem es sich bei der Xbox One X um ein internes Modul handelt. Da wir die Anleitung zum Zerlegen zur Hand hatten, holten wir den Power Brick aus dem Gehäuse und testeten ihn – 12 V, genau wie auf dem Etikett angegeben. Schade – das wäre eine einfache Lösung gewesen.

Ein wenig Googeln führte mich zu einer Reihe von Reparaturvideos, die zu den Symptomen zu passen schienen. Eines fiel mir besonders ins Auge; Es deutete darauf hin, dass ein defekter HDMI-Retimer-Chip die Ursache sein könnte. Wie genau dieser Chip kaputt gegangen sein konnte, war ein Rätsel – die Konsole war monatelang weitgehend ungenutzt –, ebenso wie ein defekter HDMI-Chip eine ganze Maschine lahmlegen konnte. Aber es war eine Spur.

Leider lag die Lösung dieses Problems weit außerhalb meines Steuerhauses. Ich kenne mich mit einem Lötkolben aus, aber nur in der makroskopischen Welt. Ja, ich habe bereits versucht, oberflächenmontierte Geräte zu löten, und habe sogar an der SMD Challenge auf der Superkonferenz 2019 teilgenommen. Ich habe mich nicht gerade mit Ruhm bekleckert, aber mit den suboptimalen Werkzeugen, die mir beim Supercon zur Verfügung standen, kam ich so gut zurecht, dass ich dachte, ich könnte wahrscheinlich einen guten Job machen. Aber zuerst musste ich einkaufen gehen.

Der Chip, den ich ersetzen musste, war ein TDP158, der in einem 40-Pin-Quad-Flat-No-Leads-Gehäuse (QFN) geliefert wird. Ich weiß nicht viel über SMD, aber das ist eindeutig ein Gehäuse, das nicht nur mit einem Lötkolben gelöst werden kann. Die Kontaktflächen auf der Unterseite des Gehäuses haben einen Abstand von 0,4 mm und es gibt ein relativ großes Wärmeübertragungspad, das auf die Platine gelötet wird. Ich bräuchte einige Werkzeuge, um die Reparatur zu ermöglichen.

Während ich bereit war, 55 US-Dollar für eine günstige Heißluftstation bei Amazon auszugeben, war ich nicht bereit, für das andere Werkzeug auszugeben, das ich offensichtlich brauchen würde: ein Mikroskop. Ich dachte – unklug, wie sich herausstellte –, dass ich die Reparatur mit den einfachen Kopflupen durchstehen könnte, die Bil Herd mir damals vorgeschlagen hatte, als ich mich mit den Problemen beschäftigte, als Hacker alt zu werden. Das andere, was ich brauchte, war ein Ersatz-TDP158, das sowohl von Mouser als auch von Digi-Key angeboten wird. Leider waren beide ausverkauft, die Lieferung wird voraussichtlich im März 2023 erfolgen! Glücklicherweise hatten Wiederverkäufer auf Amazon sie auf Lager, also habe ich einer meiner Bestellung hinzugefügt und den Abbau abgeschlossen, während ich auf die Lieferung wartete.

Den vermeintlich defekten Chip von der Platine zu entfernen war tatsächlich einfacher, als ich gedacht hatte. In den Videos, die ich mir angesehen habe, waren die Heißluftstationen alle auf 480 °C eingestellt – das große Wärmeleitpad auf der Rückseite des QFN leitet die Hitze wirklich gut ab. Es hilft auch, wenn der Chip ausgetauscht wird und es Ihnen egal ist, wie viel Hitze Sie hineinblasen. Das würde mich später noch quälen, aber bei meinem ersten Versuch ging es mir nur darum, keine in der Nähe befindlichen Kappen und Widerstände abzuschmelzen, für die ich keine Ersatzteile hatte.

Als der Chip heraussprang, geriet ich in Schwierigkeiten. Darunter befindet sich ein großes Pad, das offensichtlich mit viel Kupfer verbunden ist, denn der Versuch, es zu verzinnen, war ein Albtraum. Nur mit der Spitze meines Hakko-Eisens darüber zu reiben, reichte nicht aus, selbst wenn die Hitze auf das Maximum aufgedreht wurde – das Lot würde sofort hart werden und Unebenheiten bilden, die den Chip deutlich über der Oberfläche der Platine halten würden. Und als ich versuchte, den Überschuss mit einem Entlötgeflecht abzusaugen, blieb das Geflecht am Ende einfach mit dem Pad verlötet. Es war eine Kombination aus Heißluft und Lötkolben erforderlich, um die Pads in Form zu bringen und für den neuen Chip vorzubereiten.

Alles, was ich bei Reflow-Arbeiten gesehen hatte, ließ mich glauben, dass der schwierige Teil hinter mir lag; An diesem Punkt ließen Flussmittel, der Lötstopplack auf der Platine und das Wunder der Oberflächenspannung den Chip mit etwas Wärme auf magische Weise in die richtige Position schweben. Und so war es auch, aber selbst durch meine klapprigen Lupen konnte ich erkennen, dass es Probleme gab. Auf den Pads an einer Kante des Chips befand sich offensichtlich nicht viel Lot, und es gab ein paar offensichtliche Lotbrücken.

Was folgte, waren buchstäblich Stunden, in denen ich mit Heißluft Lötzinn über die Platine jagte, meinen Lötkolben mit fast jeder Spitze, die ich finden konnte, zum Ausprobieren, mehrere Milliliter Flussmittel und jede Menge Schimpfereien. Außerdem viele Werkzeugwechsel, insbesondere in der Optikabteilung. Die am Kopf montierten Peeper reichten nicht aus, also fand ich ein kleines Stativmikroskop, das ich über dem Chip balancieren konnte, um einen Blick auf die Gelenke zu werfen. Auch meine Beleuchtung war katastrophal – ich hatte meine praktische wiederaufladbare Arbeitsleuchte von Harbor Freight eingesetzt, die wirklich geholfen hat, aber sie warf immer noch unangenehme Schatten und war meinen Werkzeugen die meiste Zeit im Weg.

Irgendwann hatte ich es satt, Lötzinn herumzujagen, und als ich überzeugt war, dass ich mich zumindest um die Lötbrücken gekümmert hatte, steckte ich genug Zeug wieder zusammen, um die Konsole einem Test zu unterziehen. Zu meinem völligen Erstaunen – vor allem, da mein Sohn jetzt das Geschehen beobachtete – startete es sofort! Aber leider gab es beim Zuknöpfen und Testen am Fernseher keinen HDMI-Ausgang – zweifellos diese lötarmen Verbindungen. Weiter zur zweiten Runde.

Das zweite Mal verlief dank der Erfahrung der ersten Runde etwas einfacher. Ich habe den Chip herausgenommen, ihn und die Pads gereinigt und den Chip wieder in Position gebracht. Diesmal gab es keine Brücken und alle Fugen sahen hell und glänzend aus – könnte es sein? Habe ich es endlich behoben?

Natürlich nicht – dieses Mal würde es nicht einmal booten. Ich vermute, dass ich den Chip einfach nur gekocht habe – zwischen all dem Lötzinn beim ersten Versuch und dem Nachlöten beim zweiten Versuch habe ich eine Menge Hitze in das arme Ding gesteckt und es einfach gemacht.

So steht es jetzt, und während ich auf einen weiteren Chip warte, damit ich es noch einmal versuchen kann, bleibt mir nichts anderes übrig, als auf die Lektionen zu blicken, die ich gelernt habe. Auch wenn es ein schlechter Handwerker ist, der seinen Werkzeugen die Schuld gibt, gibt es dennoch einiges zu sagen für eine ordnungsgemäße Einrichtung. Ich brauche wirklich ein Mikroskop, wenn ich mich ernsthaft damit befassen will. [Scotty Allen] von [Strange Parts] lobt in diesem Video sein Mikroskop, also könnte ich etwas in dieser Richtung aufgreifen. Andererseits gibt es einige Mikrolötprofis, die auf den reinen Videoansatz schwören. (Video natürlich.) Ich denke jedoch, dass ein Stereomikroskop eher zu meiner Geschwindigkeit passt.

Die Beleuchtung ist ein weiteres großes Problem. Das Zielfernrohr, das ich mir anschaue, verfügt über ein koaxiales Ringlicht für eine schattenfreie Ausleuchtung, aber die Raumbeleuchtung in meinem Geschäft bedarf einer Überholung. Zugegeben, es wurde für das Schreiben entwickelt und verfügt hauptsächlich über Arbeitsbeleuchtung, aber es wäre eine gute Idee, wenn ich viel Licht abgeben könnte, wenn ich es brauche.

Was ich schließlich am meisten brauche, ist Übung. Ich werde mir wahrscheinlich ein paar SMD-Übungssets besorgen und vielleicht ein paar alten Elektroschrott, an dem ich das Entlöten üben kann.

Habe ich etwas vergessen? Erzählen Sie uns davon in den Kommentaren. Ich bin besonders daran interessiert, von den Erfahrungen aller zu hören, die die Lernkurve erklimmen, insbesondere von erfahrenen Leuten.