レトロPC復活劇：486DX-2マザーボードのRTC内蔵リチウム電池を交換して「CMOS BATTERY LOW」エラーを解消する方法

はじめに:20年以上現役の486マシンが起動しなくなった

今回ご紹介するのは、長年愛用してきた486DX-2マザーボードの修理記録です。内部のリチウム電池が寿命を迎えたことで、RTC(リアルタイムクロック)チップがセットアップ設定を保持できなくなり、PCが起動しなくなってしまいました。起動を妨げるのがあの厄介な「CMOS BATTERY LOW」エラーです。

なぜ今さら486 PCを使い続けるのか?

「なぜ古い486 PCを使い続けるのか?」と思われるかもしれません。理由は、私が使用している外付けICテスターやGAL/EPROM/PAL・ユニバーサルプログラマなどが、新しいマザーボードではもう動作しないからです。

第一の理由は、新しいマザーボードのLPTポートの仕様変更です。内部ポートアドレスが変更され、LPTポートが従来のオリジナルのポートアドレスで直接制御されなくなりました。これはECP、EPP、双方向などのモードを選択できるようになったことが原因です。そのため、LPT制御の古い機器はどれも新しいマザーボードでは動きません。

第二の理由は、新しいボードが内部ISAやVLBスロットカードに対応しなくなったことです。Taskit製Eprop EPROMライタやELV製ICテスターのISAカードは、PCIやそれ以降の拡張スロットでは使えません。

MB1433マザーボードの概要

写真は私の最初のMB1433マザーボードです。486 DX-2 33MHzプロセッサ、4MB RAM、追加のメインボードキャッシュRAMを搭載。拡張スロットはVLB/8-16bit ISAが3基、8-16bit ISAが3基、8bit ISAが1基という構成です。

RTCモジュールの修理手順

これまでに4個以上の修理実績

この24ピン(すべてのピンが接続されているわけではありません!)のRTCチップモジュールについては、内部リチウム電池の交換によってすでに少なくとも4個を修理しています。内蔵3Vリチウム電池は10年前後で完全に放電し、その後PCは動作しなくなります。このときRTCにはこの修理が必要になり、セットアップ画面には「CMOS BATTERY LOW!」のエラーが表示されて起動が止まってしまうのです。

次の写真は、空になったTH6887A RTCチップの上面とハンダピンの様子です。このRTCチップは名前が違うだけで同じ機能を持つものも存在しますが、これまでピン互換性のないRTCには遭遇していません。修理したチップはすべて正常に動作しました!

RTCを開封する

下の写真はRTCを開けるのに使ったノコギリです。まずRTCを実験用ボードに載せ、紙を敷いてコンタクトが汚れないようにしました。こうすることで、ノコギリ作業中にRTCのピンが折れるのを防げます。

右上の写真を見ると、内部の空になった3Vリチウム電池にたどり着く直前であることがわかります。下の写真は空になった電池のマイナス極で、これもRTCの12番ピンに接続されています。不良モジュールを取り除いた後、RTCモジュール用の高品質なマシンソケットを取り付けました。

電池の交換と固定

役に立たなくなった3Vリチウム電池を取り除いた後、24ピンソケットに挿入し、結束バンドで固定して緩まないようにしました。もし緩んでしまったらPCが使えなくなってしまうからです。

取り除いた不良リチウム電池は小型のCR1220でした。今回は、より大型の3Vリチウム電池を2本のフレキシブルな導線で接続する形で置き換えます。こうすることで、RTCチップの高さを想定された最大スペース以内に収め、挿入したISAスロットカードとの干渉を防げます。次の写真が古いCR1220電池、その次が新しい大型リチウム電池に接続した結果です。

修理後のテストラン

いよいよ、修理したRTCチップを搭載した486DX-2マザーボードのテストランです。次の写真の通り、修理したマザーボードのセットアップ画面が再び動作し、「CMOS BATTERY LOW」エラーは消えました!

前の写真は、ISA VGAビデオカードとVLB/ISA 8-16bit I/Oカードを挿入してテスト中のマザーボードです。このRTCモジュール修理の後、私の愛機486DX-2 66MHz、そしてもう一台の486DX-2 33MHzタイプMB1433も、過去20年以上動いていたときと同じように再び動くようになりました!おそらく今後も何年も動いてくれることでしょう。

次の写真は私のMB1433 DX-2 66MHzコンピュータです。

なぜこのPCシステムを維持する必要があるのか

ここで、なぜ信頼できるPCシステムを良好な状態で維持する必要があるのかをお見せします。決して安くなかった約20年前のXeltek Superpro L ユニバーサルプログラマは、このPCなしでは無用の長物となってしまうのです。

私のSuperpro L(略してSP/L)はPAL PLDチップの読み出しが可能で、PAL-CE ICへの書き込みもできます。これは今日のほとんどのユニバーサルプログラマではできないことです!

Xeltek SP/LはLPTポートで動作します。上の写真にある絶好調のElektor GALプログラマ(1993年)も、私の古い486 PCのLPTポートでしか動きません。次の写真は、ドイツのC't誌に掲載されたTaskit製Eprop EPROMライタで、独自のISAコントローラカードを使用するため、古い486コンピュータでしか動作しません。

上の写真はELV製ICテスターで、こちらもISAコントローラカードを使用します。最大20ピンまでのTTL/CMOS ICをテストでき、既存のテストアルゴリズムにないものもプログラムしてコンポーネントライブラリに追加できます。また、スタンドアローン型のElektor ICテスター(1998年3月号)も持っていますが、TL866ではテストできない特定のTTL/CMOSタイプにも対応しており、場合によってはTL866より優れています。

近年はいくつかのテスターとデジタルメーターを装備に加えましたが、それぞれ仕様が異なり、どれ一つ完璧ではないものの、組み合わせればかなり広範囲をカバーできます!

自作回路図の公開

次の回路図は、以前マザーボード自体が故障したと考えていた頃に描いたものです。すべては正常に動作しているのに、4台の外部機器だけが動かなかったからです。

ハードディスクを大容量のものに交換し、720KB FDDを1.44MBに、CD-ROMプレーヤーをより良いDVDプレーヤーに交換した後、おそらく変更されたポート設定が間違っていたのでしょう。それらは使用する一部のプログラムの中でしか変更できません。ともあれ、別のVLB I/Oカードを挿入してポート設定を確認・変更したところ、PCは再び動作するようになりました。

以下の回路図は、故障箇所の発見に役立つかもしれません。その後マザーボードに異常は見つかりませんでしたが、JETkey 5.0キーボードBIOSチップの下にある74LS244チップを実測して回路図を作成しました。

インターネット上では、少なくともこのMB1433マザーボードに関する回路図やユーザーマニュアルは見つかりません。これらが今でも完璧に動作し、非常に高品質だったことを考えると、むしろ不思議なくらいです!だからこそ、この回路図がそのギャップを埋める一助になれば幸いです。この記事のマザーボード上のコントローラチップは、BIOTEK製の100ピンタイプ82C3493と208ピンの82C3491でした。誤りがないことを願いますが、もしあったとしても責任は負いかねますので、私の調査結果を必ず再確認してください。

*ISAバスの「A」と回路図のアドレスラインの「A」を混同しないでください。意図したものではなく、避けようもないことでした。

おわりに

この記事が、高価だった古い機器のためにこれらの旧式マザーボードを動かし続けなければならない方々のお役に立てば幸いです!

筆者:Albert van Bemmelen(オランダ・ウェールト)

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※筆者の以前の修理記事は以下のリンクから読めます:
https://jestineyong.com/led-backlight-problem-in-lg-tv-checked-with-led-tv-backlight-tester/