Banc de test pour cartes Driver Gottlieb System-1 et PI-1 X4

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pascal j
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Banc de test pour cartes Driver Gottlieb System-1 et PI-1 X4

Message par pascal j » dim. 10 07, 2005 12:17

BANC DE TEST POUR CARTES DRIVER GOTTLIEB SYSTEM-1 et PI-1 X4

La carte "driver" (A3) est celle qui pilote toutes les lampes (bonus, couloirs etc), toutes les bobines du plateau de jeu et également la carte son qui est dans la caisse du flipper. Elle est constituée de quelques circuits intégrés qui pilotent une multitude de transistors, petits ou gros, et est reliée au connecteur A1J5 de la carte MPU principale (A1).

Facile à dépanner, elle n'en est pas moins dangereuse pour le flip : si un des transistors qui pilote une bobine est cramé en courtjus, le simple fait d'allumer le flip va faire coller la bobine correspondante (ça va vite fumer si le fusible de protection ne remplit pas son rôle) et aussi entrainer des dégats sur la carte MPU en amont, souvent funestes dans le cas de la carte d'origine.

Le banc de test très simple que je décris ici permet de tester toutes les sorties en un clin d'oeil sans risquer la "vie" du flip, et également d'entendre les mélodies du flipper ainsi que son "knocker" (la bobine qui "claque" quand on gagne une partie).

Il fonctionnera indiféremment sur la carte driver Gottlieb d'origine mais aussi sur ma propre PI-1 X4 dont l'alignement des connecteurs de sortie respecte celui de la carte driver d'origine.

Ce banc est également en service chez mes amis de l'Acrept pour la 1ère passe de test de mes cartes PI-1 X4 depuis le démarrage de la production au début de l'année 2004.


SCHEMA DE PRINCIPE

La platine se décompose en plusieurs zones :
  • - les sorties des lampes
    - les sorties des bobines
    - les sorties son et l'amplificateur audio
    - la sortie knocker
    - l'alimentation 12V/5V
Image

Pour visualiser l'état de chaque sortie, j'utilise une LED, ou diode électroluminescente (DEL), qui n'est rien de plus qu'une diode classique, sauf qu'elle émet de la lumière dans une couleur donnée dès que la tension appliquée à ses bornes dépasse sa tension de seuil VT. Voir mon article sur l'afficheur géant pour plus de détails : http://www.flipjuke.fr/viewtopic.php?t=5839

Chaque sortie de lampe et de bobine pilote donc une LED distincte. Ca fait 43 LED en tout ! Par choix personnel, j'ai pris des LED de 5mm pour les lampes et les sorties son, et des LED de 10mm pour les bobines. Les résistances en série avec les LED reflètent ce choix (courant plus important pour les grosses LED).

Le choix de la couleur est libre, plus tard j'ai changé d'avis par rapport au schéma :D et j'ai choisi des couleurs de LED distinctes selon les zones :
- vertes 10mm pour les bobines (au lieu de rouges)
- rouges 5mm pour les lampes
- oranges ou jaunes 5mm pour les sorties son (au lieu de vertes)

=> Cliquer ici pour le schéma complet : http://flipjuke.fr/redactor/290/11369/S ... iver_2.pdf

Chaque LED est bien identifiée sur la face supérieure du circuit imprimé, avec une légende pour mieux se repérer et délimitées par fonction (lampes, bobines, son) dans un cadre.

En option, les sorties de bobines SOL6 SOL7 SOL8 et OUTHOLE peuvent tirer un courant beaucoup plus important (0.4A) qu'une LED pour se rapprocher des conditions réelles de pilotage d'une bobine (une vraie bobine peut tirer 5A ou plus). En effet, un transistor défectueux peut donner l'impression de marcher à faible courant (LED) mais ne plus fonctionner à fort courant (bobine réelle). Il faut alors rajouter des résistances de puissance spécifiques (voir plus loin).

Les 3 sorties son (10 points, 100 points, 1000 points) vont à la fois à des LED et à 3 oscillateurs encapsulés dans un circuit logique unique de type 74HC14. Les 3 sorties sont mélangées ensemble et l'unique transistor de la carte se charge de piloter un mini haut-parleur. C'est en fait la carte son 3 tons des flippers Cleopatra à Pinball Pool, refaite plus simplement avec un ampli de sortie minimaliste mais suffisant.

La sortie knocker est tout simplement reliée à un vibreur (buzzer). De fait, quand on "claque", la carte fait un petit bip! strident bien reconnaissable.

L'alimentation générale est prélevée sur le 12V du flipper, avec une diode en série pour prévenir les erreurs de polarité. Le 5V nécessaire à l'étage audio est généré à partir d'un régulateur 5V classique, vissé sur le circuit imprimé qui fait également office de mini-dissipateur.


LISTE DES COMPOSANTS

Il n'y a que des composants très courants et peu chers. Si vous avez besoin de grosses LED, j'en donne ! (couleur verte, récupération sur un ancien afficheur géant)
  • - D1..D4, D19..D22 : LED 10mm (couleur au choix, voir ci-dessous)
    - D5..D18, D23..D43 : LED 5mm (couleur au choix, voir ci-dessous)
    - D44..D46 : diodes schottly BAT42, BAT43 ou BAT85
    - D51 : diode 1N5401..5407
    - R1..R4, R19..R22 : résistances carbone 270 à 390 ohms 1/2W ou 1W
    - R5..R18, R23..R40 : résistances carbone 560 ohms 1/4W
    - R41..R43 : résistances carbone 180 ohms 1/4W
    - R44 : résistance carbone 68Kohms 1/4W
    - R46 : résistance carbone 39Kohms 1/4W
    - R48 : résistance carbone 18Kohms 1/4W
    - R45, R47, R49 : résistances carbone 1Kohms 1/4W
    - R51 : résistance carbone 10 ohms 1/4W
    - C1..C3 : condensateur MKT 100nf 63V
    - C4..C5 : condensateur chimique radial 10uf 25V
    - Q1 : transistor 2N2905 (PNP)
    - U1 : circuit logique 74HC14 + support 14 broches
    - U2 : régulateur 7805 (5V 1A)
    - X1 : petit haut-parleur, tel que KX-1606 (Radiospares réf. 303-0098, 1.96 euros HT)
    - X2 : vibreur (buzzer) 5V, tel que Sonitron SMA-13 (Radiospares réf. 245-6461, 2.65 euros HT)
    - A3J2 A3J3 A3J4 A3J5 : connecteur bord de carte 3.96mm femelles (voir ci-dessous)
    - J1 : bornier à vis 2 plots 5mm
    - non marquées sur le schéma : 4 résistances vitrifiées de 33 ohms 3W (voir chapitre suivant)
Note : ne cherchez pas, il n'y a pas de résistance R50, ni de diodes D47..D50 ! Je me suis un peu gouré dans la numérotation des composants sur le schéma :oops:

Pour les connecteurs de bord de carte A3J2..A3J5, j'ai utilisé des connecteurs droits à souder que j'ai sciés à la bonne longueur. Mais ils sont très difficiles à trouver, alors on peut aussi prendre des connecteurs Jamma classiques et les relier par fils à la platine, ou bien (horreur suprême :evil: ) couper les connecteurs et les fils sur un flipper bon pour la benne (jurez-moi qu'il était bien irrécupérable !! :evil: :evil: ).


REALISATION PRATIQUE

J'ai fait un petit circuit imprimé double face, très simple à monter :

=> Cliquer ici pour le PCB face composants (supérieure) : http://flipjuke.fr/redactor/290/11369/S ... _2_Top.pdf

=> Cliquer ici pour le PCB face soudures (inférieure) : http://flipjuke.fr/redactor/290/11369/S ... Bottom.pdf

=> Cliquer ici pour l'implantation des composants : http://flipjuke.fr/redactor/290/11369/S ... verlay.pdf

Plusieurs remarques :
  • - Vu la taille du circuit imprimé (donc son coût !), on peut omettre la face supérieure qui comprend essentiellement la sérigraphie et 2 ponts de connexion (straps)
    - La face soudures (inférieure) du PCB est déjà en miroir
    - Lors de l'impression, prendre garde à l'échelle ! Souvent le pilote d'imprimante change légèrement l'échelle (vu sur une laser très haut de gamme) donc il faudra certainement retoucher les facteurs de mise à l'échelle X et Y jusqu'à obtenir un dessin aux dimensions exactes L= 25.53 cm et l= 11.17 cm qui sont d'ailleurs rappelées sur le schéma d'implantation (en mils = millièmes de pouces).
Les diamètres de perçage sont de 0.8 mm sauf :
  • - 1 mm pour les résistances des sorties des bobines (R1..4 R19..22), le haut-parleur (X1) et le vibreur (X2)
    - 1.2 mm pour les 4 connecteurs en ligne A3J2 A3J3 A3J4 A3J5 (il y a 3 rangées de trous de perçage pour s'adapter à tout type de connecteur), le bornier J1 et les résistances de puissance optionnelles (voir plus loin)
    - 1.5 mm pour la diode D51
    - 3 mm pour les 7 trous de fixation (optionnels) et celui au centre de la languette de U2
Le montage est très simple. Les broches de U2 sont à plier pour l'insérer correctement avec le trou de sa languette en regard de celui du circuit imprimé (utiliser un boulon de 10mm, un écrou et une rondelle grower M3).

Il y a 4 vias (trous d'interconnexion entre faces) à souder soi-même, avec une chute de queue de résistance, à gauche de D41 et à droite de D44, dessinés sous forme de straps. Si on a opté pour un circuit imprimé simple face, chacune des 2 pistes qui connecte les 2 vias n'existe pas, il faut donc souder les 2 straps complets.

Le haut-parleur X1 et le buzzer X2, qu'ils soient ceux que je préconise ou différents, sont polarisés. La broche + est clairement indiquée sur chaque composant ainsi que sur la face inférieure du circuit imprimé. Il y a plusieurs trous possibles pour la broche + pour s'accomoder des différentes tailles de composants possibles.

Les résistances R1..4 et R19..22 sont plus grosses que les autres, car elles débitent un courant plus important pour les grosses LED de 10mm. L'implantation de R19..22 sous A3J4 est un peu particulière, il faut utiliser :
  • - en haut les petites pastilles qui sont accollées aux grosses pastilles,
    - en bas les petites pastilles qui sont séparées des grosses pastilles
Attention à ne pas faire de courtjus entre les 2 rangées de pastilles du bas !!
Hmm, c'est un peu nébuleux tout ça.. s'aider de cette photo :
Image

Il reste donc 8 grosses pastilles non encore soudées, en-dessous de A3J4. Elles permettent de souder 4 résistances de puissance, qui ne figurent pas sur le schéma, pour débiter plus de courant dans les sorties de bobines SOL6 SOL7 SOL8 et OUTHOLE. Il faut utiliser des résistances vitrifiées de 33 ohms 3W comme indiqué dans la liste des composants, et les souder face soudures (inférieure) comme sur la photo :
Image

Encore une fois, attention à ne pas faire de courtjus entre les 2 rangées de pastilles du bas !! Sinon les LED correspondantes ne s'allumeraient plus du tout, entre autres conséquences funestes.

Note importante : les 4 résistances de puissance ci-dessus, ainsi que Q1 et R51, ont été calculés pour une utilisation intermittente. Ne pas faire fonctionner les sorties OUTHOLE SOL6 SOL7 SOL8 et les sorties son en permanence sinon ça va chauffer !


INSTALLATION ET CONNEXION

Le banc se connecte indifféremment sur la carte PI-1 X4 ou sur la carte driver d'origine. Tous les connecteurs sont en ligne des connecteurs du bas A3J2 à A3J5. Il suffit d'insérer en appuyant bien uniformément (pour ne pas plier le circuit imprimé sous l'effort) et voilà ce que ça donne avec une driver d'origine :
Image

Les autres connecteurs des afficheurs (A1J2 A1J3) et des switches (A1J6 et A1J7) restent en place.

Pour son alimentation, le banc a besoin du 12V que l'on trouve :

- sur le bornier J1 (broches 1 -gauche, +12V- et 3 -centre, masse-) de la PI-1 X4 :
Image

- sur le bornier en haut à gauche de ma nouvelle carte d'alimentation :
Image

- aux bornes du gros condensateur C1 de carte d'alimentation d'origine :
Image


ESSAIS

Allumer le flip, démarrer une partie, on entend la mélodie dans le petit haut-parleur et voyez comment les LED s'animent ! Très important, on peut faire absolument tout ce que le flip peut faire quand il est normalement connecté à son plateau de jeu.

Quand le mode attraction de la PI-1 X4 est activé, les LED forment un joli chenillard (photo prise sans flash et j'ai bougé un peu..) :
Image

Note : je conseille d'enlever la bille du lanceur (outhole) sinon la carte MPU d'origine essaye sans se lasser de l'éjecter, la LED "OUTHOLE" clignote alors en continu et rien ne se passe d'autre. Ma carte PI-1 X4 va elle signaler l'absence de la bille. Il suffit alors d'appuyer sur les contacts de l'éjecteur avec le doigt pour lui faire croire que la bille a été éjectée.

Bon flip !

Pascal,
Juillet 2005

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Message par yann » lun. 11 07, 2005 10:07

encore du beau travail signé "pascal" !!!

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Message par Christian Pougeaud » lun. 11 07, 2005 10:37

yann a écrit :encore du beau travail signé "pascal" !!!
Oui, du travail de génie, comme d'hab

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Message par maciet » mar. 12 07, 2005 10:35

Je vois que les vacances sont productives ;) Chapeau.....

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Cooooooool

Message par Slash » mer. 20 07, 2005 18:50

Vraiment trop fort Monsieur Syst-1, :o

ça va nous faire du travail pour cet hiver :D

Slash 8)

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Message par pascal j » dim. 24 07, 2005 22:57

j'espère sincèrement faire des émules ! ça revient un peu cher en comptant le PCB, et puis les connecteurs sont pénibles à câbler si on n'en trouve pas à picots à souder, mais quel pied pour tester les drivers.. et pour mes propres test des PI-1 X4 je vous dis pas.

j'en profite pour réitérer mon offre : si vous avez besoin de grosses LED 10mm, je vous en file gratos ! j'en ai des rouges et des vertes mais mes stocks ne sont pas illimités..

si vous voulez aussi le HP et le buzzer qui vont bien, j'en ai d'avance et je peux en commander d'autres chez Radiospares, revendus prix coûtant.

Pascal.

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Message par stephane 54 » lun. 21 11, 2005 01:11

Trés bon article Pascal.
Pourrais tu retirer qqs circuits imprimés nus et les vendre ?

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Message par pascal j » lun. 21 11, 2005 20:03

pas de problème, mais les circuits imprimés sont grands et ça coûte 50 euros pièce (prix coutant) , en double face trous non métallisés, + 5 euros de port.

contactez-moi directement par email (pascalpi1@aol.com) pour me retenir un circuit imprimé.

je lancerai une commande de 5 circuits imprimés demain, je les aurai courant décembre. attention je serai en Chine jusqu'au 17 je ne pourrai pas vous les réexpédier avant la veille de Noël, mais comme marqué dans l'article j'offre les LED 10mm comme cadeau de Noël :D

Pascal.

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Message par pascal j » lun. 16 01, 2006 21:14

voilà, j'ai enfin fait refaire quelques circuits imprimés de rabiot.

le prix a baissé, j'en ai fait faire 5 d'un coup, à 35 euros pièce + 2 euros de port en lettre simple.

si vous êtes intéressés, faites-moi signe !

Pascal.

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