Réparations de base sur électronique des flippers

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Leveeger
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Réparations de base sur électronique des flippers

Message par Leveeger » jeu. 19 01, 2017 09:45

Composants placés dans les flippers électroniques

Bien qu'il s'agisse d'électronique complexe dans les flippers modernes, microprocesseurs ou autres, les pannes sont en général faciles à régler. Le microprocesseur ou les circuits qui lui sont associés ne tombent en panne que rarement… Plus souvent, il s'agit d'un transistor de commande de bobine ou d'éclairage, ou encore d'une diode de protection. Ceux-ci sont facilement remplaçables et bon marché.

Diodes

Une diode est un composant ne conduisant l'électricité que dans un seul sens. Elles sont utilisées dans les flippers électroniques sur les bobines, placées en parallèle, pour éviter toute surtension liée à la coupure des bobines, qui pourrait endommager leurs transistors de commande. De nombreux jeux emploient aussi les diodes en série sur les ampoules et les contacts. Elles permettent de piloter de nombreux contacts ou ampoules avec peu de fils, pour ce qu'on appelle une "connexion matricielle".

Les diodes sont des composants simples. Seuls 2 fils s'y rattachent. Les diodes peuvent être facilement testées grâce à la fonction diode que l'on trouve sur la plupart des multimètres. Connecté dans un sens, le multimètre affiche une valeur donnée, et dans l'autre sens il n'affiche rien. Si votre multimètre n'a pas cette fonction, vous pourrez utiliser le calibre "résistance" le plus faible (ou le précédent).

Une diode peut être défectueuse de 2 manières: elle peut être "ouverte" ou être en "court-circuit". Si une diode est placée en parallèle sur une bobine et qu'elle devient "ouverte", il peut se produire des phénomènes étranges, comme des enregistrements de points supplémentaires, des crashs systèmes ou des redémarrages. Après quelques temps, le transistor de commande de la bobine finit par griller. Les bobines de batteur sont plus puissantes et ont une fréquence d'utilisation élevée. Il est possible que leurs diodes rompent leurs connexions à cause des vibrations. Même si la diode est intacte, elle ne peut fonctionner si l'un des fils est cassé. A priori, cela entraine des redémarrages lorsqu'on enclenche le bouton des batteurs. Si une diode de bobine entre en court-circuit, ce qui est inhabituel, le fusible du circuit des bobines grillera à chaque fois que la bobine sera enclenchée. Si vous détectez une diode en court-circuit, n'essayez pas d'actionner la bobine sans la diode, cela pourrait générer d'autres problèmes. Remplacez la diode et actionnez la bobine ensuite.

Si une diode montée en série sur une ampoule ou un contact devient ouverte, l'ampoule ou le contact correspond deviendra inopérant. Trouver la panne sera alors aisé. Si la diode entre en court-circuit, cela embrouillera la matrice d'éclairage ou de contacts. Certaines ampoules peuvent s'allumer alors qu'elles ne le devraient pas… Certains contacts peuvent sembler se fermer alors que d'autres contacts sont fermés. Diagnostiquer ces pannes est simple en utilisant le programme des tests embarqués, en vérifiant les ampoules ou les contacts, un par un. Consultez votre manuel de jeu…

Lorsque vous vérifiez les diodes au multimètre, mieux vaut déconnecter une extrémité de la diode. De cette manière, vous pourrez être sûr que les circuits environnants n'altéreront pas les lectures. Lorsque que vous vérifierez des diodes de contact montées en série; il suffit juste de s'assurer que le contact est ouvert, il n'y a pas besoin de déconnecter quoi que soit. Même chose pour les ampoules, retirer l'ampoule du culot suffit.

Les bobines, les ampoules et les contacts peuvent employer le même type de diodes. La plus courante et la moins cher est la diode 1N4007. Toutefois, certains jeux utilisent des diodes 1N4148 pour les contacts, plus petites et moins chères, mais qui ne sont pas assez puissantes pour les bobines et les ampoules. Il est plus pratique de ne conserver que des diodes 1N4007 à portée de main.
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Diodes1N4148 et 1N4007, et le symbole employé sur les schémas.
RBEF01.png (5.22 Kio) Vu 2510 fois
Le trait horizontal sur le symbole de la diode correspond au repère marqué physiquement sur la diode. Le courant ne peut traverser la diode que dans une seule direction, en direction de l'extrémité repérée. Les diodes sont utilisées dans les flippers comme dans les alimentations, pour rectifier le VAC en VDC, et sur les cartes logiques (électroniques) afin de diriger les niveaux logiques. Mais nous n'allons pas aborder ce sujet ici, car la maintenance dans ce domaine nécessaire une compréhension un peu plus large…


Transistors

Un transistor n'est pas plus compliqué qu'une diode. Il possède une extrémité supplémentaire, portant le total à 3. Les pattes des transistors sont identifiées E, B et C pour Emetteur, Base et Collecteur. Dans le mode des flippers, le transistor est pensé pour servir de contact/relais, où une petite quantité de courant (comme sur un relais-bobine), peut commander le passage d'un flux de courant bien plus élevé (partie interrupteur du relais). A savoir que lorsque le courant transite entre B et E, le transistor laisse passer un flux de courant plus élevé entre C et E. Lorsqu'il n'y a pas de courant entre B et E, le transistor est bloqué et aucun courant ne transite entre C et E.
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Transistors TIP36C, TIP122C et 2N5401, et symbole des transistors NPN.
RBEF02.png (19.2 Kio) Vu 2510 fois
Le composant qui tombe en panne le plus souvent est le transistor de commande des bobines. Le principe de ce type de commande fonctionne comme sur le schéma ci-dessous. Généralement les commandes de bobines sont à base de transistors Darlington NPN TIP122C. Le transistor Darlington est un assemblage de 2 transistors assemblés, en série, dans le même boitier, ce qui rend possible la commutation d'importantes quantités de courant à partir d'un faible courant de commande.
RBEF03.png
Commande des bobines dans un flipper.
RBEF03.png (2.93 Kio) Vu 2510 fois
Lorsque la patte B du transistor reçoit du courant à partir de la carte mère, le transistor conduit alors le courant qui se trouve entre le +50V et C (pour le mettre à la masse, en passant par E). Lorsque B n'est plus alimenté par la carte mère, le transistor bloque le courant et celui-ci ne traverse plus la bobine. Montée en parallèle sur la bobine, se trouve une diode de protection qui évite les pics d'effondrements magnétiques en retour, qui pourraient endommager le transistor.

Le schéma montre un transistor de type NPN, qui est généralement employé pour la commande des bobines. Mais, il y a également des transistors PNP, dont la polarité est inversée. Parfois, les transistors PNP sont employés pour commander les ampoules et les afficheurs, lorsqu'il y a besoin de commuter des tensions négatives. On peut déterminer le type de transistor grâce à son symbole sur le schéma. Pour les transistors NPN, la flèche sur la patte E pointe vers l'extérieur du transistor. Sur les PNP, la flèche pointe vers l'intérieur. Lorsqu'un transistor est remplacé, il faut qu'il soit du même type que celui qui était en place…

Le transistor connait les mêmes pannes que la diode, soit il devient "ouvert", soit il entre en "court-circuit". Souvent, les transistors haute-puissance, comme ceux de commande des bobines, entrent en court-circuit. Le symptôme de la panne étant, que la bobine reste activée en permanence. Une fois le transistor changé, la bobine généralement fonctionne, mais n'oubliez pas d'en vérifier la diode de protection… Les transistors de haute-puissance, comme les commandes d'afficheur plasma, deviennent généralement ouverts, ce qui fait apparaitre des chiffres ou des segments manquants.

Sur le schéma décrivant l'activation de la bobine, on peut voir que la bobine est "tirée" lorsque la patte C du transistor est mise à la masse. D'un autre côté, la patte C du transistor TIP122C est reliée à son boitier. Ainsi, si une bobine ne fonctionne pas, le diagnostic est facile à mettre en œuvre. Il suffira de relier la languette métallique du transistor à un point de masse à l'aide d'un fil (ou d'un cavalier filaire). Si la bobine est OK, elle s'actionnera. Ne gardez pas la bobine activée plus de quelques secondes. Le transistor sera probablement "ouvert" si la bobine ne fonctionne pas pendant la phase de jeu. Toutefois, si la bobine n'est pas "tirée" lorsque le transistor est mis à la masse, le problème pourra se trouver soit sur la bobine, le fusible ou le câblage, mais le transistor sera probablement OK. Si le fusible saute mais que la bobine ne s'active pas, la bobine ou sa diode peut être en court-circuit. Regardez si la bobine a l'air brûlée ou brunie… Si votre multimètre possède un calibre "résistance" suffisamment petit, vous pourrez vérifier la résistance de la bobine. La plupart des bobines a une résistance comprise entre 10 et 200 Ohms… Les bobines de batteur (côté haute tension) sont à environ 5 Ohms.

Un technicien de maintenance devrait toujours avoir sous la main des transistors TIP122C. Ceux-ci sont utilisés comme commande de bobine depuis le début de l'ère des flippers électroniques. Les jeux Bally, plus anciens, brûlent parfois un 2N5401 sur un afficheur. Ayez-en quelques-uns en réserve si vous devez intervenir sur des Bally… Les jeux WPC Fliptronic plus récent, commande les bobines de batteurs avec des TIP36C, mais ils ne tombent pas en panne très souvent. Les TIP122C peuvent être remplacés par des BDW93C.
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Re: Réparations de base sur électronique des flippers

Message par Leveeger » jeu. 19 01, 2017 09:47

Condensateurs

Sur les flippers, il n'y a principalement que 2 types de condensateurs: Electrolytiques et Céramiques. Les condensateurs électrolytiques sont utilisés dans les circuits d'alimentation pour filtrer les tensions après qu'elles aient été redressées. Ces derniers sont des cylindres plutôt imposants, dotés de 2 broches sur une extrémité (ou une broche sur chaque extrémité). La durée de vie de ces condensateurs dépend de leur qualité et de leur température d'utilisation. Elle varie entre 5 et 15 ans. En général, sur les anciens flippers électroniques, il est nécessaire de les remplacer. On les trouve souvent sur les cartes d'alimentation, mais les plus grands se trouvent fixés sur le côté latéral du fronton (Bally & Williams) ou sur la planche de fond de la caisse (Gottlieb).

Un condensateur est doté de 2 principaux paramètres: La tension et la capacité. Par exemple, le marquage sur le côté d'un condensateur électrolytique peut être: 6800 µF / 40 V. Celui-ci pourra être remplacé par un condensateur dont les valeurs seront égales ou supérieures. Il est OK de remplacer par une plus grande tension, par exemple 6800 µF / 100 V. Par contre, la capacité pourra être plus importante, mais pas trop… Dans ce cas 8200 µF sera probablement OK, mais 10.000 µF sera trop. Une trop grande capacité dans les circuits d'alimentation tirera beaucoup de courant à la mise sous tension, ce qui peut faire sauter le fusible. Lorsqu'un condensateur électrolytique prend de l'âge, sa capacité se réduit et sa résistance interne s'accroit. A partir d'un certain moment, il ne filtrera plus suffisamment la tension… Et on pourra le constater via les afficheurs qui clignoteront, les fonctionnements erratiques ou les redémarrages inattendus. Parfois, le jeu pourra même être long à démarrer…

Il est possible de vérifier rapidement les condensateurs électrolytiques des alimentations en mesurant la tension d'ondulation. Il s'agit du VAC présent sur le condensateur. La plupart des multimètres numériques sont adaptés à ce type de mesure. Ils devraient être capables de distinguer le VAC du VDC. Vous pourrez faire cette vérification en réglant votre multimètre sur VAC sur le calibre équivalent à une pile… Si le lecteur affiche 0 VAC, il peut être utilisé pour vérifier les tensions d'ondulation. D'abord, mesurez la tension de capacité en VDC, une fois le jeu mis sous tension. Puis réglez le multimètre sur VAC et mesurez la tension alternative du condensateur. La valeur en VAC devrait n'être au maximum que 20% de la tension VDC; Par exemple, s'il y a 20 VDC, vous devriez trouver moins de 4 VAC. Si l'ondulation est plus importante, alors le condensateur a séché et devrait être remplacé. Cette procédure ne fonctionne que sur les condensateurs de filtrage, elle ne peut être employée sur des condensateurs destinés à d'autres utilisations, comme les condensateurs en séries des HP sur les cartes sons…

Les condensateurs céramiques sont utilisés sur les cartes logiques afin de réduire les parasites sur les lignes de tensions. De plus, les anciens Bally possèdent des condensateurs de 0.1 µF reliés à la plupart des contacts des plateaux. Lorsque vous rencontrez une vieux Bally qui tilte en permanence ou qui score des points erratiquement, suspectez ces condensateurs… Ils peuvent être remplacés, mais ce n'est généralement pas nécessaire, aussi pouvez-vous tout simplement les retirer.

Les flippers électroniques les plus anciens ont des contacts EOS, sur leurs batteurs, équipés de condensateurs céramiques compris entre 1 et 3 µF, afin de réduire l'étincelage… Ils sont affectés par les vibrations et les fils qui y sont reliés cassent… Si vous percevez de grandes étincelles bleues sous le plateau, suspectez ces condensateurs. Il peut être avisé de placer des élastiques sur les broches de tels condensateurs afin de réduire les vibrations.
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Re: Réparations de base sur électronique des flippers

Message par Leveeger » jeu. 19 01, 2017 09:53

Réparations sur cartes logiques

Remplacement d'une puce:

Repérer une puce défectueuse sur un circuit imprimé ne représente que la moitié de la réparation… Car il faut la remplacer… Et bien sûr, de telle sorte qu'aucun dommage ne soit perpétré sur la carte. Les cartes double-faces demandent précision et compétence. Une chaleur excessive ou un maniement trop brutal et les pistes sur le circuit peut être arrachées ou les vias peuvent être endommagés.
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RBEF04.png (210.07 Kio) Vu 2508 fois
Cette carte ne provient pas d'un flipper, mais elle sert à titre d'exemple… Imaginons qu'une des puces doive être changée. Avant d'attaquer les réparations sur la carte, vérifiez votre table de travail (établi). Ne travaillez pas sur un établi dont le revêtement est en plastique. La plupart des composants électroniques sont sensibles à l'électricité statique. Entrez en contact avec la masse de la carte avant de toucher les autres composants. Evitez toute manipulation inutile. Ne portez pas de vêtements synthétiques générant de l'électricité statique. Ne laissez pas votre chat approchez les cartes ou les puces…
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Le composant défectueux doit ensuite être déposé… C'est là que de la tresse ou une pompe à dessouder peut s'avérer utile… Mais le problème est qu'il est difficile de retirer toute la soudure des vias… Les pattes des puces restent partiellement soudées lorsqu'on essaie de retirer la puce. Et cela peut arracher les pistes ou les perçages de la carte…
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RBEF07.png (79.82 Kio) Vu 2508 fois
La pompe à dessouder est un bon outil pour déposer les composants qui ont peu de pattes, mais aussi pour nettoyer les perçages après la dépose du composant. Et c'est encore mieux si vous fixez un petit bout de tuyau en silicone sur le nez de la pompe. Comme le silicone résiste à la chaleur et peut être plaqué contre sur la pointe du fer à souder, cela permet une bonne aspiration de la soudure liquéfiée.
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RBEF09.png (118.26 Kio) Vu 2508 fois
Comme le composant que nous voulons changer est déjà cassé, aucun souci pour lui couper les pattes. Prenez une pince coupante. Coupez les pattes au ras du boitier. De cette manière, le corps de la puce n'entravera plus vos mouvements. Il sera ensuite aisé de retirer les pattes une par une, à l'aide d'une pince à bec et du fer à souder.
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RBEF10.png (184.49 Kio) Vu 2508 fois
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Re: Réparations de base sur électronique des flippers

Message par Leveeger » jeu. 19 01, 2017 09:56

Chauffer chaque patte avec le fer à souder, et retirez-la avec une pince à épiler ou une pince à bec.
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RBEF11.png (290.31 Kio) Vu 2508 fois
La puce et ses pattes ont été retirées sans trop d'efforts. Toutes les pistes et perçages doivent encore être nettoyés. C'est là que la tresse ou la pompe à dessouder s'avère utile.
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RBEF12.png (190.09 Kio) Vu 2508 fois
Pressez doucement la tresse sur le perçage et apposez-y le fer à souder. La soudure fondra et sera aspirée par la tresse. Une pompe à dessouder marche tout aussi bien, en particulier si elle est équipée du petit tuyau en silicone comme décrit plus haut…
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RBEF13.png (252.51 Kio) Vu 2508 fois
Une fois tous les perçages nettoyés, installez un support de bonne qualité sur l'emplacement. Bien sûr, si vous êtes certain que la puce ne tombera jamais plus en panne, laissez tomber le support et soudez directement la puce sur le circuit imprimé… Mais si le composant a été défaillant une fois, cela peut arriver une autre fois… Si vous placez un support, le changement de la puce se fera en un éclair… La qualité du support est essentielle, car l'environnement dans un flipper est éprouvant pour l'électronique… Vous n'aimeriez pas que les vibrations fassent tomber la puce de son support… Plutôt que de stocker des supports de différentes dimensions, nous préférons acheter des supports en barrettes. Il est ainsi possible de les couper à la taille nécessaire, au besoin.
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RBEF14.png (213.8 Kio) Vu 2508 fois
Parfois, réaliser un diagnostic est si difficile que vous ne parvenez pas à trouver avec certitude la puce défaillante. Et ce composant est rare ou couteux, il peut être appréciable de le retirer en un seul morceau afin de pouvoir le réutiliser. De même, si vous souhaitez déposer des puces de cartes HS (en mauvais état ou bonne pour le rebus) pour vous constituer un stock de rechange, il est évident qu'on ne peut pas couper les pattes. Pour ce faire, un décapeur thermique est tout à fait adapté. En chauffant l'envers de la carte, les puces seront désolidarisées en quelques secondes. Préférez un décapeur avec thermostat. Un air trop chaud peut faire brunir ou brûler le circuit imprimé et également endommager les composants. Entrainez-vous tout d'abord sur des cartes rebutées.
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Re: Réparations de base sur électronique des flippers

Message par Leveeger » jeu. 19 01, 2017 10:02

Effectuer une réparation:

Bon… Et si malgré toutes vos précautions la carte est endommagée? Ou, que faire si vous devez réparer une carte où M. Je-sais-tout (et a 2 mains gauches) est intervenu? Si des pistes sont cassées et des perçages abîmés? Heureusement, la situation n'est pas toujours désespérée…
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RBEF15.png (402.03 Kio) Vu 2506 fois
Cette carte Gottlieb/Premier d'un System80B comporte 2 RIOTs 6532 qui ont été remplacés. Lors de l'opération M. Je-sais-tout a cassé plusieurs pistes et tenté une réparation avec des fils, comme on peut le voir sur la photo. La carte ne fonctionne toujours pas, alors, peut-être que le problème initial se trouvait ailleurs ou qu'il y a encore une piste défectueuse.
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RBEF16.png (338.58 Kio) Vu 2506 fois
Les puces sont donc déposées à l'aide d'un décapeur thermique, car elles deviennent rares… Une fois que c'est fait, la carte ne semble pas en si mauvais état après tout…
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RBEF17.png (404.35 Kio) Vu 2506 fois
En rétroéclairant la carte, la vérité apparait… De nombreuses pistes sont cassées. Parfois même manque-t-il de longs morceaux, par-ci, par-là… Toutefois, la carte reste simple et nous avons les schémas…
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RBEF18.png (381.59 Kio) Vu 2506 fois
Nous avons soudé du fil fin sur la carte pour réparer les pistes cassées. Il faut gratter le vernis pour dénuder les pistes et permettre ainsi le soudage. A présent, des supports pour les puces sont devenus indispensables… Le circuit imprimé ne supportera pas une 3ème dépose pour ces puces. Un des supports a déjà été placé. Comme la plupart des perçages ont perdu les vias, les supports devront être soudés sur les 2 faces… Cela nécessite un peu de soudure et des nerfs d'aciers.
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RBEF19.png (455.16 Kio) Vu 2506 fois
De la colle "à chaud" est placée sur les fils qui ont été ajoutés afin de leur éviter de bouger et de prendre du jeu. Les puces sont à présent en place, et à l'aide des schémas, nous avons testé la continuité entre les pattes de chaque RIOT et aux logements auxquels elles doivent être raccordées. Cela permet de s'assurer que les réparations sont effectives. Tout semble à présent OK. Nous installons une PROM de test et regardons ce qui se passe. Tout fonctionne. Nous sommes sûrs qu'elle fonctionnera dans un jeu… C'est ce que testera le propriétaire de la carte.
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RBEF20.png (258.63 Kio) Vu 2506 fois
En regardant attentivement, on peut remarquer qu'une des puces est montée sur un empilage de support. Les pattes de la puce ont été coupées un peu court et nous n'étions pas sûr qu'elle reste positionnée dans son support. Aussi, nous avons soudé la puce sur un support que nous avons emboité sur le support soudé sur le circuit imprimé.

Voili-voilou...
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