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Contrôle et Réparation de la CPU

Contrôle initial de la CPU

Il y a plusieurs choses à examiner lorsqu’on essaye de réparer une carte CPU d’origine de Gottlieb System 1.

Tout d’abord, est-ce qu’il y a des traces de corrosion sur la CPU, dues à des fuites acides de la batterie ? Si oui, ce n’est pas la peine de continuer sans avoir d’abord réparé ça ; pour cela allez voir ici : Remplacement des batteries et traitement de la corrosion (Reset et horloge sur carte CPU). La corrosion doit absolument être enlevée et neutralisée, toutes les pistes coupées doivent être réparées et tous les composants attaqués doivent être remplacés. En particulier, cela risque d’être un problème autour des puces Z6 / Z7 (à droite de la batterie) et des puces Z8 / Z28 (à gauche de la batterie).

Ce n’est pas la peine de vous fatiguer à travailler sur une CPU tant qu’elle est touchée par la corrosion. Lorsque chaque composant douteux aura été remplacé, utilisez un multimètre en mode « test de continuité » et contrôlez toutes les pistes concernées sur la carte. Une piste coupée, même une seule, même une toute petite, peut à coup sûr empêcher une carte CPU de fonctionner.

Deuxièmement, mesurez-vous bien une tension comprise entre 4,95 et 5,20 volts DC (courant continu) sur la carte CPU ? Le meilleur endroit pour faire la mesure est sur le condensateur C16 (sur la gauche de la carte, tout près du connecteur d’alimentation J1, c’est le condo du haut). Mesurez-vous bien -12 volts DC (courant continu) sur la CPU ? Le meilleur endroit pour faire la mesure est sur le condensateur C17 (situé juste sous C16) près du connecteur d’alimentation J1. Le flipper ne pourra absolument pas démarrer sans les 2 tensions +5 et -12 volts.

Une fois les 2 voltages décrits ci-dessus contrôlés OK, contrôlez les afficheurs. Est-ce qu’ils s’allument immédiatement après la mise sous tension, et « font des vagues » ? Si c’est le cas, il y a un problème avec le contact du Slam tilt qui doit être normalement fermé. La carte CPU devrait être modifiée pour que le contact (inutile) de Slam tilt ne crée plus de panne (Régler définitivement le problème lié au tilt porte (si tous les afficheurs sont à "0" à la mise sous tension) pour les détails pratiques à ce sujet).

Enfin, est-ce que les afficheurs s’allument 5 secondes après la mise sous tension du flipper ? Ils devraient, car c’est la séquence normale de démarrage. Si ce n’est pas le cas, alors la CPU est « bloquée ». Si la carte CPU allume les afficheurs 5 secondes après la mise sous tension, c’est bon signe : la carte essaye au moins de s’initialiser.

Positionnez les DIP switches (micro-interrupteurs) de la carte CPU comme cela :

  • DIP 1-8=off (une pièce, un crédit).
  • DIP 9=on (3 billes par partie).
  • DIP 10=on (loterie activée).
  • DIP 11=on (partie gratuite plutôt que extra balle).
  • DIP 12=on (un tilt fait perdre seulement la bille en jeu).
  • DIP 13=on (affiche le nombre de crédits).
  • DIP 14=on (joue un son quand la partie débute).
  • DIP 17,18=on (maximum 15 crédits).
  • DIP 20=on (xylo/son quand des points sont réalisés).
  • DIP 21=on (affiche le plus haut score).
  • DIP 22=on (donne 3 crédits quand le plus haut score est battu).
  • DIP 23=on (joue un son quand une pièce est introduite).

Placer les DIP switches dans ces positions facilitera un peu les recherches de pannes d’une carte à une autre.

Démarrer la carte CPU sur un banc de test

Arrivé ici, il sera plus facile de diagnostiquer et réparer les pannes de la CPU sur un banc de test (plutôt que dans le flipper). La meilleure façon de fabriquer son propre banc de test est d’utiliser une alimentation d’ordinateur. Les seules tensions nécessaires pour démarrer la carte CPU sont +5 et -12 volts DC (courant continu). N’importe quelle alimentation d’ordinateur PC fournissant ces tensions conviendra parfaitement. Connectez l’alimentation au connecteur d’alimentation J1 sur la CPU (c’est le connecteur situé à gauche de la carte), de la façon suivante :

  • A1J1 broche 1 (la broche la plus basse) : non utilisée.
  • A1J1 broche 2: -12 volts DC (courant continu)
  • A1J1 broche 3: terre (=masse)
  • A1J1 broche 4: terre (=masse)
  • A1J1 broche 5: +5 volts DC (courant continu)
  • A1J1 broche 6 (la broche la plus haute) : +5 volts DC (courant continu)

Une autre façon (peut-être encore plus simple) d’alimenter la carte CPU avec les tensions venant de l’alimentation de PC est d’utiliser les condensateurs C16 (le plus en haut) et C17 (sous C16) qui se trouvent juste à côté du connecteur d’alimentation J1, comme ceci :

  • C16 condo du haut, patte du haut : brancher le +5 volts DC (courant continu)
  • C16 patte du bas : brancher la terre (=masse)
  • C17 condo du bas, patte du bas : brancher le -12 volts DC (courant continu)

Maintenant, un nouveau problème à surmonter vient des afficheurs, ou plutôt de l’absence des afficheurs. Vu qu’on ne peut pas utiliser d’afficheur sur le banc de test, nous avons besoin de quelque chose pour nous indiquer que la carte CPU est bien en train de s’initialiser. Quand elle est installée dans un flipper c’est facile, on le met sous tension, on attend 5 secondes, et là les afficheurs s’allument (indiquant une séquence d’initialisation correcte). Mais sur le banc de test, c’est impossible.

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A la place, on va utiliser une LED (diode électroluminescente) et une résistance connectés à la patte 15 de la puce Z16 (c’est la puce la plus en haut à droite de la carte CPU). Prenez simplement une LED et connectez son côté plat à une résistance de 330 ohm, ¼ watt. Connectez ensuite l’autre patte de la résistance à la masse (patte 8 de Z16). Connectez la patte restée libre de la LED (sur son côté rond, pour ceux qui suivent) à la patte 15 de Z16. Maintenant, quand la carte CPU sera mise sous tension, après un délai de 5 secondes, la LED devrait s’allumer (comme un afficheur miniature). Si nous pouvons obtenir de la CPU qu’elle allume cette LED après un délai de 5 secondes, ce sera notre indication que la CPU « démarre ». Si c’est le cas, vous pouvez sauter directement à l’étape [b]Tester les puces Buffers et Spiders[/b] un peu plus loin dans cette page.

CPU bloquée : étapes suivantes.

La carte CPU est complètement muette, sans aucune activité des afficheurs après 5 secondes de mise sous tension. Coupez le courant, et préparez-vous à tester quelques tensions sur les connecteurs de test TC1 et TC2. TC1 est la prise verticale blanche située sur la gauche de la carte CPU. TC2 est la prise verticale blanche située au milieu de la CPU. Sur les deux prises TC1 et TC2, la broche 1 est celle située tout en haut.

Circuit de Reset:

Le circuit de Reset maintient le processeur inactif pour une période de temps donnée, jusqu’à ce que le +5 volts soit stabilisé. Si le processeur n’est jamais averti par le circuit de Reset qu’il peut démarrer, la carte ne commencera jamais son initialisation.

Prenez la mesure à la patte 14 de TC1, et mettez la carte CPU sous tension. On doit voir immédiatement -12 volts à la mise sous tension. Cela va rapidement changer pour une mesure de +5 volts après environ ½ seconde. C’est le signal RESET. Un autre emplacement pour tester le signal RESET est situé aux pattes 7 et 9 de la puce Z2 (les deux doivent passer à +5 volts environ une seconde après la mise sous tension).

Si le Reset ne fonctionne pas et ne passe pas à +5 volts, le mieux est de remplacer les transistors Q5 et Q6 (de type MPS-A70) dans le circuit de Reset.

Si le Reset continue à ne pas passer de -12 à +5 volts, changez la puce Z2 (CMOS 4528). Toujours pas ? Contrôlez ou remplacez les condensateurs C31 et C32 (0,1 µF, ils tombent parfois en panne).

Notez au passage que le bouton « reset » installé sur la carte CPU n’a rien à voir avec le signal de Reset (le bouton ne sert qu’à réinitialiser les valeurs de réglage et les compteurs d’audit).

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Gottlieb a rectifié le circuit de Reset pendant la production des System1. La nouvelle version fournit un Reset plus long et s’assure que la RAM CMOS est verrouillée rapidement à la mise hors tension. Les cartes plus anciennes peuvent être mises à jour si besoin, en suivant la procédure ci-dessous :

  • R159 : remplacer 2,7 meg par une 3,9 meg ohms
  • R160 : supprimer.
  • R161 : remplacer 27 k par une 43 k-ohms
  • R162 : remplacer 6,8 k par une 2 k-ohms
  • R163 : remplacer 27 k par une 6,8 k-ohms

Circuit d’horloge.

Les prochains éléments à contrôler sont les signaux d’horloge. Le circuit d’horloge fournit la base de temps dont le processeur a besoin pour fonctionner. C’est fourni par le quartz de la carte CPU et par la puce Spider U1.

Note : les puces dites « Spider » sont les circuits intégrés U1 à U6, comportant 2 x 21 pattes disposées en quinconce. Comme elles ressemblent à des araignées (c’est bien connu, les araignées ont 42 pattes), elles portent le gentil surnom de Spiders. Nous conserverons ce nom dans ce chapitre. (ndt)

Contrôlez les broches 11 et 12 de TC2, à l’aide d’un oscilloscope ou d’une sonde logique : il devrait y avoir un signal pulsant. Contrôlez également les pattes du quartz, le même signal doit être présent sur les deux pattes. Si vous ne disposez pas d’un oscillo, utilisez un multimètre en mode « tension continue ». Il doit indiquer 2,8 volts sur TC2 broche 11, et 2,9 volts sur TC2 broche 12. La mesure sur la patte en haut du quartz doit fournir 0,3 volts, et 0,9 volts sur la patte du bas. S’il n’y a pas de signal d’horloge, il y a un problème avec la puce Spider Rockwell U1, et l’histoire se termine ici (mauvaise nouvelle : les puces Spider sont obsolètes et introuvables). La seule option est d’acheter une nouvelle carte Ni-Wumpf ou mieux encore – cocorico ! – une carte CPU de Pascal Janin. Bon, il reste un petit espoir que le quartz (situé au dessus du connecteur d’alim J1) soit mauvais, mais c’est peu probable (mais bon, ça arrive). Si vous devez le changer, le quartz Y1 est à une fréquence de 3,579 MHz.

Activité des lignes Données/Adresses.

Maintenant que nous avons un Reset et un circuit d’horloge, nous allons contrôler l’activité des lignes d’adresses et de données. On les trouve sur les broches 1 à 13 de TC1. Utilisez un oscilloscope ou une sonde logique pour observer les signaux pulsants présents. S’il n’y en a pas, le(s) puce(s) Spider Rockwell est(sont) mauvaise(s), et à nouveau l’histoire s’arrête ici (achetez une carte CPU Ni-Wumpf ou de Pascal Janin). Si un signal pulsant est observé sur TC1 broches 1-13, il est temps de passer à l’étape suivante.

LED d’affichage allumée ?

Arrivés ici, la carte CPU devrait s’initialiser sur le banc de test. Cela peut être confirmé par l’allumage de la LED que nous avons ajoutée pour simuler la présence des afficheurs. Avec le contact de Slam désactivé, il doit y avoir un délai de 5 secondes après la mise sous tension, puis allumage de la LED. Si c’est le cas, nous pouvons maintenant passer aux tests des puces Spider et des puces buffers. Si la LED ne s’allume pas, et que tous les tests préalables étaient passés OK, il est temps d’aller acheter une carte CPU Ni-Wumpf ou de Pascal Janin …

Tester les puces Buffers I/O et Spiders.

Afin de vérifier les puces buffers (tampons), nous allons activer leurs entrées, et regarder s’il y a une réponse correspondante sur leurs sorties. Les puces buffers sont Z29 (7405) et Z27, les deux situées à droite sous les DIP switches (micro-interrupteurs). Il y a aussi Z9 (7405) et Z8 (7404), situées toutes deux en bas à gauche de la carte CPU. Utilisez une pince crocodile connectée à la masse pour activer les entrées du buffer, ce qui déclenchera les sorties du buffer. Une sonde logique est la plus adaptée pour vérifier les sorties, mais un multimètre en mode « tension continue » peut aussi être utilisé.

  • Mettre à la masse Z29 patte 1 (entrée) et vérifier la patte 2 (sortie)
  • Mettre à la masse Z29 patte 5 (entrée) et vérifier la patte 6 (sortie)
  • Mettre à la masse Z29 patte 11 (entrée) et vérifier la patte 10 (sortie)
  • Mettre à la masse Z29 patte 9 (entrée) et vérifier la patte 8 (sortie)

⇒ Toutes les sorties doivent indiquer +5 volts DC.

  • Mettre à la masse Z27 patte 1 (entrée) et vérifier la patte 2 (sortie)
  • Mettre à la masse Z27 patte 3 (entrée) et vérifier la patte 4 (sortie)
  • Mettre à la masse Z27 patte 5 (entrée) et vérifier la patte 6 (sortie)
  • Mettre à la masse Z27 patte 9 (entrée) et vérifier la patte 8 (sortie)
  • Mettre à la masse Z27 patte 11 (entrée) et vérifier la patte 10 (sortie)
  • Mettre à la masse Z27 patte 13 (entrée) et vérifier la patte 12 (sortie)

⇒ Toutes les sorties doivent indiquer +5 volts DC.

Retours de la matrice de contacts :

  • Mettre à la masse Z9 patte 1 (entrée) et vérifier la patte 2 (sortie)
  • Mettre à la masse Z9 patte 3 (entrée) et vérifier la patte 4 (sortie)
  • Mettre à la masse Z9 patte 5 (entrée) et vérifier la patte 6 (sortie)
  • Mettre à la masse Z9 patte 9 (entrée) et vérifier la patte 8 (sortie)
  • Mettre à la masse Z9 patte 11 (entrée) et vérifier la patte 10 (sortie)
  • Mettre à la masse Z9 patte 13 (entrée) et vérifier la patte 12 (sortie)

⇒ Toutes les sorties doivent indiquer +5 volts DC.

Retours de la matrice de contacts :

  • Mettre à la masse Z28 patte 3 (entrée) et vérifier la patte 4 (sortie)
  • Mettre à la masse Z28 patte 11 (entrée) et vérifier la patte 10 (sortie)

⇒ Toutes les sorties doivent indiquer +5 volts DC.

Si une des entrées est mise à la masse et que sa sortie correspondante ne répond pas (en passant à +5 volts DC), alors la puce est mauvaise.

Signaux (strobe) de la matrice de contacts.

Il est préférable d’utiliser un oscillo ou une sonde logique pour ces tests :

  • Z8 patte 1 / 2 = Strobe0 : les deux pattes pulsent
  • Z8 patte 3 / 4 = Strobe1 : les deux pattes pulsent
  • Z8 patte 5 / 6 = Strobe2 : les deux pattes pulsent
  • Z8 patte 9 / 8 = Strobe3 : les deux pattes pulsent
  • Z8 patte 11/10 = Strobe4 : les deux pattes pulsent
  • Z8 patte 13/12 = Strobe5 : les deux pattes pulsent (non utilisés dans les System1)

Si la sonde montre un signal pulsant seulement sur l’entrée du 7404 Z8 (première patte listée ci-dessus) et pas sur la patte de sortie, alors la puce Z8 (7404) est mauvaise. Si aucune pulsation n’est observée sur l’entrée de la puce Z8, alors c’est la puce Spider U5 qui est mauvaise, et l’histoire s’arrête ici (et donc : Ni-Wumpf ou Pascal Janin, comme déjà dit plus haut. P… d'araignées).

Maintenant nous pouvons tester les puces buffers de bobines situés en Z6 et Z7 (7417). Z6 est placée juste au dessus du connecteur J5, et Z7 à droite de Z6. La puce Spider U4 envoie des signaux aux buffers Z6/Z7, qui envoient les signaux aux transistors Q25 à Q32 de la carte driver, qui eux-mêmes activent les bobines contrôlées par la CPU.

Avec la carte CPU sous tension, connectez une pince crocodile d’un côté au +5 volts (la borne positive/en haut du condensateur C16 sur la CPU). Avec l’autre côté, touchez les pattes des entrées de Z6 (une à la fois !) avec le +5 volts, et observez les pattes de sortie :

  • +5v sur Z6 patte 1 (entrée) et vérifiez la patte 2 (sortie)
  • +5v sur Z6 patte 3 (entrée) et vérifiez la patte 4 (sortie)
  • +5v sur Z6 patte 5 (entrée) et vérifiez la patte 6 (sortie)
  • +5v sur Z6 patte 9 (entrée) et vérifiez la patte 8 (sortie)
  • +5v sur Z6 patte 11 (entrée) et vérifiez la patte 10 (sortie)
  • +5v sur Z6 patte 13 (entrée) et vérifiez la patte 12 (sortie)
  • +5v sur Z7 patte 1 (entrée) et vérifiez la patte 2 (sortie)
  • +5v sur Z7 patte 3 (entrée) et vérifiez la patte 4 (sortie)

Maintenant que les puces buffers de bobines sont testées, nous avons besoin d’une méthode pour tester la puce Spider U4 (qui envoie les signaux de bobines à Z6/Z7). Il est impossible de contrôler toutes les sorties de U4 sur le banc de test, mais nous pouvons en contrôler certaines. Si la puce U4 fonctionne bien pour celles que nous pouvons contrôler, on peut espérer qu’elle est probablement OK pour le reste.

Nous pouvons utiliser la fonctionnalité « jouer un son » du flipper, qui se déclenche à la fermeture d’un contact du monnayeur quand on insère une pièce (assurez-vous d’abord que le DIP switch 23 est bien positionné sur « on »). Si nous pouvons simuler le passage d’une pièce dans le monnayeur, la puce Spider U4 enverra un signal à la puce Z6, activant ainsi les 3 bobines du xylophone (ou les bascules de la carte son). Nous pourrons voir ça avec une sonde logique ou un oscillo placé sur la puce Z6.

Pour simuler la fermeture d’un contact de monnayeur, utilisez un fil que vous allez connecter à la puce Z8 patte 4. Avec l’autre côté du fil, touchez brièvement la puce Z9 patte 1. Cela simule le passage d’une pièce en connectant momentanément la matrice de contact de Strobe1 à Retour0. Avec une sonde logique, vérifiez les pattes de la puce Buffer de bobine Z6 qui doivent être activées par U4, comme décrit ci-dessous :

  • Z6 patte 5 (xylo 10 points).
  • Z6 patte 9 (xylo 100 points).
  • Z6 patte 11 (xylo 1000 points).

Vous devriez voir les pattes ci-dessus passer à l’état haut (+5 volts) lorsque la fermeture du contact pièce est simulée. Si un des pattes ci-dessus ne passe pas à l’état haut, alors la puce Spider U4 est mauvaise. Dans la mesure où il n’existe aucun composant de remplacement de U4, la CPU est morte est doit être remplacée (Ni-Wumpf / Pascal).

La seule chose que nous n’avons pas testée sur le banc est la puce Spider U6, et les puces Z16/Z17 (7448) qui contrôlent les afficheurs. Cette puce Spider tombe rarement en panne, et il est très facile de tester les afficheurs en utilisant les auto-tests de diagnostic du flipper. Aucune raison donc pour faire ces tests sur le banc.


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flipper_gottlieb_system_1_reparer_cpu.txt · Dernière modification: 2019/05/24 21:11 (modification externe)