Avec l'aimable autorisation de Tuukka Kalliokoski pour traduire ses pages :
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Les composants dans les flippers électroniques
Bien que l’électronique présente dans les flippers modernes soit assez compliquée, microprocesseurs et circuits intégrés, la plupart des pannes peuvent être facilement résolues. Le microprocesseur lui-même ou ses circuits annexes tombent rarement en panne. Généralement c’est un transistor de bobine ou de lampe qui grille sur le driver ou une diode de protection sur un solénoïde, ils sont facilement remplaçables et peu chers.
Les Diodes
Une diode est un composant qui conduit l’électricité que dans un seul sens. Elles sont utilisées dans les flippers électroniques , connectées en parallèle sur chaque solénoïdes pour supprimer l’apparition d’une pointe de tension inverse qui apparaît au moment où la bobine est éteinte et qui pourrait endommager le transistor qui la pilote. La plupart des constructeurs utilisent les diodes en série pour connecter lampes et contacts . Elles rendent possible le pilotage de nombreuses lampes ou contacts avec peu de connections , c’est ce qu’on appelle la matriçage (Matrix) .
La diode est un composant simple. Elle possède deux pattes. Les diodes peuvent être facilement testées à l’aide d’un multimètre en position « diode ». Les pointes de test appliquées dans un sens sur la diode donne une certaine valeur ( pointe noire vers l’anneau , pointe rouge à l’opposé) , en inversant leur sens, elle se comporte comme si elle n’était pas connectée ( le côté anneau stoppe la tension). Si votre multimètre ne possède pas de mode « diode » utilisez le mode Ohmmètre (résistance) dans la position la plus faible puis dans la suivante si cela ne fonctionne pas pour faire la même opération.
Une diode peut griller de deux façons ; Soit elle est « coupée » soit elle est en « court-circuit ». Si une diode en parallèle sur un solénoïde est coupée, le flipper se comporte étrangement : extra score, le jeu se bloque ou reset. Après un certain temps le transistor qui pilote la bobine grille. Les solénoïdes des flippers sont résistants car ils fonctionnent souvent. Il arrive que les diodes fixées sur les bobines de flippers avec les vibrations cassent une de leurs pattes. Bien que la diode soit intacte elle ne sert à rien. Généralement quand vous flippez le jeu se « reset » tout seul. Si la diode se met en court-circuit, ce qui est inhabituel, le fusible correspondant sautera à chaque fois que la bobine sera alimentée. Si la diode est bien en court-circuit retirez-la , ne faites pas fonctionner votre solénoïde , cela peut créer d’autres problèmes !. Remplacez la diode et essayez votre bobine ensuite.
Si une diode est « coupée » en série avec une lampe ou un contact, ces derniers deviennent inopérants et ne sont pas reconnus par la cpu. Trouver la panne est alors très facile. Si la diode est en court-circuit, la gestion de la Matrice des lampes ou des contacts devient embrouillée. Des lampes s’allument quand elles ne devraient pas le faire, des contacts se ferment en même temps que celui où est passé la bille. Il est facile de diagnostiquer ces pannes avec le programme de test du jeu, en vérifiant par étape, chaque lampe ou contact. Reportez vous à votre manuel du flipper.
Quand vous vérifiez une diode avec un multimètre, vous devez d’abord dessouder une patte de cette diode. Ainsi vous êtes sûr que vos mesures ne seront pas faussées par le circuit adjoint (solénoïdes, lampes etc.…) Lorsque vous vérifiez un contact en série avec une diode assurez-vous que ce dernier est en position ouverte (open) dans ce cas vous n’avez rien à dessouder. Procédez de même pour les lampes et prenez soin que l’ampoule ait été retiré de sa douille.
Les solénoïdes, les lampes et les contacts peuvent utiliser le même type de diode. La diode 1N4007 est généralisée et bon marché. D’autres appareils utilisent la 1N4148 pour les contacts, plus petite et meilleur marché, mais elles ne sont pas assez fortes et ne conviennent pas pour les bobines et les lampes. Ayez toujours des1N4007 sous la main.
Les diodes 1N4148 et 1N4007 et leur symbole électronique
Les symboles électroniques des diodes comportent toujours une ligne droite qui représente l’anneau qui se trouve sur un côté du composant. Le courant dans la diode ne peut circuler que dans un sens : au travers du composant vers l’anneau .
Les flippers électroniques utilisent aussi les diodes dans leurs alimentations, redressant le courant AC (alternatif) en DC (continu) mais aussi dans les circuits digitaux pour ajuster les niveaux logiques. La compréhension de ce dernier processus étant assez compliqué à saisir les applications ne seront pas développées ici.
Transistor
Un transistor n’est pas plus compliqué qu’une diode. Il possède une patte de plus soit trois au total. Ces pattes sont appelées E pour émetteur, B pour base et C pour collecteur. Dans les flippers , le transistor peut être comparé à un relais contact, où un petit courant ( bobine du relais) peut contrôler de plus gros courant (relais contact). A savoir, quand un courant circule de B en E, le transistor commande un courant plus fort circulant de C vers E. Lorsqu’il n y a pas de courant circulant de B vers E, le transistor est dit « bloqué » et aucun courant ne circule entre C et E.
Les transistors TIP36C, TIP122C et 2N5401 et le symbole électronique du NPN
La pièce la plus fragile généralement est le transistor qui pilote le solénoïde. Le principe de fonctionnement de la bobine est décrit dans l’image suivante . Les transistors qui pilotent les solénoïdes sont des Darlingtons des TIP 122C. Un transistor Darlington est en fait deux transistors connectés en série dans un même boîtier. Ceci rend possible qu’un petit courant de contrôle peut commuter une grosse quantité de courant.
Le contrôle d’un solénoïde
Quand la base du transistor reçoit une tension de la CPU , le transistor commence à conduire et la bobine qui est branchée entre le collecteur et le +50V prend la pleine puissance. Quand la CPU coupe la tension sur la base, le transistor est bloqué et il ne circule aucun courant dans le solénoïde. Une diode de protection est en parallèle sur la bobine pour empêcher le pic de tension d’endommager le transistor.
L’image montre un transistor de type NPN, qui est généralement utilisé pour piloter les solénoïdes. Il existe aussi des transistors de type PNP, qui ont leurs polarités inversées. Parfois les transistors PNP sont utilisés pour contrôler les lampes et les afficheurs dans les cas où on a besoin de commuter des tensions négatives. Le type de transistor est déterminé par son symbole électronique. Dans le cas des transistors NPN, la flèche présente sur E (l’émetteur) est pointé vers l’extérieur pour les PNP elle est pointée vers l’intérieur. Quand vous remplacez des transistors, ils doivent être similaire au type présent ( même références ou équivalents).
Un transistor peut griller comme une diode et de la même façon ; coupé ou court-circuité. Souvent les transistors de puissance sont court-circuités. On détecte la panne en constatant que la bobine est appelée en permanence jusqu’à ce que le fusible brûle. On détecte aussi avec le multimètre en position diode (son) car en appliquant les pointes de touche sur C et E (dans les deux sens), il sonne. Après avoir changer le transistor, si la bobine n’a pas chauffé , elle doit encore fonctionner mais vérifiez la diode. Les transistors haute tension comme ceux qui contrôlent des afficheurs plasma, sont souvent coupés. On s’en aperçoit quand un digit ou un segment est absent de l’affichage. Là le multimètre ne peut rien car on ne peut pas tester un Darlington , rappel deux transistors dans un même boîtier, si l’un d’eux est grillé on ne peut pas le vérifier, on sait seulement qu’il ne fonctionne pas.
Nous pouvons voir sur l’image de la bobine contrôlée qu’elle fonctionne quand la patte C du transistor est mise à la masse. Aussi si vous avez un solénoïde qui ne fonctionne pas c’est facile de le vérifier. Il suffit de connecter à l’aide d’un fil relié au point de masse la partie métallique du haut du transistor. Si la bobine est ok elle fonctionne. Ne pas garder le solénoïde sous tension plus de quelques secondes.
Si la bobine ne fonctionne pas le transistor est peut- être coupé. Néanmoins le problème peut aussi venir du solénoïde , du fusible, d’un câblage coupé ou dessoudé dans ce cas le transistor peut-être bon. Si le fusible saute mais que la bobine ne fonctionne pas, le solénoïde ou sa diode peuvent être en court-circuit. Vérifiez si la bobine a chauffé ou brûlé. Si votre multimètre possède en mode ohmmètre un niveau 10-200 ohms vous pouvez vérifier votre solénoïde qui doit avoir une résistance dans ses valeurs. Pensez à dessouder une patte de la diode !. Pour une bobine de flipper, le bobinage de puissance, compter 5 ohms.
Un réparateur doit garder sous la main des TIP122C. Ils ont été utilisés pour contrôler les solénoïdes depuis le début des flippers électroniques. Les appareils Bally plus anciens quelques fois grillent des 2N5401 sur leurs modules d’affichages. Si vous travaillez sur des Bally prévoyez des 2N5401. Sur le nouveau Williams WPC Fliptronic contrôle les bobines des flippers avec des TIP36C qui ne grillent que très rarement. Les TIP122C peuvent être remplacés par des BDW93C.
Condensateurs
Dans les flippers on trouve principalement deux types de condensateur : électrolytiques et céramiques. Les condensateurs électrolytiques sont utilisés dans les alimentations pour filtrer les tensions après le redressement. Ces condensateurs se présentent sous la forme de larges cylindres qui possèdent deux pattes, soit du même côté appelé radial soit de chaque côtés appelé axial. La durée de vie de ces condensateurs dépend de leur qualité de fabrication et de la température d’utilisation et varie de 5 ( environnement très chaud) à 15 ans. Aujourd’hui si vous avez des vieux flippers pensez à les remplacer dans vos alimentations. La plupart du temps on les trouve sur les plaques d’alimentation mais parfois ils sont trop gros et sont déplacer vers le fronton (Bally, Williams) ou dans le fond (Gottlieb).
Un condensateur possède deux paramètres principaux : la tension et la capacité. Par exemple un condensateur électrolytique est marqué sur son côté 6800µF /40V. Il peut être remplacé par une capacité ou une tension équivalente ou plus grande par exemple 6800µF / 100V ou 8200µF / 40V . Un 10.000µF sera peut –être trop large pour prendre place sur la plaquette. Pensez aussi qu’un condensateur de plus forte capacité veut dire plus de courant au démarrage et le fusible d’alimentation n’étant plus calibré peut flashé, une valeur supérieure s’impose. Quand l’électrolyte d’un condensateur est âgée sa capacité est plus petite et sa résistance est plus grande. A ce stade il ne filtre plus assez la tension. Les conséquences sont des afficheurs clignotants, des opération de jeu changeantes, ou des resets inattendus. Quelques fois le jeu démarre péniblement.
Vous pouvez vérifier rapidement dans les alimentations en mesurant la tension d’ondulation. C’est la tension AC (alternative) présente aux pattes du condensateur. La plupart des multimètres sont adaptés pour cette mesure. Il doit être capable de séparer les tensions AC et DC. Pour savoir si votre multimètre fonctionne correctement , une petite manipulation est à effectuer. Sur le mode AVC mesurez la tension d’une pile. Si l’affichage est 0 vous pouvez l’utiliser pour vérifiez vos tensions d’ondulation. En premier, le jeu allumé, mesurez votre tension sur la capacité en DC(mode continu). Puis en mode ACV mesurez la tension AC (alternatif). La valeur affichée en ACV doit être de 20% en moins de la valeur en DC. Par exemple, si vous mesurez 20VDC , vous devriez obtenir moins de 4V en ACV . Si l’ondulation est plus grande, la capacité est sèche et doit être remplacée. Cette procédure ne fonctionne que sur des condensateurs de filtrage. Il peut-être utilisé aussi pour d’autres capacités, les condensateurs série sur les haut parleurs de plaque de son.
Les condensateurs céramiques sont utilisés sur les cartes logiques afin de réduire le bruit des lignes d’alimentation. Chez les anciens Bally, sur de nombreux plateaux nous trouvons des 0.1µF connectés en parallèle sur les contacts. Quand vous voyez votre vieux jeu Bally qui fait tilt constamment ou dont les scores grimpent irrégulièrement , vous devez suspecter ces capacités. Elles peuvent être remplacées par des nouvelles mais généralement elles ne sont pas nécessaires et peuvent être retirées sans problème.
Les premiers appareils électroniques possèdent un condensateur céramique de 1 à 3µF en parallèle sur le contact fin de course EOS de la bobine du flipper afin de réduire l’étincelle à l’ouverture du contact. Ils sont fragiles face aux vibrations et présente fréquemment la rupture d’une patte. Si vous voyez de grandes étincelles bleues sous le plateau, vérifiez ces condensateurs. Il est prudent de mettre un joint de silicone autour des pattes du condensateur pour réduire les vibrations.