AFFICHEUR GEANT PLUS BRILLANT
L'afficheur de scores géant que j'ai décrit l'an dernier dans ces colonnes fonctionne très bien tel quel avec des LEDs haute luminosité (HL) rouges. Les joueurs de Vierzon en ont été témoins. A côté de celui-ci, on a pu aussi constater la luminosité franchement faiblarde de la version à LEDs vertes classiques qui était montée sur le Roller Disco de mon ami Pierre.
Mais il y a un petit écueil technique si on veut monter des LEDs vertes (ou d'une autre couleur sauf rouge) haute luminosité sur l'afficheur géant. Le montage ci-dessous permettra alors d'utiliser toute sorte de LED et de "booster" la luminosité de l'afficheur.
LES LEDS : TENSION DE SEUIL ET COULEUR
Une LED, ou diode électroluminescente (DEL), 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.
La valeur de VT pour une luminosité optimale (courant de 10 à 20mA) dépend de la couleur de la LED, voir chapitre "ALIMENTATION ET TYPE DE LED" de mon article sur l'afficheur géant :
http://www.flipjuke.fr/viewtopic.php?t=5839
Sachant qu'un segment d'afficheur est composé de 4 LEDs en série, il faut donc leur appliquer une tension minimum de [4 x VT] pour les allumer, sans compter la chute de tension dans la résistance de 100 ohms en série (qui limite le courant qui les traverse) et dans le transistor qui les commande ; compter grosso modo 1V (10mA) à 2V (20mA) de plus.
Bref, l'écueil technique dont je parle est assez facile à deviner. Dans un flipper System-1, l'alimentation générale "12VDC" délivre entre 11V et 13V, selon le courant délivré :
- - Si on veut commander 4 LEDs HL rouges (VT=2V) sous 20mA, la tension à appliquer sera de 4x2+2=10V, ça marche.
- Si on veut commander 4 LEDs HL vertes bleues ou blanches (VT=3.5V) sous 10mA, la tension à appliquer sera de 4x3.5+1=15V. Et le 12V général ne suffit donc plus ! Même si on baisse la résistance série à 47 ohms voire moins, les LEDs restent trop faiblement allumées
Il nous faut donc une tension plus élevée, 15V au minimum. On peut la générer à partir du 25VDC général qui alimente les bobines, avec un régulateur linéaire ou à découpage, mais il faut aller récupérer le 25VDC dans la caisse et l'amener vers l'afficheur géant.
L'autre solution plus élégante et facile à faire est d'utiliser un régulateur à découpage type "boost" qui va AUGMENTER la tension, en partant du seul 12VDC disponible dans le fronton sur la carte d'alimentation A2, et qui va déjà vers l'afficheur géant.
Ce type de montage est d'ailleurs utilisé dans ma nouvelle carte d'alimentation pour System-80, pour générer du 60V à partir du 12V :
http://www.flipjuke.fr/viewtopic.php?t=5131
On va donc en réutiliser le principe, toujours à base du circuit LM2577T-ADJ de National Semiconductors (NS). Comme il faut générer du 15V sous 1A maximum, le calcul des composants est à reprendre.
=> Cliquer ici pour le schéma complet : http://flipjuke.fr/redactor/290/9930/Schema.pdf
La doc et le programme de calcul fournis par NS donnent les valeurs suivantes pour le schéma "boost" :
- - Bobine L1 = 150 à 220uH, 1.5A min
- Diode D1 = Schottky 1.5A 20V min
- Capa C3 = 820uf 25V min, type ESR bien sûr
- - D1 = Diode Schottky 1N5820, 1N5821, 1N5822 ou 31DQ03 : Attention composant important, voir texte
- C1= 10 µf 25V min, chimique radial (debout)
- C2= 680nf 63V non polarisé, type mylar MKT
- C3 = 820 µf (1000uf) 25V min type ESR : Attention composant important, voir texte
- R1, R4 = 1.2 K ohms 1/4W 5%
- R2 = 23.2 K ou 24 K ohms 1/4W 1%, voir texte
- R3 = 2 Kohms 1/4W 1%, voir texte
- L1 = 150 à 220 µH 1.5A min : Attention à la hauteur, pour pouvoir refermer le boitier !
- LD1 = LED 5mm verte, laisser une longueur de pattes pour qu'elle affleure sous le couvercle du boitier
- J1 = Bornier à vis 3 points 5mm
- U1 = LM2577T-ADJ, le radiateur est optionnel, vu que le circuit chauffe très peu
- Divers : Vernis rouge de blocage (JELT), Vis diam. 3mm longueur 10mm + rondelle dentelée ou grower pour fixer U1 au circuit imprimé (voir texte)
Les résistances R2 et R3 servent à fixer la tension de sortie. Avec R3=2K et R2=23.2K on atteint V=15V, si R2=24K (recommandé) on atteint V=16V. Plus R2 augmente plus la tension de sortie est élevée, mais la valeur de certains composants est sans doute à recalculer (voir spécifications du LM2577).
Le fusible réarmable POLY1 coupe la sortie si on dépasse 1A de consommation, ça protège aussi U1 contre les court-circuits.
La LED LD1 signale que le circuit fonctionne.
REALISATION PRATIQUE
J'ai fait un petit circuit imprimé simple face, très simple à monter :
=> Cliquer ici pour le PCB face soudûres : http://flipjuke.fr/redactor/290/9930/PCB_Dessous.pdf
=> Cliquer ici pour l'implantation des composants : http://flipjuke.fr/redactor/290/9930/Compo.pdf
Attention à 2 choses :
- - La face soudures (inférieure) du PCB est déjà en miroir.
- Lors de l'impression du circuit imprimé, 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= 4.95 cm et l= 7.97 cm qui sont d'ailleurs rappelées sur le schéma d'implantation (en mils = millièmes de pouces).
- - 1mm pour U1 et C3
- 1.2mm pour L1 et le connecteur J1
- 1.5mm pour D1
- 3mm pour les 4 trous de fixation et celui (au centre) de la languette de U1
Le tout tient dans un petit boitier plastique du commerce, que j'avais trouvé dans un magasin de composants mais dont je ne me rappelle plus la référence (!). Percer un trou de 5mm dans le couvercle en face de la LED LD1. Découper à la pince coupante une fente sur le côté du boitier pour faire passer les 3 fils de connexion. Utiliser des fils de couleurs différentes ! Je suggère du rouge pour le 12VDC, du noir pour la masse et du jaune pour le 16VDC.
INSTALLATION ET CONNEXION
Le mieux est de coller le petit boitier au dos de l'afficheur géant. Deux bandes de scotch épais double face conviendront très bien. Immobiliser
ensuite les 3 fils de connexion à l'aide de petits cavaliers pour fil électrique :
Les fils de liaison d'origine de l'afficheur géant ne sont pas à modifier, c'est le gros avantage du montage vu qu'on réutilise le 12VDC tel qu'il arrive sur l'afficheur.
Faire passer les fils du 12V, de la masse et de l'alimentation des LED à travers l'encoche du montant en bois gauche (par laquelle passe déjà le câble blindé qui va vers le fronton du flipper) et les connecter à la platine d'affichage bille/joueur :
Faire ensuite une petite modification pour éviter que le circuit SAA1064 (qui commande les LEDs de cette platine) ne soit alimenté par le 16V généré par le montage "boost", sinon son régulateur U3 va chauffer stupidement :
- - enlever la grosse diode D29 (1N5401)
- avec une queue de résistance, ponter le trou du haut de la diode avec le "+" de la capa C5
- couper la piste verticale qui relie le "+" de la capa C5 au trou du bas de la diode
Si par contre la platine d'affichage bille/joueur n'est pas utilisée :
- - le 12VDC qui vient du flipper va directement au montage "boost"
- la masse qui vient du flipper va à la fois à l'afficheur géant et au montage "boost"
- la sortie 16V qui vient du montage "boost" va directement à la connexion "12V" commune à tous les afficheurs (fil jaune sur la photo)
On allume, ça marche, aucun réglage nécessaire, la LED LD1 du montage doit s'allumer immédiatement. Et le résultat est.. éblouissant ! En pleine nuit on peut difficilement regarder les LEDs en face !!
AUTRES UTILISATIONS
Le circuit imprimé est suffisamment universel pour être réutilisé pour plein d'autres applications. Selon la tension d'entrée et de sortie désirées, il faudra adapter les valeurs de R1 C2 L1 D1 C3 R2 R3, fournies par les spécifications du constructeur, et R4 = (V.sortie - 2V) / 0.01
Attention à ne pas dépasser les limites de fonctionnement du LM2577 (en courant et en tension), bien spécifiées dans la documentation du circuit.
Bon flip !
Pascal,
Avril 2005