Le dépannage
(cette partie est plus technique, mais je tente de vulgariser le sujet au maximum)
Je commence par nettoyer l'intérieur de la caisse et le fronton, puis à décaper et peindre les pieds. Je coupe les fils excédentaires autour de l'alimentation, refixe tous les composants avec les vis que j'ai trouvées en fond de caisse. J'inspecte l'envers du plateau tant qu'il n'est pas remonté : nettoyage de sockets, remplacement d'ampoules, vérification des diodes de bobines et resserrage d'écrous. Je nettoie tous les contacts avec une carte de visite, j'ai lu qu'il ne faut surtout pas utiliser de produits et encore moins de papier de verre ou de lime, car les contacts sont recouverts de métaux spéciaux non oxydables mais de faible épaisseur ! Je constate que les petits condensateurs de contacts ont été coupés, je me demande bien pourquoi car ils permettent au microprocesseur de ne pas manquer de voir une fermeture de contact. Je les ressoude donc tous. La partie électrique et mécanique du plateau sont en très bon état comme on peut le voir sur la photo ci-dessous.
Je commence à remonter la machine, je tente de nettoyer précautionneusement les pins sur un connecteur mais à peine touché une pin me casse entre les doigts comme du verre ! A ce moment, je me rends compte à quel point les passionnés sur internet disaient vrai : la maladie des flippers est la fragilité de leurs connecteurs. En effet, un flipper n'avait qu'une durée de vie de 5 ans, il fallait bien les remplacer par de nouveaux thèmes à la mode. Les connecteurs n'étaient prévus que pour 25 enlèvements/replacements maximum, un nombre amplement suffisant pour une période de 5 ans ... mais pas pour plus de 30 ans ! Bref, je suis bon pour les remplacer.
Stress au démarrage !
L'ensemble est en place, je suis impatient et inquiet de le rallumer. Je sais qu'à l'allumage le processeur exécute un self test et qu'une LED clignote à chaque étape du test jusqu'à 7 fois. J'enclenche, je vois comme une étincelle sur la carte processeur, suivie d'un ronronnement anormal dans le haut-parleur, je coupe instantanément ... ça s'annonce mal. Je revérifie et rescelle tous les connecteurs, 2ème essai, il n'y a plus de ronronnement, la LED reste allumée ... mieux, mais pas brillant. Je décide de nettoyer quand même quelques pins en faisant très très attention. Je rallume pour la 3ème fois, la LED fait un premier flash, rien pendant 2 sec, puis clignote 1, 2, 3 ... 7 fois ! Je vois les compteurs qui s'allument et les cibles qui remontent, j'entends la musique qui se lance, ... hourrah, il est démarré !
Ouf, plus de peur que de mal, ce n'est que plus tard que je comprendrai ce qui s'est passé. Mais la leçon à retenir est qu'il vaut mieux éviter de rebrancher complètement une machine et l'allumer d'un coup en croisant les doigts. Il faut contenir son impatience et d'abord connecter l'alimentation, bien vérifier les tensions (il y a en 6 !), puis la carte solénoïdes, la carte CPU, la carte lampe et finalement la carte son.
Le compteur fou !
Lors du jeu, en surveillant l'affichage des points, je me rends compte que les chiffres 4, 5, 6 et 7 ne s'affichent jamais nulle part ! Entretemps j'ai découvert le mode diagnostic : un bouton poussoir derrière la porte du monnayeur permet de faire clignoter toutes les lampes, vérifier les bobines une à une, tester si tous les contacts sont ouverts, faire tourner la carte son en boucle mais aussi faire compter tous les digits d'afficheurs en séquence. Et cela donne bien : 0 1 2 3 0 1 2 3 8 9 ! Cette séquence me rappelle quelque chose, les informaticiens et les électroniciens auront compris : le bit 3 du bus de données reste à 0. En effet, les chiffres de 4 à 7 se transmettent en binaire sur un bus de 4 fils en 01xx. Sans trop chercher plus loin, je pars du principe que le circuit intégré de contrôle des entrées/sorties est grillé et j'en commande un nouveau.
Le marché des pièces de flipper est florissant, il existe de nombreux vendeurs sur internet et sur ebay, la concurrence joue et les prix sont raisonnables, on trouve même facilement toutes les cartes électroniques, restaurées et garanties : la CPU pour ~120 €, les autres à ~70 €. En cas de gros pépins, je sais que je pourrai remplacer n'importe quoi sans me ruiner. Finalement la seule pièce irremplaçable est la vitre décorée du fronton, donc il faut être très prudent lors de la dépose et de la repose. Je commande ainsi : une nouvelle bille (car l'originale porte des points de rouille et va abîmer le plateau), un jeu de caoutchoucs, 100 ampoules (qui consomment moins et vont soulager le transfo, ma fille réutilise les anciennes lampes avec ses élèves au cours d'électricité !), des sockets, 4 patins de pieds, les condensateurs électrolytiques (qui ont une durée de vie maximum de 15 ans, il est bien temps de les remplacer).
Après remplacement du circuit intégré de contrôle de bus le problème reste le même ! Nouvelle leçon évidente : faire un vrai diagnostic complet avant d'acheter des pièces. Il est donc temps d'utiliser la grosse artillerie : étudier les plans et sortir l'oscilloscope. Les manuels techniques avec les plans se trouvent facilement (IPDB contient tout !), néanmoins les scans ne sont pas toujours nets et, pour le plaisir, j'achète sur ebay un manuel original, une pièce de collection en soi.
Je comprends avec ces plans que les bus de données sont partagés (multiplexés) et bidirectionnels pour plusieurs fonctions, celui qui pose problème est utilisé pour lire les interrupteurs de configurations (dip switches) au démarrage, la matrice des contacts en cours de jeux et encore l'envoi des chiffres pour l'affichage des points ! Je découvre aussi que les contacts lus par ce bit 3 sont ceux des 3 cibles tournantes qui n'activent pas de points... cela ressemble à une cause unique avec plusieurs conséquences ... L'oscilloscope me montre immédiatement le problème : on voit une oscillation à haute fréquence, le bit 3 est donc bien actif (le circuit intégré de pilotage fonctionne donc bien) mais il n'oscille qu'entre 0 et 2,5V et pas entre 0 et 5V ! Il y a donc une "charge" sur la ligne qui "étouffe" le signal. J'inspecte tous les composants (diodes, condensateurs et résistances) liés à cette ligne pour découvrir finalement qu'un petit condensateur de la taille d'une tête d'allumette est défectueux. Aussitôt vu, aussitôt remplacé (disque orange C33 ci contre) et sans grande surprise, les afficheurs tournent à travers toute la gamme des chiffres décimaux à chaque fois que la bille fait tourner à toute allure les cibles tournantes ! D'habitude un condensateur devient défectueux en se mettant soit en court-circuit soit en circuit ouvert, or ici il s'est dégradé en résistance de 160 ohms, empêchant ainsi le signal d'atteindre les 5V nominaux.
Ouvrez la porte !
La porte de rattrapage de bille sur la sortie de droite ne s'ouvre jamais, ce que me confirme le mode diagnostic. En touchant le thyristor de commande de cette bobine pour mesurer la tension de sortie, la porte s'ouvre ! Ce n'est donc qu'un faux contact au niveau du circuit imprimé qui provoque le problème, il sera vite réparé.
Sapin de Noël ?
Ensuite je passe à la grosse panne d'absence d'allumage des 61 lampes commandées, seules 4 s'allument au démarrage puis ne bougent plus, alors que la logique de jeu fonctionne. En effet, alors que les compteurs montent et que les sons font entendre bonus et extra-ball, les lampes correspondantes restent mortes. Une recherche pointue sur internet me fait découvrir un manuel très détaillé de diagnostic fait par Bally, et en français en plus. Son originalité est de proposer des méthodes de recherches de pannes, et de lister tous les symptômes de pannes connus ... et leurs solutions ! Symptôme VIII : "Toutes les lampes restent éteintes, sauf quatre, une par circuit intégré" ! Oui, chaque lampe allumée est la première de chaque circuit de décodage/pilotage des lampes. L'explication proposée est "circuit stroboscopique en court-circuit par suite de défaut de circuit intégré" ... Les circuits de la carte lampes doivent recevoir un signal de cadencement pour se synchroniser avec le processeur. Rallumage de l'oscilloscope et confirmation de l'absence de ce signal, les décodeurs attendent les ordres ! Pourtant, le signal existe bien en partance de la carte processeur. Conclusion, il y a absence de contact à un (ou aux deux) connecteur(s). Aussitôt les 2 bornes repérées et nettoyées, bingo, l'oscilloscope s'énerve et quasi toutes les lampes commencent à clignoter comme un sapin de Noël !
Chasse à l'ampoule !
Néanmoins, sur les 61 circuits, 17 ampoules restent mortes. Le mode de diagnostic qui fait clignoter toutes les ampoules en même temps ne m'aide pas beaucoup, il fait surtout souffrir la vieille alimentation fatiguée, le fusible saute d'ailleurs à l'occasion. Le manuel du technicien va une fois de plus m'aider, il propose une méthode toute simple. Toutes les ampoules sont reliées au +7V et chacune a son fil de retour qui est mis à la masse via un thyristor de commande. Donc les causes possibles de panne sont : 1) non arrivée du +7V (improbable, les lampes voisines fonctionnent), 2) ampoule claquée (improbable, les lampes sont neuves), 3) pas de contact au socket, 4) pas de contact au connecteur de carte, 5) piste circuit imprimé coupée (improbable car faibles courants), 6) thyristor claqué. Flipper éteint, on met une pile de 4,5V avec le fil + à l'alim sur TP1 et on promène le fil le long du chemin en partant du socket, puis au connecteur, puis au thyristor. Au moment où l'ampoule s'éteint, cela signifie que le point précédent est défectueux. Et c'est ainsi que patiemment je repère 5 sockets oxydés, 9 faux contacts aux connecteurs et 3 thyristors claqués !
Knock & Tilt = Frappe & Renverse ?
En contrôlant les composants de la caisse je trouve une paire de fils qui ne mène nulle part! Avec le code de couleur de ces fils et le bon vieux plan je découvre qu'il manque le "knocker". Ce "frappeur" est une bobine fixée à la caisse qui cogne littéralement contre une armature lors de gain de parties gratuites. Cet effet a pour but d'attirer l'attention du public et de démontrer qu'on peut gagner et ainsi attirer les clients ! J'en achète un et le monte, mais au démarrage, on n'entend que des bruits bizarres dans le haut-parleur. Comme sur toutes les bobines, il y a une diode soudée en parallèle pour éliminer le courant inverse d'induction au moment de la coupure, mais non, je ne me suis pas trompé de sens de connexion. Par contre, un fil de la bobine semble encore verni et tourne autour de la soudure ... je doute, je vérifie à l'ohmmètre : il n'y a pas contact électrique ! Nouvelle leçon: douter de tout, absolument tout, même acheté neuf. Le vernis est vite gratté et la soudure réalisée correctement. Quelle surprise d'entendre 3 gros coups secs contre la caisse lorsque l'on dépasse le score le plus haut !
Les 3 contacts anti-chocs de plateau, caisse et porte sont nettoyés et testés OK, bille et rail anti-soulèvement également, reste le fameux tilt. Il est recouvert de graphite pour améliorer le contact, mais au lieu d'annuler le jeu en cas de mouvement trop important, il déclenche le bumper de droite ! Original, mais pas normal du tout ! Le contrôle du câblage montre que quelqu'un a ressoudé les fils sans comprendre ou sans les plans. Ces dispositifs de protection sont bien présents sur certains schémas mais pas dans le plan de matrice des interrupteurs, étrange. Comme d'habitude, grâce au code de couleur des fils, je peux vite compléter le plan et comprendre que la diode du tilt n'est pas dans le circuit et fausse le scanning du processeur qui, en cas de tilt, croit voir un contact de bille au bumper et l'active bien sûr ! Après remise en ordre du câblage, le flipper est à nouveau en mesure de se défendre contre les joueurs agressifs!
Est-il atteint de la maladie d'Alzheimer ?
Les pannes sont maintenant quasi toutes diagnostiquées et réparées, la machine est complète et on peut y jouer avec plaisir en famille et avec les amis. Le nettoyage et la restauration du plateau et de la caisse continuent à se dérouler en parallèle (voir page spécifique suivante). Néanmoins, il reste 3 défauts qui n'empêchent pas vraiment le jeu mais qui sont +- ennuyeux :
- La lampe "credit indicator" (sur le plateau en bas à gauche) ne s'allume pas malgré le remplacement du transistor de commande et de la vérification de la ligne. D'ailleurs je me demande à quoi sert cette indication puisque le nombre de parties disponibles est affiché au fronton. Je découvrirai plus tard que l'on devait désactiver l'affichage du nombre de crédits parce que certaines législations interdisaient cet affichage ! Dans ce cas la lampe restait le seul indicateur de crédit(s) restant(s). Vu que cette lampe reste la seule qui ne s'allume pas lors du self test d'allumage général, j'en conclu que le décodeur 4 bits/16 sorties est grillé sur cette unique sortie. Peut-être que je remplacerai un jour ce circuit pour le principe, mais ce n'est absolument pas indispensable au jeu.
- Défaut plus grave, la machine ne démarre pas à tous les coups, il faut parfois l'allumer et l'éteindre 4 fois avant que la séquence des 7 flashs de la LED ne passe et que la flipper ne démarre. La LED reste soit allumée ou soit éteinte. C'est ce qui était arrivé lors du premier redémarrage. Je me rends compte également que lors de certains démarrages "ratés", il y a du ronflement dans le haut parleur ou encore que l'une ou l'autre des bobines est activée en continu, ce qui est à éviter à tout prix car il y a un risque de les griller ...
- Une mémoire volatile (RAM) alimentée en permanence par une batterie est prévue pour conserver des informations comme le record de score, les 3 niveaux de scores pour obtenir une extra-ball, le nombre de minutes de jeux, de pièces de monnaie entrées ... Or le flipper ne retient rien et affiche n'importe quoi ! En regardant de plus près, je vois qu'il ne peut pas retenir grand chose car sur la carte processeur ... il n'y a plus de batterie ! Avec le temps ces batteries fuyaient et l'acide attaquait et contaminait la carte processeur, beaucoup de cartes ont été perdues pour cette simple raison. Ouf, ma carte a perdu sa batterie, mais elle n'a jamais été "attaquée". Comme la carte est celle d'une autre machine, on peut peut-être faire l'hypothèse que l'originale a été contaminée et remplacée par celle-ci et que le technicien n'a pas voulu remettre une batterie. Qui sait ? Je réinstalle, mais loin de toute électronique, un nouveau support de batterie et cela marche ... mais quelques jours seulement ! Je doute et, en toute logique, remplace le circuit intégré de mémoire, mais rien n'y fait. Je dois admettre que mon flipper, vu son grand âge, a attrapé la maladie d'Alzheimer ! Je me moque pas mal du nombre de minutes de jeu, mais il est dommage de ne pas pouvoir conserver le score maximum mais surtout de ne pas pouvoir fixer les scores d'obtention d'extra-ball. Le problème est que le hasard fait qu'il peut donner une extra-ball un jour dès que l'on atteint 8.250 points et un autre lorsqu'on atteint 985.230 points, pas très cohérent tout ça ! Je dois donc régler ces niveaux via le mode diagnostic à 100.000, 200.000 et 300.000 points par exemple avant chaque "championnat" ! Fastidieux ... J'ai quand même l'impression diffuse que la mémoire ne se perd qu'après un non démarrage ... ce problème de mémoire ne serait-il lié et la conséquence des divers "ratés à l'allumage" évoqués plus haut ?
De patientes recherches sur internet finissent par m'informer qu'à l'allumage un circuit de "reset" empêche le processeur de démarrer tant que les diverses tensions d'alimentation ne sont pas stables. Mais si, suite à l'âge, ce circuit assez complexe ne fonctionne plus bien, le processeur démarre trop tôt mais de travers, dans un mode appelé "run-away". C'est-à-dire qu'il n'exécute pas le logiciel prévu mais fait n'importe quoi, ce qui risque d'endommager des composants par l'activation d'une bobine trop longtemps par exemple. C'est bien ce que j'ai eu l'occasion de constater. Finalement, je trouve l'information déterminante à un seul endroit (fin du point A) : en cas de "run-away", le processeur écrase systématiquement les paramètres conservés en mémoire ! Donc, j'ai enfin la preuve que mon symptôme de perte de mémoire est causé par un démarrage intempestif du processeur sans doute dû à un circuit de reset défectueux. Ce site recommande de remplacer tous les composants du circuit de reset, je commande les pièces, suite plus bas ...
PS : je découvre bien plus tard que l'explication du "run-away" est bien décrite dans le manuel officiel "Bally - Theory of operation", disponible un peu partout sur internet. ... comme quoi, il faut bien chercher et avoir les bons mots clés.
Connectons, connectons ...
A force d'enlever et de remettre les connecteurs, de casser des pins, d'avoir des faux contacts et de voir des lampes "hésitantes", je dois me rendre à l'évidence, il faut bien remplacer une partie de ces connecteurs, surtout ceux autour des alimentations de lampes et de bobines. C'est le genre de travail fastidieux et délicat. Heureusement un site fort bien fait explique tout sur le sertissage des fameux connecteurs & cosses Molex, il y a 28 pages A4, ça fait peur ! D'abord, il faut dessouder les anciens connecteurs sur les cartes, bien se mettre à la terre avec un bracelet spécial, un fer à souder à contrôle de température (et à la terre également). Personnellement, pour dessouder, je préfère de loin utiliser la tresse de cuivre plutôt que la pompe à dessouder car on contrôle mieux ce qu'on fait et cela va plus vite, voir une exemple ici. Après, il faut retirer les cosses des connecteurs, ce n'est pas facile, puis couper l'ancienne cosse, dénuder, torsader et enfin sertir la nouvelle cosse... Mon dieu qu'elle sont petites et que la pince à l'air énorme, voir photo ! Je suis obligé de travailler avec des lunettes de bijoutier : double loupe sur casque avec lampe, voir photo ! Mais bon, après quelques ratés, on finit par maitriser la technique et même par en retirer une certaine satisfaction. Pour les connections de puissance, j'utilise les cosses Trifurcon capables de tenir 7 ampères. Après plusieurs heures de travail, je remplace la moitié des connecteurs de la machine. Mais le résultat est là : la stabilité électrique est au rendez-vous.
Régulons et refroidissons !
Dès le début, les gros condensateurs de filtrage de l'alimentation ont été remplacés car ce sont des composants critiques qui vieillissant mal (11.000µF ! Les 2 cylindres noirs sur photo). En vérifiant les tensions d'alimentation, maintenant que le câblage est bon, je me rends compte que quasi toutes les tensions sont trop élevées. En fait, le transformateur est câblé en 220V alors que le réseau l'alimente en 230V, il est donc sur-alimenté de 5%. En principe cela ne devrait pas causer de problème puisque pour les circuits logiques il y a un gros régulateur 5V (au milieu du grand radiateur noir ci contre). Même alimenté à 14,1V au lieu des 11,9V prévus, il devrait limiter la tension en sortie à +-5% soit entre 4,75V et 5,25V ... or je mesure 5,90V ! Ouh là, danger, c'est beaucoup trop : le processeur, les RAM et les autres contrôleurs devraient déjà avoir claqué ! Je décide de connecter le transformateur au réseau sur la position 240V, donc sous-alimenté de 5%. Le régulateur descend alors à 4,75V alors qu'il reçoit toujours 13V, bizarre. L'effet global est étonnant, les lampes sont moins brillantes, les bobines et les flippers réagissent moins forts ... le flipper passe d'un jeu dynamique à un jeu mou suite à cette diminution de tension de 10%.
Manifestement le régulateur 5V n'arrive plus à faire son job pleinement. C'est étonnant car ce type de composant soit fonctionne parfaitement ou soit claque, mais ne survit pas entre les deux ! Je le remplace et voit immédiatement la différence : 5,08V, même avec le transfo remis sur position 220V !
Les jours passent et là, surprise, je constate au fil du temps que ... le flipper démarre à tous les coups ... qu'il n'y a plus de "run-away" du processeur ... et qu'il conserve parfaitement la mémoire ! C'était donc cela, le régulateur était tellement fatigué que non seulement il ne régulait plus bien mais qu'il perturbait au démarrage un circuit de reset parfaitement fonctionnel ! Cela, je ne l'ai lu nulle part dans la littérature sur internet. Mon hypothèse est qu'au démarrage à froid, le régulateur démarre bien, le circuit de reset voit une tension stable et libère le processeur, mais le régulateur peine à conserver cette tension stable et le processeur déraille. Par contre aux démarrages à chaud, le condensateur en amont du régulateur étant bien chargé, le régulateur a plus facile à garder la tension stable.
L'alimentation fournit 6 tensions différentes et comporte 4 ponts de diodes redresseuses ... qui chauffent et ... claquent de temps à autre. Un technicien précédent a d'ailleurs dessoudé un pont et en a remis un de taille beaucoup plus importante dans la caisse et l'a câblé avec des fils de grosses sections qui rendent le démontage et la maintenance complexe. Alors que les ponts d'origine pouvaient tenir 10 ampères maximum (et claquaient), le technicien, pour être sûr, a au moins installé un pont qui tient 50 A ! Par contre, il a perdu le radiateur en aluminium qui refroidit les 2 ponts restants, donc ceux-ci sont en danger et sont tellement mal placés que je n'arrive pas à vérifier comment ils chauffent. Je démonte ce bricolage incohérent et replace un pont de taille plus appropriée (qui tient quand même 35 A !) avec son radiateur propre, découpe et réinstalle un bloc métallique "radiateur" pour les 2 autres ponts. Après quelques minutes de jeu, les radiateurs sont bien tièdes et évacuent correctement les calories, le flipper respire et peut à nouveau travailler normalement. Après remplacement de tous les connecteurs et cosses de la carte d'alimentation, je renouvelle encore les supports des fusibles à forts courants ainsi que les résistances de puissance avant de tout remonter.
Cette fois l'engin est pleinement opérationnel et remis aux normes pour durer ... et il devenu beaucoup plus réactif au niveau jeu grâce au +5% d'alimentation et au câblage remis à neuf !
Quelques liens utiles :
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