Restauration d'un flipper Stern Split Second de 1981

Un plateau large, ça faisait longtemps, fréquent chez Stern, le Split Second est un modèle dont je n'avais jamais entendu parler, ce modèle doit être rare. Je commence par l'alimentation posée sur une planche en fond de caisse. Une patte d'un pont de diode (déjà remplacé) est cassée, je le remplace, toutes les tensions sont bonnes. Je remplace quelques cosses et connecteurs brûlés, rebranche le tout et rallume : 5V et HT afficheurs OK. Pas la MPU évidemment ...

Sur la MPU, la LED s'allume de suite, le processeur ne lit pas le programme en EPROM. L'horloge oscille et le processeur réagit. J'installe l'EPROM de test de Leon Borre et la LED clignote ! Mais 3 sorties des PIA ne réagissent pas ... bizarre. Les 4 EPROMS sont lisibles sur mon programmeur, elles sont donc bonnes. Je n'ai pas trop envie de remplacer 4 supports d'EPROM, c'est long et fastidieux, et il y a toujours le risque d'abimer des pistes. Je décide de reconfigurer la carte pour une EPROM 2764 : un support et quelques straps à adapter. J'ai le premier flash ... un temps ! Je finis par détecter que la ligne d'adresse A15 du processeur est morte ! C'est rare ça. Je remplace le 6800 et cette fois c'est bon, la carte démarre et passe tous les self tests, j'ai les 7 flashes.

Je vérifie les bobines et remonte la carte dans la machine, elle démarre. Même les afficheurs fonctionnent mais il y a des segments fantômes ... bizarre ... puis j'éclate de rire !

Sur la photo, on voit bien que c'est une machine avec des afficheurs à 7 digits mais que l'afficheur du joueur 2 n'en a que 6 ! Il manque le 4 des millions ! Je retrouve un afficheur 7 digits dans mon stock et le remplace ... et tout rentre dans l'ordre. En fait la ligne de commande du 7^ème digit est la pin 11 alors que sur un afficheur 6 digits cette pin 11 est connectée au signal de "display blanking" pin 10, ce qui crée un conflit entre 2 signaux qui luttent l'un contre l'autre et qui perturbe tous les afficheurs.

Il reste à faire la maintenance habituelle pour terminer la remise en route de cette machine.

Après quelques démarrages, je me rends compte qu'après un 2^ème allumage "à chaud", la carte ne démarre pas : LED on. Après quelques jours, la carte démarre de moins en moins souvent. En court-circuitant la pin 40 et 39 du microprocesseur, je provoque un reset et la carte démarre bien. Donc c'est le circuit de reset qui n'est plus fiable.

Ce petit circuit qui semble anodin est assez particulier. Déjà il mélange 3 tensions : 12V, 5V et 3,6V de la batterie ! Sa seule fonction est, à l'allumage, d'empêcher le processeur de travailler (en gardant le signal de reset à 0) tant que la tension de 5V n'est pas stable, afin d'éviter tout fonctionnement aléatoire du processeur. Comment ? Voici une explication sommaire du principe avec des photos des signaux réalisées sur une carte MPU parfaitement foncitonnelle.

A l'allumage, le gros condensateur de filtrage de l'alimentation va se charger et la tension va croitre de 0 à 12V de manière linéaire en 1,4ms (voir photo oscilloscope de gauche ci-dessous). Au début Q1 et Q5 sont fermés et le signal de reset est à 0, empêchant ainsi le processeur de fonctionner, peu importe sa tension d'alimentation. Lorsque la tension dépasse 8,2V la diode zener VR1 commence à conduire et à faire conduire Q1 qui fait descendre la tension à son collecteur, et ainsi à faire conduire Q5, qui va instantanément faire passer le signal de reset de 0 à 5V et permettre au microprocesseur de commencer à exécuter son programme. Sur la photo de gauche, on voit bien le déclenchement du reset (en jaune) dès les 8,2V atteints. Sur la photo de droite, on voit le même moment avec (en rouge) l'alimentation 5V du microprocesseur, elle suit la même rampe que le 12V jusqu'à ce que le régulateur 5V agisse et stoppe la montée. Et donc on peut constater que le 5V est stable 400µs avant la "levée" du reset. C'est tip-top !

Bon, c'est très bien, mais quelle était le problème de cette machine ? Eh bien même à machine éteinte j'avais un signal de reset de 2,6V ! Donc dès l'allumage, j'ai un signal de reset "interprétable (2,6V c'est au milieu entre 0 et 5V !) et dès ~4V d'alimentation instable au microprocesseur, et bien parfois il démarrait mais dans le chaos total car lui même et tous les autres circuits (portes logiques, EPROM du programme, RAM, PIAs, ...) ne sont pas prêts et comprennent différemment les signaux instables qui se balladent sur les bus : plantage complet de la carte une fois sur deux ! La tension de 2,6V permanente sur la ligne de reset provient de la batterie, donc en plus des problèmes de démarrage la batterie se déchargeait anormalement ...

Pour avoir 2,6V sur la ligne de reset il faut que Q5 conduise un tout petit peu, ce qui est anormal. Soit sa structure cristalline s'est dégradée et il a un courant de fuite en mode "fermé" ou soit il est légèrement polarisé par son copain qui le commande : Q1. En mesurant 1,4V au collecteur de Q1 et 0V à sa base, je sais de suite que c'est Q1 qui s'est dégradé et a un courant de fuite anormal. Je le remplace par un 2N3904 neuf : le signal de reset tombe à 0V et je sais que le problème est résolu avant même d'allumer ! Ce qui est troublant est que sur mon testeur de composants ce vieux Q1 défectueux est affiché comme un transistor parfaitement normal ... Chouette panne !