[Etude] WPC sans transfo et amélioration de l'archi. électronique WPC89/95

[Bio STEIN]

Bonjour @tous

Pour ceux qui ont été confrontés à la réalisation d'une clone de WPC, il revient toujours un problème récurent : avec quelle base je vais commencer.

Personnellement, j'ai réalisé un clone de Médiéval qui a été décrit dans le forum flipjuke en forme de tutoriel, mais je ne me suis pas trop étalé sur la caisse, puisque, comme la plupart des cloneurs, je suis partis d'un flip existant, pour ma part, une épave dépouillé de Junk-Yard qui avait pris l'eau, mais qui avait le mérite d'avoir les torons de caisse et surtout le TRANSFO.

Détruire des wpc pour en faire un autre m'a toujours ennuyé et globalement, en 2023, il est à peu près possible d'acheter toutes les pièces de la caisse pour réalisé un clone à partir de zéro, et même des caisses toute faite avec le decal déjà posé existe en Allemagne comme par exemple avo-pinball.

Néanmoins, il reste un problème récurrent, le transfo. Même si HOMEPIN a réalisé une production en 2022, la bête reste néanmoins à un prix perché de 600€. Ajouté à cela la complexité des cables à construire pour amener les différentes tensions du secondaire sur la carte driver, le découragement est vite à notre portée.

Depuis quelques années donc me trottait à travers la tête une idée : comment faire fonctionner un WPC sans transfo. je connais assez bien l'architecture du WPC, et je m'attèle donc à la création d'un carte driver qui a plusieurs objectifs :

1° une carte drivers universelle, qui fonctionnera des early-wpc comme le funhouse, jusqu'au dernier des WPC, le cactus-canyon.
2° prévoir les modifications nécessaires afin de pouvoir alimenter un flip à l'aide d'alimentations modernes à découpage, qui sont facilement trouvables sur Ebay ou autre shop.
3° optimiser la carte pour de la led et les besoins actuels tel que un DMD couleurs.

et je fis mon premier proto en 2022

[Bio STEIN]

Cette carte a tourné dans le Médiéval plusieurs mois, afin de vérifier sa fiabilité, et pendant l'évènement Dracula Pinball Open 2023, le flipper a tourné de façon continue 3 jours , non stop, toute la journée.

Ce test me permit donc de valider plusieurs points d'intéragation sur le schémas et je décide donc avec le temps de faire évoluer la carte.

sur la photos :

- en haut, un version qui devenait vraiment universelle, compatible 89 et 95, contrairement au premier prototype.
- en bas, un version qui corrigeait quelque erreurs de la précédente version, mais surtout remplaçait les convertisseurs de tension statique en version plus moderne à découpage. Elle introduit un bus d'extension pour évolution future.







 

[Aganyte]

Sujet d'intérêt publique 

[skullface]

Hâte de voir la suite.

[Bio STEIN]

C'est toujours un moment de joie, quand un colis arrive par Fedex, en provenance de JLCPCB, surtout pour ceux comme moi qui on connu les insoleuses, le perchlorure et tous les aléas qui vont avec.

ce Matin je reçois donc des circuits réalisés par mon garçon Nicolas qui a mis à profit ses vacances d'été avec une formation KICAD, fortement motivé par aganyte :

1° Pratiquement toutes les modèles de cartes opto existants sur les WPC.
2° une version original de la carte horloge du TZ
3° un proto de la carte horloge du TZ qui corrige les défauts de l'originale.



Pour ma part un nouvelle version de carte driver, sur laquelle j'ai amélioré la sérigraphie, et introduit un connecteur pour PIN2DMD, qui est branché sur le +18V de la matrice, cela évitera les pinces croco




et pour finir, dans la recherche de la suppression du transfo sur WPC, une carte DMD pour supprimer les 3 tensions nécessaires pour le DMD plasma et qui met à profit l'enroulement de 100V disponible pour alimenter un module mean-well qui va nous fournir le 12V nécéssaire pour un dmd couleurs sont avoir recours aux enroulements qui vont sur le driver.

Il faut savoir que certains WPC, comme par exemple le STTNG ne supportent pas l'ajout d'un PIN2DMD sur le 12V non régulé, à cause de ses dix milliards d'opto qui amène ce 12V à la limite de l'écroulement. Cela se manifeste aussi par exemple avec un monster bash qui à le DRAC et le Frankenstein (c'est mon cousin, franken... même famille STEIN) fatigués

[zebassprophet]

Impressionnant !!!

[Bio STEIN]

voila donc ce à quoi nous sommes confronté :




le 5V, est utilisé (principalement) sur la CPU, la fliptronic, la carte audio et la carte DMD.
le régulateur d'origine étant de 3A max, on va considéré donc que la puissance max pour ce 5V sera de 15Watts.

La carte driver UDB8995 (si si, c'est son nom) possède un régulateur à base de LM2596s, petit module qui accepte une tension d'entrée jusqu'au 35V à la place du régulateur statique d'origine qui dissipe énormément d'énergie (le secondaire transfo délivre 10V donc sous 3A cela fait 15W dissipé pour rien).  Ne vous moquez pas de l'état du module, car ma femme à roulé sur le carton à la livraison, dans l'allée...

[Aganyte]

On trouve le même format en 5A, c'est ce que je mets maintenant sur mes pin2dmds. J'ai arrêté les 3A, j'en ai plusieurs qui ont cramé après quelques heures de fonctionnement (sur pin2dmd).

https://fr.aliexpress.com/item/1005002313624926.html

[Bio STEIN]

ensuite, le 18V

ce 18V sert à l'origine pour 2 choses :

1° alimenter la matrice de lampe, donc une intensité assez conséquente, le fusible étant de 5A en slow-blow sur la driver d'origine quand le flip est alimenté en GLOW.

2° cet enroulement, une fois redressé, va sur un régulateur statique 12V de type LM7812 qui peut délivrer 1A.

dans la pratique, je vais déterminer quelle est la puissance consommé sur cette section.

je lève donc le fusible sur la driver qui est installé sur mon AFM et je branche un alimentation régulée qui me permettra de visualiser le courant de sortie.

j'installe des cables de 4mm2 sur l'alim, afin de ne pas avoir de chute de tension et donc d'avoir des mesures correctes.


vous pouvez voir sur cette photo l'évolution du courant avec une tension de 15V à la place de 18V. Avec cette tension (15V), la matrice de lampe fonctionne de la même façon qu'à 18V, est pratiquement aussi lumineuse avec des leds Double SMD, mais a surtout le mérite d'utiliser une tension de 15V assez standard. sur la partie gauche du graffe, j'avais démarré le mode test 'ALL LAMPS' clignotant des menus WPC, qui permet donc d'allumer absolument toutes les leds du plateau. nous avons donc un courant qui s'approche de 2A.

nous allons donc considérer que le 12V régulé et la matrice de lampes ont une consommation de 15V*2A= 30Watts

nous en sommes donc à 45Watts pour le moment.

[Fred G5]

Un sujet que je vais suivre avec attention

[Bio STEIN]

bon, passons au Général Illumination.

pour ceux qui connaissent un peu l'électronique, faire de la gradation de lumière pour les électroniciens néandertaliens de années 70 jusqu'au début 90 n'était pas une mince affaire, et  la solution la plus simple à l'époque était le TRIAC. Il était utilisé absolument partout et avait le mérite d'être simple de mise en oeuvre et surtout d'être très fiable. Il a le gros inconvénient de fonctionner en alternatif. Un circuit détecteur de passage à zero se trouve donc sur la carte driver d'origine, et, est envoyé à la carte CPU, qui déclenchera les triacs dans les temps impartis en fonction de la luminosité voulu pour chaque canaux, et ce pour les alternances positives comme celles négatives. Bref en gros pour résumer, impossible de mettre une alimentation continue simplement, du moins sur une carte driver d'origine.

la gradation du WPC utilise 5 canaux sur les WPC89 et 3 canaux sur les WPC95 (ils avaient besoin de place pour mettre la fliptronic).

Malheureusement, la plage de tension des lampes à filaments (glow) et les leds ne sont absolument pas les mêmes et si on ne désactive pas la gradation sur un WPC qui à des leds à la place des GLOW sur le GI, vous aurez un phénomène de clignotement sur les niveau 3 ou 4, car si on regarde à l'oscilloscope, à cause de la lenteur de vitesse du 6809, il y a des variations sur les timings de déclenchement, ce qui a pour conséquence que sur le seuil de 3,2V des leds, le fonctionnement devient aléatoire.

Un projet, qui se nomme AGGI (ou led-ocd je pense que c'est un copie commercial, mais je ne suis pas sur) de bitfieldlabs permet de résoudre le problème de gradation avec la carte driver originale sur des leds, mais ne résoud en aucun cas le besoin d'alimenter tout cela en courant alternatif, parce que la carte CPU à BESOIN du passage par zero pour s'y retrouver...

j'ai donc repris le projet de bitfield labs et je l'ai intégré à la carte driver UDB8995 en remplacement des trials et donc résoudre 2 problématiques :

1° une gradation qui fonctionne correctement sur du GI monté en led, sans avoir à installer un kit de type LED-OCD ou AGGI qui amène une complication de calage à l'extreme, bref avoir un câblage propre comme à l'origine.

2° la possibilité de faire fonctionner le GI avec une tension continue.

pour arriver au 2° point, j'ai modifié les sources du projet AGGI, et grace aux circuits timer du 328p intégré sur la carte UDB8995, je simule un passage par zero tous les 10ms que j'envoie sur l'entrée zero-cross de la carte mère, à la place de celui d'origine qui vient du transfo. la carte CPU n'y voit que du feu et continue à alimenter les top de passage par zero sur le bus en destinations des triacs comme avant, que je récupère sur le 328p pour créer les PWM des canaux led GI. Nous avons alors un belle gradation et surtout UN GI qui ne se comporte pas comme des flambeurs et vous crame la rétine, car le programme du 328p pour le GI simule le fonctionnement des lampes GLOW, donc un allumage ou une extinction DOUCE des lampes à leds.

[Bio STEIN]

Allez, on passe à la phase de test, après toutes ces belles explications :

je branche mon alim qui est parametré en 10V comme à l'origine (je ne vais pas entrer dans le détail ici du pourquoi 10V) mais il sera possible de corriger le programme du 328p afin de reduire les rapport cyclique des PWN pour le faire fonctionner en 15V.

le but ici est de connaitre la puissance consommée du G.I. avec des leds double SMD.

on lève le fusible qui vient du primaire du G.I. après le redressement et on vient y mettre une tension de 10V



voila... 10V pour 4A donc 40w pour alimenter le G.I. du plateau, ainsi que le fronton.

Nous en sommes donc à 85 Watts

[pn_jeux]

Bonsoir, superbe travail! Digne d'une réalisation industrielle...

[gottlieb]

     C'est formidable tout cela    Tu fait un travail magnifique et en plus, j'arrive à comprendre 

[Sebinouse]

Très intéressant ! J'ai hâte de lire la suite ! Bon courage

[tilowil]

Hello,
C'est vraiment un sujet très intéressant, car c'est vrai que le transfo, c'est vrai pour n'importe quelle marque, reste l'élément primordial qu'il faut avoir lorsqu'on fait une conversion.
Vivement la suite.

A+