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G-LOC Motor Driver boards / SEGA 400-5117 & 400-5117Y

Démarré par gc339, Vendredi 06 Septembre 2013, 00:46:09 AM

Eko

Et une durée de vie améliorée avec un compo garantie 20 ans  ;D ;D ;D

Il en est bien capable le bougre  :-*
Le RT, le WIP, des drogues dures ça nan ?

-RT Jeutel Mint !          -RT Twin STC          -WIP Twin STC         -RT Mini Jeutel    
-WIP Noami White       -WIP Noami Black    -WIP Gameroom      -WIP Mini Jeutel

maldoror68

j'ose même plus commenter / poster tellement c'est beau  ^-^

gc339

#18
 Le détecteur de surintensité  :



Le schéma du détecteur.

Ce détecteur est conçu pour mesurer la chute de tension aux bornes d'un shunt (R6//R7) parcouru par le courant pulsé que soutire le hacheur en pleine action. Quand celle-ci dépasse la consigne imposée par le potentiomètre VR1, le détecteur transmet une alarme surintensité vers la logique de gestion pour inhiber la commande de hachage.
Le détecteur fait appel à un ampli opérationnel type 358 capable de comparer une tension proche de son rail 0 volt, il peut même comparer des tensions légèrement plus négatives sur ses entrées (jusqu'à 0,3 volt en dessous de ce rail ) ce qui permet de se dispenser d'une alimentation symétrique en ± 5 volts dans le cas présent.
Une cellule constituée de R19  / C12  permet de différer la disparition de l'alarme. Grâce à la diode D2, ce retard est rendu inopérant quand un défaut survient.

Le shunt étant constitué de deux fils résistants de Ø 1 mm et de longueur ≈ 15,5 mm. Impossible de connaitre sa résistance exacte à moins de supposer que l'alliage résistif soit du constantan comme c'est très souvent le cas :

  • La résistivité d'un fil de constantan d'un Ø 1 mm est de 0,624 Ω par mètre linéaire (bien qu'il ne soit pas indiqué dans cette annonce que le fil est en constantan, la résistivité mentionnée de 0,49 Ω × mm²/m prouve qu'il s'agit bien cet alliage ).
  • En fait la longueur des fils doit être écourtée pour le calcul car il faut tenir compte du diamètre des pastilles sur lesquelles ils sont soudés, leur longueur effective ne serait alors plus que de ≈ 12,5 mm.
Ce qui donne une résistance de 12,5 × 10-3 × 0,624 soit 7,8 mΩ que l'on peut arrondir à 8 mΩ compte tenu que les soudures sont aussi un peu résistives. Le shunt équivalent aux deux longueurs de fil aurait donc une valeur de 4 mΩ, et un courant de 10 Ampères (calibre du fusible retardé F1) occasionnerait alors une chute de tension de 40 mV à leurs bornes.



Les deux fils résistants (R6 et R7) constituant le shunt.

L'alarme est activée quand l'entrée inverseuse du premier amplificateur opérationnel est plus négative que son entrée directe, cette dernière étant polarisée par le rail 0 volt à travers R5, cela se produit quand la tension sur la première devient négative.
En supposant le potentiomètre VR1 à mi-course et le courant d'entrée de l'amplificateur insignifiant, on peut écrire :
5 volts ÷ (R9 + ½ VR1)= Vshunt ÷ (½ VR1 + R10)
Pour simplifier le calcul on peut considérer que R9 (150 kΩ) est prépondérante devant ½ VR1 (1 kΩ) qui l'est devant R10 (22 Ω). On en déduit la tension de seuil aux bornes du shunt : Vshunt ≈ 34 mV

Ces 34 mV calculés pour le seuil d'alarme sont cohérents en face des 40 mV supposés obtenus aux bornes du shunt quand il est parcouru par un courant maximum de 10 ampères. RV1 à mi-course, on pourrait considérer que le seuil d'alarme sera atteint pour un courant de 34 mV ÷ 4 mΩ soit 8,5 ampères, donc 1,5 ampère de moins que le calibrage du fusible F1.




 10ème étape  : Le test du du détecteur de surintensité.

Comme il est imprudent de tester le détecteur en chargeant la sortie moteur du module à la limite de ses possibilités, il vaut mieux trouver un artifice, d'autant plus que les transistors mosfet du hacheur n'ont pas encore été ressoudés.




L'idée est de souder temporairement une résistance entre la masse et la jonction du potentiomètre VR1 avec la résistance R10 (en rouge sur le schéma) pour simuler la tension négative qui apparait aux bornes du shunt lorsque le module est chargé par un moteur. Etant donné la prépondérance ½ VR1 / R10, cela revient pratiquement à la même chose tout en nécessitant un courant bien moindre.

Le théorème de Millman facilite le calcul de cette résistance bleeder si l'on considére que l'on se trouve en présence de trois générateurs de tensions :

  • Un 1er générateur de 5 Volts ayant une résistance interne de 152 kΩ (R9 + VR1).
  • Un 2ème générateur de -340 volts (la tension en sortie du redresseur D1) ayant pour résistance celle de la résistance bleeder à calculer.
  • Un 3ème générateur de tension nulle avec une résistance interne de 22 Ω (R10), les 4 mΩ du shunt étant négligeables devant R10.

D'où -34 mV ou -(34 × 10-3) = ( (5 ÷ (152 × 103) + (-340 ÷ Rx) + (0 ÷ 22)) ÷ ((1 ÷ (152 × 103) + (1 ÷ Rx) + (1 ÷ 22)), ce qui après simplification donne Rx ≈ 215 kΩ
Le même calcul appliqué à une tension de 40 mV aboutirait à une résistance Rx de ≈ 184 kΩ.

Cette résistance devra être capable de dissiper une puissance de 340² ÷ (215 × 103) soit 538 mW, donc une résistance d'un watt sera nécessaire.

Réalisation du test:

  • De visu, le curseur du potentiomètre VR1 est positionné à mi-course et il ne sera pas déréglé sous peine d'avoir à le repositionner en fin de test comme il l'était préalablement.
  • Au moment du test, le secteur EDF a du faiblir un peu car la tension continue en sortie du pont redresseur D1 a été mesurée à 339 VDC
  • Pour plus de facilité l'alarme surintensité, qui devrait être constatée en sortie du photocoupleur PC2, sera figurée par la tension mesurée sur la patte 1 d'IC7 à l'aide de la pince de test bleue, ce qui revient au même.
  • Un signal PWM doit être présent en entrée sur CN3 sinon le test est impossible car la tension mesurée sur la patte 1 d'IC7 est en permanence au niveau bas, c'est à dire proche de zéro.
  • La résistance bleeder de constituée de 2 résistances de ½ watt, 100 kΩ et 110 kΩ dont l'association a été mesurée à 213 kΩ, est connectée comme en rouge sur le schéma mais avec un interrupteur en série.






Interrupteur sur ON avec une résistance bleeder de 210 kΩ (100 + 110 kΩ) :

  • L'alarme surintensité est présente, le signal PWM est court-circuité au niveau bas (0,21 volt).
  • La tension mesurée entre la sortie du shunt et le point commun R10 / VR1 est bien de -34 mV comme prévue par le calcul.

Différentes associations de résistances ont ensuite été testées à tour de rôle : 110 + 110 kΩ, 100 + 130 kΩ et ce n'est qu'avec la dernière : 110 + 130 kΩ soit 240 kΩ que l'alarme surintensité redevient inactive, ce qui correspond à une tension de -30 mV mesurée sur le point commun.







Interrupteur sur ON avec une résistance bleeder de 240kΩ (110 + 130 kΩ) :

  • L'alarme surintensité n'est plus activée, le signal PWM lui est bien actif puisque la tension continue s'établit à 3,17 volts.
    Cette valeur moyenne est d'ailleurs plutôt élevée car elle devrait avoisiner les 2,5 volts théoriques après minoration de 0,21 volt dû à l'état bas non nul.
  • La tension mesurée entre la sortie du shunt et le point commun R10 / VR1 n'est plus que de -30 mV.
    La sensibilité du détecteur, tel qu'il est réglé, correspondrait alors à un seuil d'un peu plus de : 30 mV ÷ 4 mΩ soit 7,5 Ampères.




Prochaine étape : test de l'alarme surchauffe ainsi que des reports d'alarme en sortie sur CN3.

Le repos, c'est fait pour les jeunes. Ils ont toute la vie devant eux. J. Gabin/M. Audiard





gc339

#19
 Alarme surchauffe, généralités  :

L'alarme surchauffe est issue d'un capteur OHD3-70M de fabrication NEC Tokin. Le suffixe "70M" désignant un contact de type "Make" s'établissant au dessus de 70°C.
Ce capteur est boulonné au beau milieu des transistors et des diodes de puissance sur la tôle dissipatrice en aluminium.


Le capteur et les deux fils blancs de raccordement au le circuit-imprimé.

Le capteur est connecté sur la logique de gestion (contact THG1 ) et son état est retransmis vers la carte "drive main board" à travers le photo-coupleur PC5.

Le pont diviseur R43 (330 Ω ) / R54 (100 Ω ) augmenté du seuil de D12 impose un niveau logique bâtard (1,68 volt mesuré ) sur la patte 1 d'IC7 et les pattes 2 et 5 d'IC8 quand cette alarme surchauffe est activée.

  • En absence de signal PWM, l'inverseur concerné dans IC7 interprète ce niveau bâtard comme un niveau 1 et le témoin "LED1" s'éteint.
    A contrario de l'alarme surintensité, qui elle, allume ce témoin puisqu'elle impose un niveau logique zéro au même endroit.
  • Ce niveau bâtard est cependant insuffisant pour atteindre le seuil haut des entrées à trigger de schmitt des portes d'IC8, aussi est-il interprété comme un zéro logique. Le signal PWM est de ce fait inhibé et les transistors du hacheur ne reçoivent alors plus aucune sollicitation.
 






 11ème étape  : Simulation de l'alarme surchauffe.

Il n'est pas question pour l'instant de chauffer le capteur car c'est surtout la logique de gestion qui fait l'objet de ce test, aussi le contact d'un interrupteur lui sera substitué.
Le témoin "LED1" est allumé en permanence que le signal PWM soit présent ou pas, pour l'éteindre, il est nécessaire d'appliquer un état "ON" permanent sur l'entrée PWM, c'est à dire sur le contact 6 du connecteur CN3.



Le témoin LED1 est allumé en permanence quand CN3 n'est pas raccordé.


Le témoin LED1 s'éteint quand l'entrée PWM est à "ON" en permanence, figurée ici par l'application d'une tension de 4,8 volts (celle du pack d'accumulateurs ) entre 6 et 7 de CN3.

Contact d'alarme surchauffe ouvert ou "OFF"

Le signal PWM est appliqué sur le module, il est bien actif et retransmis aux transistors hacheurs puisque le multimètre de droite mesure une tension moyenne non nulle prélevée sur la patte 11 d'IC7.
Le multimètre de gauche est en test de diode plutôt qu'en ohmmètre car cette première fonction délivre une tension supérieure à vide (≈ 2,6 volts contre ≈ 0,5 volt ) et en plus elle est sonore.

  • Sa borne entrée "VΩHz" correspond au plus de la pile interne et est connectée sur 4 de CN3, c'est à dire sur le collecteur du photo-coupleur PC5.
  • Sa borne "COM" correspond au moins de la pile interne et est connectée sur 5 de CN3, c'est à dire sur l'émetteur du photo-coupleur PC5.
Le transistor du photo-coupleur PC5 est bien "OFF" puisque le multimètre de gauche reste muet et indique un débordement.



Alarme surchauffe absente, le témoin LED1 est allumé.

Contact d'alarme surchauffe fermé ou "ON"

Le signal PWM n'est plus retransmis aux transistors du hacheur, il est bien inhibé puisque le multimètre de droite indique une tension quasi nulle sur la patte 11 d'IC7.
Et le multimètre de gauche émet bien un signal sonore comme quoi le transistor du photo-coupleur PC5 est bien "ON" et qu'une alarme est émise à destination de la carte "drive main board".







Alarme surchauffe présente. Le témoin LED1 devrait s'éteindre mais le niveau bâtard sur la patte 1 d'IC7 est inférieur à celui annoncé puisque découpé par le signal PWM, il est alors interprété comme un zéro et le témoin reste allumé.




Prochaine étape : vérification des signaux en sortie des drivers de gate.

Le repos, c'est fait pour les jeunes. Ils ont toute la vie devant eux. J. Gabin/M. Audiard





DCE

 ((:s :-** :10:

Quand je lis tout cela, j'ai désormais l'impression que la réparation que j'ai accomplie sur les boards de mon Galaxy Force sont le fruit d'une chance absolument monstrueuse. Maintenant c'est sûr, une divinité d'Arcadia guidait mes mains incultes ;)

Heureusement que je n'ai pas lu ce genre de chose avant mon wip, je me serais découragé devant tant de science, total respect man ! <:)

Wax

 ((:s  Je comprends mieux ... pourquoi tu n'as pas plus de temps  :D

maldoror68

j'étais persuadé que l'erreur de conception se trouverai au niveau de l'alarme...
apparemment non  :-\ tout s'imbrique bien....

mais diantre ,pourquoi ces cartes claquent-elles?  ::)

gc339

#23
La loi de Murphy prédisant que c'est le point de détail que l'on a négligé qui va s'avérer crucial par la suite, et aussi pour éviter comme f4brice de sortir l'artillerie pour se rendre compte finalement que le défaut était dû à un oubli (discontinuité de masse ), je me suis ravisé et ai entrepris de vérifier la sonde thermique.

 12ème étape  : Test rapide du capteur thermique.

Le capteur OHD3-70M est de fabrication NEC Tokin. Le suffixe "70M" désignant un contact de type "Make" s'établissant au dessus de 70°C.

Ce capteur est fixé au beau milieu des transistors et des diodes de puissance sur la tôle dissipatrice en aluminium, donc il est nécessaire de le déboulonner pour éviter d'avoir à chauffer tout l'ensemble. Une fois démonté, un multimètre est connecté à ses bornes en fonction "mesure diode" pour bénéficier du signal sonore.

Un fer à souder est approché de la semelle du capteur et après 30 secondes, le signal sonore du multimètre retentit, il disparait quelques secondes après avoir éloigné le fer à souder. Le capteur est donc fonctionnel.
Une goutte d'eau a été déposée sur le corps du capteur pour avoir une idée de la température à laquelle le contact s'établi, comme elle ne s'est pas mise à bouillir ni a dégager de vapeur, cette température est donc considérée comme inférieure à la centaine de °C.




 13ème étape  : Vérification des signaux de commande de gate.





Schéma simplifié du pont en "H" :



  • Les quatre blocs en grisé figurent les switches dans les branches verticales du "H".
  • Le filtre L3/L4/L5/C48 avec le moteur raccordé sur CN2 forment la barre horizontale du "H".







Schéma d'un des switches du pont, ils sont tous les quatre strictement identiques.
Concernant les références pour un même composant sur ce schéma, elles sont disposées identiquement au switch concerné sur le schéma simplifié,



Exemple :

{

C44 - C46
C40 - C42

}

  • C44 est la référence du condensateur pour le switch du haut à gauche.
  • C46 est celle pour celui du haut à droite.
  • C40 est celle pour celui du bas à gauche.
  • C42 est celle pour celui du bas à droite.

L'armada de transistors entre le photo-coupleur et le transistor mosfet final n'est là que pour accélérer la charge/décharge de l'importante capacité gate/source de ce dernier, soit  2,5 nF typique selon leur datasheet. Elle a même été mesurée en moyenne aux alentours de 5 nF lors du la 6ème étape pour chaque 2SK1250.
Ce temps entre le passage l'état OFF à l'état ON et réciproquement de l'état ON à l'état OFF de chaque mosfet doit être le plus court possible pour minimiser leur échauffement.

Ces transistors mosfet's n'ayant pas encore été ressoudés, un condensateur de 3,3 nF a été soudé entre la pastille de la gate et celle de la source de chacun pour simuler cette capacité intrinsèque gate/source :



Les quatre condensateurs (de couleur orange ) simulant les capacités intrinsèques gate/source des mosfet's

Cette 13ème étape va donc consister à vérifier la présence, ainsi que l'abrupt des fronts montants/descendants du signal de commande de chaque mosfet.

  • Pas de souci majeur en ce qui concerne les deux mosfet's dans les branches inférieures du pont, leurs sources sont connectés au 0 VPWR de l'alimentation haute tension.
  • C'est moins évident avec ceux des branches supérieures. Fortuitement, le pont de soudure qui alimentait le hacheur en haute tension a momentanément été retiré lors de la 1ère étape, de plus aucun transistor n'a pas encore été ressoudé, donc à priori aucun risque de court-circuit lorsque la masse de l'oscilloscope sera raccordée sur la source d'un de ces deux mosfet's pour observer leur signal de commande de gate.

Les signaux attendus sont bien tous présents et d'une amplitude de 15 volts sur chacune des gates. Les transitions montantes et descendantes sont bien abruptes, juste un petit arrondi en fin de front probablement dû à la sonde 1÷10 de l'oscilloscope réglée légèrement en sous-compensation ou à la bande passante de ce dernier.






Le signal PWM prélevé sur la gate d'un des quatre mosfet's.
La synchronisation de l'oscilloscope et sa vitesse de balayage ont été ajustées pour afficher un intervalle de temps pendant lequel la durée ON est inférieure à celle OFF.



Le même signal PWM observé sur la même gate pendant un intervalle de temps où la durée ON est supérieure celle OFF.




Prochaines étapes : montage des transistors et diodes de puissance, rétablissement du pont de soudure, test avec une charge ohmique (lampe à incandescence ) sur la sortie vers le moteur.


Le repos, c'est fait pour les jeunes. Ils ont toute la vie devant eux. J. Gabin/M. Audiard





fgruat

tu as tout testé sur cette carte  :o
et aucun probleme

elle est donc fonctionnelle ou sinon c'est vraiment un petit truc qui deconne

Darth Nuno

Hi Mr "gc339",

I'm Mike Whitmoreen, HR Director at Sega of America, Inc.
Some of our engineers from the arcade division saw your 'reverse engineering' work on one of our early video game and they are quite impressed by your knowledge. We are always in need of talented people like you and you demonstrated here you've the knowledge to work on our high end system/hardware in the arcade division.
Please contact me to set an appointment.

Best regards,

Mike Whitmoreen, PHR

HR Director at Sega of America, Inc.

San Francisco Bay Area
Computer Games
Partner with SEGA executive staff to define, develop and implement HR programs to support the business needs of all SEGA entities (SEGA of America, SEGA Amusements, SEGA Gameworks).
 

AsPiC

Citation de: Darth Nuno le Mercredi 02 Octobre 2013, 21:15:38 PM
Hi Mr "gc339",

I'm Mike Whitmoreen, HR Director at Sega of America, Inc.
Some of our engineers from the arcade division saw your 'reverse engineering' work on one of our early video game and they are quite impressed by your knowledge. We are always in need of talented people like you and you demonstrated here you've the knowledge to work on our high end system/hardware in the arcade division.
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;D ((:s ((:s ((:s ;D

fiend41

#27
 <:) 8) ^-  ça c'est LA classe .  bon tant que la corée du nord te contacte pas  ça va  :D

euh..mais s'ils ont vu tout ça.. pourquoi n'interviennent t'il pas sur un forum pour apporter un peu d'aide précise ?  :-[
"C'était un fou un peu mystique Mais avec une certaine crédibilité..."

gc339

#28
Citation de: Darth Nuno le Mercredi 02 Octobre 2013, 21:15:38 PM
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electrozor

#29
ohhhh mon goooode
pardon oh my god
^-^
fait gaffe si tu croise morpheus et qu'il te raconte que tu es l' ELU

felicitation un grand bravo et merci pour ton travail qui est dorenavant reconnu  <:) <:) <:) <:)

speedsterharry

Citation de: Darth Nuno le Mercredi 02 Octobre 2013, 21:15:38 PM
Hi Mr "gc339",

I'm Mike Whitmoreen, HR Director at Sega of America, Inc.
(snip)

Euh, c'est une mauvaise blague ou quoi ?  :?

Iro

"Jet set 2, c'est avec Robert Garcia ?" Kaneda, Lapsus de sac Vol.1
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