Yksinkertaista elektroniikkaa

Elektronisen flipperin komponentteja

Vaikka elektronisessa (eli SS, Solid State) flipperissä onkin monimutkaista elektroniikkaa mikroprosessoreineen, ovat useimmat viat kuitenkin helppoja korjata. Itse prosessori ja sen oheislaitteet vikaantuvat tosi harvoin. Yleensä hajoaa kelaa tai lamppua ohjaava transistori tai kelan suojadiodi, jotka kyllä pystyy ihan kotikonstein vaihtamaan eikä niiden hankintakaan tuota suuria ongelmia.

Diodi

Diodi on laite, joka johtaa virtaa vain toiseen suuntaan. Niitä käytetään SS-flippereissä jokaisen kelan rinnalla poistamaan kelasta virtaa katkaistaessa syntyvä jännitepiikki, joka voisi rikkoa kelaa ohjaavan transistorin. Useissa koneissa myös kytkimien ja lamppujen kanssa on diodi sarjassa, tällöin ne mahdollistavat monen kytkimen tai lampun ohjaamisen vähemmillä johdoilla, eli nk. matriisikytkennän.

Diodi on yksinkertainen komponentti, siinä on vain kaksi johtoa. Diodin toiminnan testaus käy myös yksinkertaisesti monesta yleismittarista löytyvällä dioditestialueella: johdot toisinpäin mittari näyttää jotain arvoa, ja johdot toisinpäin mittari näyttää ääretöntä, tai kuin johdot eivät olisi lainkaan kytketyt. Jos mittarissa ei ole erikseen dioditestialuetta, voidaan usein käyttää ohmimittausta.

Diodi voi rikkoutua kahdella tavalla: joko se katkeaa tai menee oikosulkuun. Jos kelan rinnalla oleva suojadiodi katkeaa, voi kelan toimiessa esiintyä outoja ilmiöitä, ylimääräisiä pisteitä, pelin yhtäkkinen nollautuminen tai muuta hauskaa. Usein myös kelaa ohjaava transistori voi palaa. Flipperin kelat ovat vahvoja ja toimivat usein. Niinpä niissä olevat diodit usein tärisevät irti. Vaikka itse diodi on ehjä, ei siitä ole hyötyä jos jompikumpi johto on irrallaan. Usein tämä vika oireilee niin että flipperiä painettaessa peli nollautuu tai sekoaa. Jos kelan suojadiodi palaa oikosulkuun (harvinaista!), palaa kelojen jännitteen sulake aina kun ko. kelan pitäisi toimia. Kun löydät oikosulussa olevan diodin, älä varmista asiaa kokeilemalla kelaa ilman diodia koska silloin voit aiheuttaa lisää vikoja. Vaihda uusi diodi ja kokeile sitten vasta.

Lamppujen ja kytkimien sarjadiodien katketessa lakkaa kyseinen lamppu tai kytkin toimimasta. Vianhaku on tällöin helppoa. Jos taas diodi menee oikosulkuun, syttyy kyseisen lampun kanssa muitakin, vaikkei pitäisi. Samoin kytkimen painallus voi aiheuttaa muidenkin kytkimien näennäisiä toimintoja. Näiden vikojen hakemisessa on hyvänä apuna koneen oma testiohjelma, jolla voi ohjata lamppuja ja lukea kytkimiä yksi kerrallaan. Tutustu koneesi manuaaliin.

Mitatessasi yleismittarilla diodeja, on yleensä hyvä irrottaa diodin jompikumpi pää ennen mittausta. Näin varmistat että mittaat nimenomaan kyseessäolevaa diodia eikä muu kytkentä häiritse mittausta. Kytkimien diodeja mitattaessa riittää että varmistat kytkimen auki olemisen, diodia ei tarvitse irrottaa. (Lamppujen diodin mittaukseen riittää myös ko. lampun irrotus.)

Niin keloille, lampuille kuin kytkimillekin käy sama diodi. Tyyppi 1N4007 on yleinen ja halpa (n. 0.15 e/kpl). Joissain koneissa on kytkimillä käytetty pienempää diodia 1N4148, joka maksaa vähemmän mutta selviät helpommalla kun pidät vain yhtä tyyppiä varastossa, 1N4148 ei käy keloille eikä lampuille.


1N4148 ja 1N4007 diodit, sekä diodin piirrossymboli


Diodin piirrossymbolin suoraa viivaa vastaa diodin renkaalla merkitty pää. Toimintaa tutkittaessa on syytä muistaa että diodissa virta voi kulkea vain 'nuolen' suuntaan eli kohti renkaalla merkittyä päätä. Diodeja käytetään elektronisessa flipperissä myös virtalähteessä tasasuuntaukseen sekä prosessorikortilla logiikkatasojen ohjaukseen. Näihin käyttökohteisiin ei kuitenkaan nyt puututa koska niiden korjaus vaatii jo hieman syvempää tietämystä asiasta.

Transistori

Transistori ei ole paljoakaan diodia monimutkaisempi kapistus. Siinä on kolme johtoa eli yksi enemmän kuin diodissa. Näiden johtojen merkintöinä käytetään englanninkielisistä nimistä tulevia kirjaimia E,B ja C. Flipperihommissa voidaan transistori kuvitella hieman releen tapaiseksi kytkimeksi, jossa pienellä virralla (releen kela) voidaan ohjata suurempaa virtaa (releen kärjet). Lyhyesti, kun E:n ja B:n välille kytketään jännite, pääsee virta kulkemaan E:n ja C:n kautta, ja kun jännite katkaistaan, katkeaa E-C välikin.


TIP36C, TIP122C ja 2N5401 transistorit
sekä NPN-transistorin piirrossymboli


Elektroniikasta useimmin hajoava osa on kelan ohjaintransistori. Keloja ohjataan seuraavan kuvan mukaisesti. Yleensä kelojen ohjaukseen käytetään TIP122C NPN Darlington-transistoria. Darlington-transistorissa on tavallaan samassa kotelossa kaksi transistoria peräkkäin. Näin saadaan suurta virtaa ohjattua hyvin pienellä ohjausvirralla.

Solenoidin ohjaus flipperissä


Kun transistorin B-jalkaan tulee prosessorikortilta jännite, alkaa transistori johtaa ja transistorin C:n ja 50V:n välille kytketty kela saa täyden jännitteen. B:n ollessa jännitteetön ei kelankaan kautta kulje virtaa. Kelan rinnalla on suojadiodi, joka estää kelan virtaa katkaistaessa syntyvän jännitepiikin hajottamasta ohjaintransistoria.

Kuvan mukaisesti toimii NPN-tyyppinen transistori, joita yleensä käytetään kelojen ohjaukseen. On olemassa myös PNP-tyyppisiä transistoreita, joilla jännitteiden napaisuus on toisinpäin. Jos yo. kelan ohjauksessa olisi käytetty PNP-transistoria, olisi kelan yläpään jännite ollutkin -50V (plusmaadoitettu systeemi). PNP-transistoreita käytetään lamppujen ja näyttöjen ohjauksessa toisinaan. Piirrosmerkistä voi todeta transistorin tyypin, NPN:llä E-johdon nuoli osoittaa ulospäin transistorista kun taas PNP:llä nuoli on sisäänpäin. Paitsi jännitteiden napaisuus, muita eroja ei periaatteessa NPN ja PNP transistoreilla ole. Korjatessa täytyy NPN:n tilalle vaihtaa NPN ja PNP:n tilalle PNP.

Transistori voi rikkoutua, kuten diodikin, joko menemällä oikosulkuun tai katkeamalla. Usein suurivirtaiset transistorit, kuten kelojen ohjaimet, menevät oikosulkuun. Vika näkyy tällöin kyseisen kelan jatkuvana vetämisenä. Transistorin vaihtamisen jälkeen kela yleensä toimii. Pienivirtaisemmat, mutta suuremmalla jännitteellä toimivat transistorit usein palavat poikki. Näin tapahtuu vanhemmissa flippereissä (ei matriisinäyttöä) usein näytön ohjaustransistoreille. Vian huomaa puuttuvista eli pimeistä numeroista näytöillä.

Kelan ohjauksen periaatekaaviosta yllä nähdään että kela vetää kun transistorin C-jalka maadoitetaan. Toisaalta taas TIP122C transistorissa C on transistorin kuoreen kytketty. Näin on helppo paikallistaa vika joko kelaan tai transistoriin: Jos kela ei toimi, yhdistä johdonpätkällä kelaa ohjaavan transistorin kuori maahan, esimerkiksi backboxin metallisuojaan. Mikäli kela on ehjä, vetää se nyt. Älä pidä kelaa vetäneenä näin muutamaa sekuntia kauempaa, tai sulake palaa. Kelan vetämisen huomaat kyllä ihan vain johtoa transistoriin räpsäyttämällä. Jos kela ei vedä, on vika kelassa tai sulakkeessa. Jos sulake on palanut, vaihda ja kokeile uudelleen. Jos se palaa heti, on kela tai kelan diodi oikosulussa. Yleensä oikosulkuun palanut kela on silminnähden ruskistunut päältä. Palanut diodi ei välttämättä ole epäilyttävän näköinen. Voit aina mitata kelan ohmialueella, ehjä kela on kelasta riippuen 10-50 ohmia (flipperin vetokela n. 5 ohmia). Jos kela vetää transistorin kuori maadoittamalla mutta ei muulloin, on transistori vioittunut. Vika voi myös olla transistoria ohjaavassa elektroniikassa, mutta koska se on hyvin erilaista eri koneissa ei siihen puututa tässä. Yleensä vikaantuu kuitenkin vain kelaa ohjaava transistori.

Korjaajan kannattaa hankkia varastoonsa TIP122C transistoreita, joita on käytetty kelojen ohjaukseen suunnilleen ensimmäisistä elektronisista koneista alkaen. Vanhoissa Ballyn koneissa toisinaan palaa 2N5401 näyttökorteilta, vika näkyy pimeinä numeroina. Joten tarvittaessa niitä myös muutamia varastoon. Uudemmissa WPC Fliptronic-koneissa on flipperin keloja ohjaamassa TIP36C, joita kannattaa niinikään pitää saatavilla jos tiedossa on kyseisten koneiden korjauskeikkoja. TIP122C:n tilalle käy myös BDW93C.

Kondensaattori

Flippereissä käytetään pääasiassa kahdenlaisia kondensaattoreita: elektrolyyttejä ja keraamisia. Elektrolyyttejä käytetään virtalähteessä suodattamaan eli tasoittamaan muuntajalta ja tasasuuntaajalta saatava jännite. Nämä virtalähteen kondensaattorit ovat yleensä isohkoja sylintereitä, joissa voivat liitäntäjohdot olla joko vastakkaisissa päissä tai samassa päässä. Elektrolyyttikondensaattorin elinikä on käyttölämpötilasta riippuen 5-15 vuotta. Vanhimmissa elektronisissa flippereissä ovat elektrolyytit jo vaihtokunnossa. Nämä kondensaattorit löytää yleensä virtalähdekortilta, mutta useasti suuret kondensaattorit ovat erikseen kiinnitetyt joko backboxiin (Bally, Williams) tai kabinetin pohjalle (Gottlieb).

Kondensaattorilla on kaksi toiminta-arvoa: jännite ja kapasitanssi. Esimerkiksi voi kondensaattorin kyljessä olla merkittynä arvot 6800 uF / 40 V. Varaosaksi voi vaihtaa kondensaattorin, jossa arvot ovat vähintään samansuuruiset kuin vanhassa. Esimerkiksi edellämainitun kondensaattorin tilalle voi huoletta vaihtaa jännitekestoltaan suuremman 6800 uF / 100 V kondensaattorin. Vaihto-osan kapasitanssi voi olla hieman suurempi, mutta liiallisuuksiin ei kannata mennä. Edellämainitun kondensaattorin tilalle voi vielä vaihtaa 8200 uF tyypin, mutta esimerkiksi 10000 uF voi jo olla hieman liian suuri. (Liian suuri kondensaattori virtalähteessä voi ottaa liikaa virtaa käynnistettäessä ja polttaa sulakkeen) Elektrolyyttikondensaattorin ikääntyessä ja kuivuessa sen kapasitanssi pienenee kunnes se ei enää ole riittävä suodattamaan jännitettä. Tämä näkyy esimerkiksi näyttöjen numeroiden vilkkumisena, jos kyseessä on näytön virtalähteen kondensaattori, tai pelin nollautumisina tai hitaana käynnistymisenä, jos kyseessä on prosessorin käyttöjännitteen suotokondensaattori.

Elektrolyyttikondensaattorien kunnon virtalähteissä voi tarkistaa mittaamalla ns. rippelijännitteen. Tämä jännite on kondensaattorilla näkyvä vaihtojännite. Useimmat digitaaliset yleismittarit sopivat tähän mittaukseen. Voit tarkistaa oman mittarisi sopivuuden kytkemällä mittari vaihtojännitealueelle (ACV) ja mittaamalla vaikkapa 9V pariston jännitteen. Mikäli mittari näyttää vaihtojännitealueella nollaa, on se sopiva virtalähteen rippelin mittaukseen. Kytke ensin mittari tasajännitealueelle (DCV) ja mittaa jännite elektrolyyttikondensaattorin yli. Mittaa sen jälkeen sama jännite mittarin vaihtojännitealueella. Vaihtojännitearvo pitäisi olla alle 20% tasajännitteestä. Esimerkiksi jos mittasit tasajännitettä 20 V, pitäisi vaihtojännitelukeman olla alle 4 V. Jos se on enemmän, on kondensaattori vanhentunut eli kuivunut eikä toimi enää halutulla tavalla. Tämä mittaus toimii ainoastaan virtalähteen suotokondensaattoreilla, eikä esimerkiksi äänikortin kaiuttimen kytkentäkondensaattorilla. Useimmin vanhenevat juuri virtalähteen kondensaattorit.

Keraamisia kondensaattoreita käytetään lähinnä kytkimien rinnalla parantamaan kytkimen herkkyyttä lyhyille sulkeutumisille. Kytkimen rinnalla voi olla esimerkiksi 0.1 uF / 100 V kondensaattori. Vanhoissa Ballyn koneissa nämä kondensaattorit saattavat vuotaa aiheuttaen ihmeellisiä toimintoja, esimerkiksi jatkuvaa tilttiä tai virheellisiä pisteytyksiä. Näiden kondensaattorien jännitekeston ei tarvitse olla 100 V, mutta toisaalta 0.1 uF kondensaattoreita ei juuri pienemmällä jännitteellä saakaan.

Vanhemmissa elektronisissa koneissa on flippereiden EOS kärkien rinnalla usein 1-3 uF kondensaattori, joka saattaa tärinässä irrota. Peli toimii ilmankin, mutta EOS-kärjet kipinöivät tarpeettoman paljon ja kuluvat nopeasti loppuun. Näitä on hyvä välillä tarkistaa ja vaihtaa tarvittaessa.


Takaisin