Umbau SSE-Flipper von Transistor auf MOSFET

[Uffi33]

Hallo Flipperfreunde,

heute mal keine LED-Boards, sondern großer Mist beim SIMPSONS von DATA EAST.
Vorab schon mal ein Fehler in den Unterlagen - da hatte ich schon den ersten dicken Hals:

Ich hab das mal berichtigt. Ob ich jetzt alle Böcke gefunden habe...? Ansonsten bitte korrigieren!
Das war ja noch nicht ganz so schlimm - richtig derbe wurde es erst, als ich anfing, die Special Solenoid Driver wegen Defekt zu tauschen.
Aus bisher unergründlichen Umständen hatte es 4 Treiber auf einen Schlag zerrissen, alle 3 Bumper-Spulen sind abgeraucht und die Target-Spule stand unter Dauerfeuer.
Diese hat es scheinbar nur überlebt, weil das "Mädel" etwas dicker ist, als die der Bumperspulen und daher wohl einen höheren Widerstand hat.
Aber damit noch nicht genug ... den R14 (68 Ohm) hat´s auch mit entschärft und bis zur Unkenntlichkeit verbrannt. Das PCB sah entsprechend aus...schön schwarz!
Da war richtig was faul und es stank buchstäblich zum Himmel (nach Ampere). Die Wahrscheinlichkeit, dass es gleich (fast) 4 Spulen auf einmal zerreißt, ist äußerst gering.
Also habe ich mir zusammen mit meinem Freund Dipl. Ing. / Ing. Uli aus Frankfurt/Oder mal die Ansteuerung vorgenommen... https://cdn.jsdelivr.net/joypixels/assets/6.5/png/unicode/64/1f648.png
Wir haben in 2 Stunden Dauertelefonat das Schaltbild in LTspice rein gehackt und simuliert und es zeigten sich erhebliche Mängel, denn...
...bei jedem Schaltvorgang kriegt der SN7402 einen rückwärts auf den Deckel und seine interne Schutzschaltung springt an, die die Ausgänge schützt!
Die Widerstände R13 ... R18 gehören nicht in den Kollektor-Strang, sondern (wenn überhaupt) zwischen den Emitter des 2N4401 und die Basis vom TIP122.
Der 2N4401 soll als Stromverstärker fungieren aber nicht so, Freunde!

Naja...hat ja wohl mal funktioniert... also hab ich alles raus geschmissen, was defekt war. Inklusive 2x SN7402 plus das ganze andere Gedöns...
Anschließend Testlauf... und rumms... hat´s den nächsten SN7402 + diverse Transen + R15 gekillt.
Danach hatte ich die Backen dick - RAUS mit dem ganzen Scheiß und auf MOSFET umbauen. Wie, seht ihr im oberen Teil derGrafik.

Teil 2 der Umbauten des Data East auf Mosfet (betrifft genauso auch Williams Sys3...Sys7) Lampensteuerung:

nicht genug damit, dass die Spulentreiber (+ Spulen) abgeraucht sind.
Nein... auch das Board hat´s Höhe der Lampdriver nach LED-Umbau schööön knusprig gebraten!
Zurück zu führen ist das Ganze auf eine Fehlkonstruktion, die auch mit damaligen Mitteln besser zu lösen gewesen wäre.
Aber darauf will ich hier jetzt nicht weiter eingehen, sondern Euch lieber erzählen, wie Ihr für alle Zeiten das Problem lösen könnt.
Vom Umbau auf MOSFET war ja hier im Forum schon öfter zu lesen - leider aber auch nur halber Kram, weil die FET´s hart an ihrer Grenze betrieben werden.
Im Plus-Strang der Lampensteuerung nur den TIP42 gegen einen MOSFET zu tauschen, reicht leider nicht, sondern die Gate-Spannung muss runter!
Beim Williams mag das mit viel Glück noch funktionieren - beim Data East leider nicht, denn die 18VDC der Lampen können auch mal fix auf 20V hoch laufen
und dann war´s das für dem MOSFET.
Deshalb hier meine Empfehlung, die ohne Änderung auch für Williams übernommen werden kann:

In die Kollektor-Basis-Strecke zwischen den 2N6427 und dem Knotenpunkt R31-R38 + dem 2,2k kommt ein zusätzlicher 2,2k-Widerstand rein,
der zusammen mit dem vorhandenen 2,2K einen Spannugsteiler bildet und somit die Gate-Spannung für den MOSFET um die Hälfte senkt (etwa 10V).
Damit wird auf der einen Seite der MOSFET am Gate nicht im Grenzbereich betrieben und andererseits voll durchgesteuert.
Das Ende vom Lied ist, dass alle Bauteile (auch die NPN-Transistoren im Minus-Strang und deren 3W-Widerstände) absolut kalt bleiben.

Damit hat die Grillparty auf dem CPU-/Driverboard dann für alle Zeiten ein Ende.
Abschließend noch ein paar Fotos vom Umbau - Zuerst von den Spulentreibern (Special Solenoids):

So sieht das im Original aus.

...und so nach dem Wechsel auf MOSFET. Alle Widerstände, Vortreiber- und Treiber-Transistoren raus und 1x 10k-Widerstand und MOSFET rein - fertig.

Nun noch zum Lampdriver im Plus-Strang (Column)

1. den zusätzlichen 2,2k Widerstand einbauen:

den Leiterzug zwischen dem Kollektor vom Darlington (2N6427) und R31-38 auftrennen.

dann den 2,2k-Widerstand einlöten. Ich hab SMD 1206 (1/4W) dazu genommen.
Jeder andere Widerstand geht auch.

2. die TIP42 raus und die IRF4905 (oder jeder x-beliebige P-MOSFET mit möglichst kleinem RDS on) rein.
Erledigt - die ganze Bude bleibt kalt und es wird nix mehr geröstet.
Viel Erfolg beim Umbau

LG - Ulf 

PS:
die 27 Ohm-Widerstände sind eigentlich dann auch überflüssig und können theoretisch durch Drahtbrücken ersetzt werden,
denn (wie wir ja alle wissen...oder auch nicht) ist ein MOSFET...
1. spannungs- und nicht stromgesteuert, wie ein Transistor das ist und
2. ist der MOSFET am Gate (Steuerpin) extrem hochohmig, sodass der Darlington-Vortreiber (2N6427) nicht belastet wird.
Dieser kann (muss aber nicht zwingend) durch einen normalen Transistor ersetzt werden.
Aber das nur nebenbei...

[SvenD]

Hallo Ulf,

sehr interessant, was du hier geschrieben hast.

Bei Meinem Data East (Starwars) stinkts auch förmlich nach Ampere 😞

den Q39 hats auf dem CPU-Board geröstet. Hier hängt der Freispiel-Knocker dran, der Komischerweise immer dauerhaft angezogen war. Hier hat mein Vorbesitzer einfach schon mal ein Spulenkabel (das BRAUNE) abgekniffen. ... Lief soweit anscheinend Jahrelang, nur das der Flipper beim Freispiel halt nicht mehr "geklackt" hat! ... aber es hängen ja auch noch 4 Blitzerlampen (8R) dran...

Jetzt hat es seit längerem angefangen zu "stinken" bei spielen. Ohne gestartetes Spiel war alles gut, keine Geruch. Was ja wohl daran liegt, dass wenn nicht gespielt wird, die Blitzerlampen aus sind.

Nun habe ich nen Lampentest durchgeführt.... soweit alles gut, bis ich beim Blitzertest war. in dem Moment wo ich den gestartet hatte, habe ich es am Q39 sofort funken und brutzeln sehen...

Meine Frage ist jetzt, ob du mir einen Tip geben kannst, was ich jetzt am besten machen sollte/könnte.... möchte den StarWars gern gut in Schuss erhalten.

Ich frage mich nur, was am besten wäre... gleich alle "Q"s auf Mosfet umbauen? ... und macht es sinn den ganzenb Flipper auf LED umzurüsten?

Kannst du mich hier evtl. noch etwas mehr aufschlauen???

 

Würde micht echt über Hilfe freuen!

 

Grüße,

SVEN

 

[Uffi33]

Hallo Sven,

ich habe Dir ja schon in Deinem neuen Thread auf das Problem geantwortet. Ein Umbau auf MOSFET ist immer von Vorteil. Hätte die damalige Flipperindustrie dieses Bauteil schon zur Verfügung gehabt, hätten sie es auch definitiv genutzt. Heute geht in den neuen Pins ohne MOSFET nix mehr! Gleiches gilt für den Umbau auf LED. Du brauchst Dir nur die neue Flippergeneration anzusehen - komplett auf LED gebaut. Warum wohl? 

1. sind LED vom Wirkungsgrad her (Strom zu Lichtausbeute) unschlagbar

2. entlastet es ALLE Bauteile vor und nach der LED (angefangen beim Trafo über Treiber bis hin zur Wärmebelastung der Pastics)

3. peppt die LED alte, verblichene Inserts farblich wieder auf, was eine "weiße" (eher gelbliche) Glühlampe nicht kann

Es gibt natürlich den einen oder anderen Flipperbesitzer, der diese Vorteile ignoriert und beharrlich darauf besteht, auch weiterhin seinen Pin mit Glühbimmeln zu stressen, nur der Nostalgie und dem Originalzustand wegen - okay...sollen sie machen....bis die Stecker brutzeln!

Klar...nicht in jeden Pin passt LED! Das sehe ich inzwischen auch so und dem einen oder anderen Pin wird durch LED seine "Seele" genommen. ABER...in 90% aller Pins ist der Umbau auf LED zu empfehlen. Das sage ich jetzt nicht, weil ich meine LED-Boards verkaufen will, sondern in erster Linie, um Eure Pins da draußen vor Schäden zu bewahren! Verbrannte Stecker, heiß laufende Lastwiderstände, kochende Treibertransistoren und letztlich eine saftige Stromrechnung sind nach dem Umbau auf LED Geschichte. Dein Pin wird´s Dir danken und Dein Geldbeutel am Jahresende auch, wenn die Energieabrechnung kommt. Du musst Dir klar machen, dass Du den Strom mit einer LED gegenüber der Glühlampe auf 1/10 reduzierst und im Gegenzug noch eine weitaus höhere Lichtausbeute + Farbwiedergabe hast. Zähl mal durch, wie viele Glühlampen Du im Pin drin hast.... 4 Glühlampen ziehen ca. 1 Ampere / 4 LED dagegen nur ca. 80 bis 100mA. Das ist der "kleine" Unterschied dabei!

Ich denke, damit ist klar, wie Deine Entscheidung ausfallen sollte. Aber Vorsicht!!! Es gibt den einen oder anderen Pin, der nach LED-Umbau ein sogenanntes Ghosting (Geisterleuchten) zeigt. Das heißt, dass LED´s mitglimmen, die eigentlich nicht angesteuert werden, was das Gesamt-Leuchtbild versaut. Betroffen davon sind vor allem die WPC-Pins, wie Addams Family, Indiana Jones, T2 und andere WILLIAMS. Grund dafür sind NICHT die LED´s, wie es mir letztens ein verärgerter Kunde einreden wollte (der auch nicht mehr an meine Tür zu klopfen braucht!), sondern ein Programmierfehler in der Software von WILLIAMS bzw. Nachbau-Driverboards, bei denen schon "ab Werk"  Ghosting freihaus mitgeliefert wird (ich denke, Derjenige "Hersteller" weiß schon, wer gemeint ist). Abhilfe zum "Original"-Ghosting schafft ein gepatchter Spiele-EPROM. Der Patch war mal Freeware, wurde aber inzwischen seitens der aktuellen Rechteinhaber aus dem Netz genommen. Ich lege IMMER einen gepatchten EPROM gratis mit in die Sendung, wenn er für den entsprechenden Pin notwendig sein sollte. Du kannst den auch in den USA für 20USD + Versand + Zoll kaufen...😅

Du siehst also ... ich mache mir so meine Gedanken, beobachte den Markt und dessen Produkte ganz genau und wenn jemand Scheiße entwickelt hat und diese dann auch noch für viel Kohle unter die Leute bring, platzt mir der Arsch! Ich muss nicht das Rad neu erfinden, damit es rund läuft. Die Pins machen uns schon genug Ärger. Da muss ich nicht was bauen, was am Ende noch mehr Ärger macht! Meine Motto ist und bleibt: "Never change a running System" und wenn die Ansteuerung der Treiber über Jahrzehnte mit den Original-Chips gelaufen ist, muss ich keinen Mikroprozessor auf einem PDB "erfinden" und dazwischen klöppeln, nur, um mich von der Masse abzuheben. Nö...muss ich nicht haben und deswegen verbaue ich auch weiterhin die guten alten DIL-Chips, die gesockelt werden und damit ist die Sache für den Endverbraucher servicefreundlich und leicht zu reparieren, ohne löten zu können! SMD-Bauteile nur da, wo es Sinn macht. Ansonsten bleibe ich treu bei TO220-Gehäusen und den "dicken, klobigen" DIL-Gehäusen, auch, wenn die DIL-IC inzwischen teurer sind, als die SMD-Chips mit gleicher Funktion. Ein DIL ist schnell gewechselt, ein SMD-Chip nicht. Das ist der kleine Unterschied!!!

In diesem Sinne... LG-Ulf

[Uffi33]

Ach übrigens Sven...

Für Deinen Data East "Star Wars" habe ich das komplette LED-Rundum-Sorglos-Paket inklusive R2D2-Mod, welches in dieser Form so NIEMAND außer mir baut.

Namhafte Größen in der Szene, wie Freddy´s Pinball Paradise, mein Freund Henrick Maurer (Pinball Paradise) oder auch die Jungs in Seligenstadt und Essen, das Flipper-Urgestein und Freund Hartmut Litfin sowie Kunden in aller Welt (von Kanada bis Japan + ganz Europa) zählen inzwischen zu meinen treuen Kunden. Du kaufst hier also keinen Mist.

Bei Interesse schreibe mir eine PM und dann reden wir mal am Telefon drüber. Nur eins vorweg...Dein Star Wars wird nach dem Umbau auf LED ein Anderer sein ABER ein Schöner! Das garantiere ich Dir schon mal!

Einen kleinen Überblick über das, was ich so fabriziere, kriegst Du bei eBay. In meinem kleinen "Kämmerlein" (übrigens alles Handarbeit und damit auch mit Wartezeit verbunden) liegen natürlich noch ganz andere Schätzchen, die ich aus Zeitgründen nicht bei eBay drin habe. Dem MOD für R2D2 aber schon...

https://www.ebay.de/itm/325178052546

Ebenfalls passend für Deinen Data East:

https://www.ebay.de/itm/325556528128

https://www.ebay.de/itm/324393615775  (hier für den Addams - baue ich aber auch für alle anderen Pins / Williams, Stern, Bally, Gottlieb ect.)

Einfach mal bei eBay stöbern oder in meinen Threads im Flippermarkt.de nachlesen (Pseudonym: Uffi33). 

Über WhatsApp kann ich Dir dann mal ein paar Fotos und Videos schicken, was beim Data East möglich ist. Da geht so Einiges.

1x Kohle in die Hand nehmen und dann hast Du Ruhe bis ans Ende Deiner Tage - das verspreche ich Dir!

[Uffi33]

Am 5.2.2023 um 15:52 schrieb SvenD:

Hier hängt der Freispiel-Knocker dran, der Komischerweise immer dauerhaft angezogen war.

Die TIP-Transistoren haben die blöde "Abgewohnheit", bei Defekt einen Kurzschluss zwischen Emitter und Kollektor zu fabrizieren. Steigt der Strom dann noch weiter, fliegen die Gehäuse auseinander und die Splitter findest Du anschließend in der Backbox wieder. Hab ich alles schon live gesehen und so eine Explosion auch schon hautnah erlebt. Einem Freund hätte es um ein Haar ein Auge ausgeschossen (Backbox war offen). Also immer schön vorsichtig, wenn Du am fummeln bist.

 

Am 5.2.2023 um 15:52 schrieb SvenD:

habe ich es am Q39 sofort funken und brutzeln sehen...

Typischer Fall des o.g. Phänomens - Gehäuse geplatzt. Den Trans kannst Du vergessen und seinen Vortreiber ebenfalls. Beide wechseln und vor einschalten des Pins die Flasher-Fassung  auf Kurzschluss überprüfen. In sehr, sehr seltenen Fällen macht auch die Glühlampe selbst intern einen Kurzschluss. Fakt ist, dass Du in dem Strang einen Kurzen drin hast. Ebenfalls die Stecker und das Driverboard auf Schmor-Spuren untersuchen. Die alten PCB-Trägermaterialien haben die Angewohnheit, bei Verkohlung leitend zu werden. Wenn dann an der Stelle eine entsprechende Spannung mit dem dazuhehörigen Strom anliegt, geht da unter Umständen böse was ab. Wir hatten mal so einen Fall im Flippermuseum, wo uns auf einem Powerboard (ebenfalls beim Data East "Star Wars") eine Elko weg geflogen ist, der dann das Trägermaterial in Brand setzte und ein Loch von 4cm Durchmesser ins PCB gebrannt hat. Seitdem haben wir massiv mit CO2-Feuerlöschern aufgerüstet und Brandmelder installiert. Die Sicherheit unserer Gäste steht ganz oben an! Ähnliche Fälle hatte ich aus Seligenstadt zu hören gekriegt. Flipper-Partykeller ohne Feuerlöscher halte ich persönlich für leichtsinnig und gefährlich! Die Kisten sind knochentrocken und brennen, wie Zunder! Das sollte man NIE vergessen!!!!