Power-Driver Board

Auf dem Power-Driver-Board sind die Leistungsfunktionsgruppen des Flippers untergebracht.

Dazu zählen die Lampenmatrix, die allgemeine Beleuchtung (Wechselspannungslampen), die Spulen- und Flasher-Schaltstufen, sowie die dazugehörigen Spannungsversorgungen, außerdem die Logikspannungsversorgung und das Game-Over-Relais der Flipperspulen.

Logik-Spannungsversorgung

Die +5V Logikspannungsversorgung wird über die Gleichrichterbrücke BR2 hergestellt. Die Wechspannungsseite des Gleichrichters wird durch die Sicherung F113 abgesichert. Da die Spannung sehr konstant gehalten werden muss, wird ein Spannungsregler, Ql LM323, zur Stabilisierung verwendet, siehe Schaltbild.

Am Gleichrichter BR2 ist eine Sinus-Nulldurchgangserkennungs-Schaltung angeschlossen. Die Dioden D38 und D3 sind so geschaltet, dass sie die positive Halbwelle der Sinusspannung durchlassen.

Da die Dioden jeweils an dem Anfang und das Ende einer Trafowicklung angeschlossen sind, ergeben sich an den Kathoden der Dioden zwei Spannungen mit einer Phasenverschiebung von 180°. Die beiden Spannungen werden auf zwei als Komperatoren geschaltete Operationsverstärker gegeben.

Sie geben im Bereich des Nulldurchganges beiden Spannungen einen Impuls ab. Dieser Impuls (Zero-Cross-Impuls) wird zur Synchronisierung der Steuerung der Triacs der Allgemein-Beleuchtung und der Spulen-Schaltstufen verwendet.

Eine exakte Abstimmung des Ansteuerungsimpules der Spulenschaltstufen auf die Wechselspannung ist wichtig für gleichmäßige Kraftentfaltung der Spule. Wird die Spule ohne Rücksicht auf die Wechselspannung gesteuert, schwankt die Kraft der Spule sehr stark. Wird die Spule im Spannungsmaximum der Wechselspannung angesteuert, so ist ihre Kraft größer als wenn sie im Nulldurchgang geschaltet wird.

Der Gleichrichter BR1 liefert neben der Spannung der Lampen-Matrix auch die Eingangsspannung des Reglers Q2 LM7812. Q2 stabilisiert die Ausgangsspannung auf+12V zur Versorgung der Kontakt-Matrix auf der CPU-Platine. Die Sicherung F115 schützt Q2 gegen Kurzschluss. Die zweite +12V Spannung ist unstabilisiert und wird vom Gleichrichter BR5 geliefert. Sie dient der Spannungsversorgung, z.B. der Schaltkreise für Lichtschranken im Drop-Target, siehe Abbildung.

Wechselspannungslampen

Die Wechselspannungslampen oder auch die Allgemeinbeleuchtung (engl. General Illumination) werden mit 6,3V Wechselspannung (AC) betrieben. Sie sind über Triacs durch eine Phasenan-schnittsteuerung in der Helligkeit veränderbar. Die Lampen sind in 5 Gruppen eingeteilt, s. Abbildung .

Die Ansteuerung der Triacs geschieht über den Daten-Bus. Das 8-fach D-Flip-Flop Ul (74LS74) speichert die Steuerdaten der 5 Lampenkreise und das Game-Over-Relais Kl, welches die Flipperspulen abschaltet Sie werden mit der positiven Flanke des Triac-Signals an die Ausgänge übernommen und steuern die Treiber-Transistoren der Triacs, die wiederum die Lampen schalten. Die Sicherungen der Stromkreise sind F106 - F1

Flipperspulen

Die Spannungsversorgung der Flipperspulen wird ebenfalls über die Gleichrichter-Brücke BR3, +50V Spannung, hergestellt. Die Sicherung F102 schützt die rechte Flipperspule, die SicherungF101 die linke Flipperspule, siehe Abbildung.

Von hier aus führt der Strom über den Stecker J109 zur Flipperspule und den Flippertaster zur Power-Driver-Platine J110 zurück. Hier sind die Flipperspulen über das Game-Over-Relais K1 mit Masse verbunden. Das Game-Over-Relais schaltet Masse an die Flipperspule, wenn sich das Gerät im "Spiel" befindet.

Das Relais wird über das D-Flip-Flop U l angesteuert. Es erhält die Daten über den Datenbus der CPU-Platine. Der Ausgang Q7 schaltet den Steuertransistor des Relais.

Die Meldung, dass eine Flipperspule angezogen hat, wird über die Optokoppler U7 und U8 erzeugt. Die Optokoppler liegen parallel zu den Flipperspulen. Sobald diese aktiviert werden, fließt ein Strom durch die Leuchtdiode des Optokopplers, s. Abbildung 4-1. Hierdurch wird der Transistor im entsprechenden Optokoppler angesteuert und gibt eine Meldung über die Kontakt-Matrix an die CPU-Platine weiter.

Diagnose Leuchtdioden

Auf der Power-Driver-Platine befinden sich Leuchtdioden, abgekürzt LED, die das Vorhandensein verschiedener Spannungen anzeigen, siehe nachfolgende Tabelle unten.

 
LED Funktion

5. Lampen-Matrix

Die Lampen-Matrix ist in 8 Spalten und 8 Reihen unterteilt, s. Abbildung.

Die Spannungsversorgung von 18V wird an die Spaltentransistoren Q91-Q98 (Tip 107) angelegt. Der Stromfluss führt über die Lampen zu den Reihentransistoren Q83-Q90 (Tip 102) gegen Masse. Die Spalten werden nacheinander angesteuert, die Reihen zum gleichen Zeitpunkt. Jeweils die Lampe leuchtet, die sich im Kreuzungspunkt einer angesteuerten Spalte und einer angesteuerten Reihe befindet.

Das Daten-Wort, welches die Ansteuerung der Spalten enthält, wird über das Bus-Treiber-IC U9 (74LS240) an den Datenspeicher U18 (74LS374) weitergegeben. Die Daten werden durch das Signal LMP COL an die Ausgänge von U18 (74LS374) weitergeben. Die Daten werden durch das Signal LMP COL an den Ausgängen von U18 übernommen und steuern die Treiber-Inverter U19 (ULN-2803).

Diese wiederum steuern die Spalten-Transistoren Q91 - Q98 (Tip 107). Sie verbinden die Matrix mit+18V.

Das Reihen-Steuerwort wird ebenfalls vom Daten-Bus übertragen und zur Steuerung der Reihen-Transistoren im Datenspeicher (D-Flip-Flop U10 - U13,74LS74) zwischengespeichert.

Die Daten werden durch das LMP ROW (Lamp Row) Signal, welches am Clock-Eingang des FF liegt, an dem Ausgang übernommen. Die Ausgänge ihrerseits steuern die Reihen-Transistoren, die Masse an die Lampen-Matrix legen.

Die Reihen-Schaltstufe verfügt über eine Kurzschlußschutzschaltung, die einer Zerstörung der Bauelemente bei einem Kurzschluß in der Matrix vorbeugt.

Die Schutzschaltung besteht aus einem Operationsverstärker, der als Komparator geschaltet ist., s. Abbildung. Der nicht invertierende Eingang ist fest mit einer 1,4V Referenzspannung verbunden.

Der invertierende Eingang ist mit dem Emitter des Schaltstufentransistors verbunden. Der Emitter seinerseits ist über einen 0,22 Ohm Widerstand mit Masse verbunden.

Fließt über den Emitterwiderstand ein Strom, der einen Spannungsfall von über 1,4V verursacht, schaltet der Ausgang des Operationsverstärkers von +5V auf 0V (von High auf Low) um und blockiert damit den Ausgang des FF.

Die Ansteuerung der Transistor-Schaltstufe wird gesperrt und ein zu hoher Stromfluss unterbunden.

Der maximal zulässige Strom beträgt 6,4 A.

Die Spannungsversorgung der Lampen-Matrix wird über den Gleichrichter BR1 hergestellt, siehe Abbildung. Die Leuchtdiode LEDS zeigt das Vorhandensein der +18V Spannung an.

Die hier notwendigen Bauteile findet man übrigens in meinem Ersatzteil - Shop

Spulen und Flash-Lampen

Die Spulen bzw. Flash-Lampen werden ebenfalls vom Power-Driver-Board mit Spannung versorgt bzw. gesteuert. Es können maximal 28 Spulen bzw. Flash-Lampen an das Power-Driver-Board angeschlossen werden.

Die Spannungsversorgung der Spulen +50V wird über den Gleichrichter BR3 hergestellt. Die Sicherungen der Stromkreise sind auf der Wechselspannungsseite vor dem Gleichrichter F112 und auf der Gleichspannungseite F103 - F105. Von den Sicherungen führt der Stromkreis über die Stecker J106 - J108 zu den Spulen und von dort über die Stecker J122 - 132 zu den Schaltstufen, die dann gegen Masse schalten. Die Flash-Lampen werden mit +20V über den Gleichrichter BR4 versorgt.

Die Wechselspannungssicherung F111 ist vor dem Gleichrichter angeordnet.

Der Stromkreis führt vom Gleichrichter über den Widerstand R224 zu den Steckern J106 und J107, zu den Lampen und von dort zu den entsprechenden Schaltstufen.

Die Schaltstufen sind von der Schaltleistung her in zwei Gruppen unterteilt: eine Hochstrom-Gruppe und einen zusätzlichen PNP-Leistungstransistor (Tip 36C)für Spulen, die eine große Kraft erzeugen müssen, und eine zweite Gruppe, an die auch die Flash-Lampen angeschlossen sind. Hier wird der Darlington Transistor (TIP 102) als Schalttransistor verwendet.

Von den Steuersignalen her sind die Schaltstufen in 4 Gruppen unterteilt. Jede der Gruppen verfügt über ein eignes 8-fach D-Flip-Flop U2-U5 (74LS374), welches die Steuerdaten zwischenspeichert.

Die Steuerdaten werden über den Datenbus übertragen und mit der positiven Flanke des Übernahmesignals (SOLI - SOL 4) an die Ausgänge der Flip-Flops übernommen.

Das Blankingsignal der CPU-Platine ist mit den OC (Output-Control)-Eingängen der Flip-Flops verbunden und sperrt deren Ausgänge im Falle einer Fehlfunktion der Steuerung.