WPC:n kytkinmatriisin ongelmanratkaisu

Kytkinmatriisi on järjestelmä, jolla 8:lla virran ulosannilla ja 8 komparaattorilla luodaan 8x8 matriisi, jolla voidaan tarkkailla 64 pelikentän kytkimen tilaa. Järjestelmän etuna on johdotuksen yksinkertaisuus verrattuna jokaiselle kytkimelle vedettyjä johtoja sekä komponentteja jokaikiselle kytkimelle. Käytännön toteutus on lähes poikkeuksetta sama kaikissa solid state-koneissa.

WPC:ssä on muutamia poikkeustapauksia matriisin koossa. Esimerkiksi Fish Talesissa on 6x8-matriisi (joskin tämä on enemmän ohjelmallinen ominaisuus, jossa ohjelma jättää käymättä läpi ylimääräiset pystyrivit) ja Twilight Zonessa on 9x8, jossa matriisin rautaan on lisätty yksi ylimääräinen pystyrivi.

Matriisi käydään läpi aktivoimalla jokainen pystyrivi yksi kerrallaan ja katsomalla samaan aikaan, missä vaakarivin sisääntuloissa virta näkyy. Näin kahdeksasta sisääntulosta saadaan 64 kytkimen matriisi, kun ohjelma tietää mihin pystyriviin sillä hetkellä virtaa syötetään.

1. U9 WPC ASIC
2. U14 74LS374 (WPC 95 U23 74HC237) TTL
3. U20 ULN2803 puskuri
4. U18 ja U19 LM339 komparaattori kytkinmatriisille
5. J206 ja J207 Ulostulot
6. J208 ja J209 Sisääntulot

Kytkinmatriisi toimii 12 voltilla, joka tulee CPU-boardille virransyöttöliittin J210:n kautta. Itse WPC-piiri ohjaa U14:ssä olevaa 74LS374-piiriä, joka taas ohjaa U20:ssä olevaa ULN2803-puskuripiiriä, jonka kautta toimintajännite menee ulos J206 ja J207-liittimistä (jotka ovat kytketty rinnan).

Virta kulkee liittimistä pystyriveille. Jokainen pelikentän kytkin on pysty- ja vaakarivin risteyksessä ja painettuna kytkin johtaa virran pystyriviltä vaakariville.

Kytkimissä olevat diodit estävät virtaa kulkemasta "väärään suuntaan" ja näin saaden aikaan haamupainalluksia.

Virta palaa vaakariveiltä J208 ja J209-liittimistä (myös rinnan kytketty) LM339-piireille kohdissa U18 ja U19. LM339 on neljä komparaattoria yhdessä piirissä, joten kahdeksaan sisääntuloon tarvitaan kaksi LM339:iä. LM339:t muuttavat 12V jännitteen takaisin bittimuotoon, josta signaali kulkee takaisin itse WPC-piirille.

Kytkinmatriisin ulkopuolella on 8 tai 16 erikoiskytkintä riippuen WPC:n sukupolvesta. Ennen Fliptronicia lanechange-kytkimet olivat kytkinmatriisissa, mutta Fliptronicissa on 4 flipperinappia ja kaikkien mailojen EOS-kytkimet matriisin ulkopuolella. Näiden kytkimien LM339-piirit ovat Fliptronic-kortilla.

Kaikissa WPC-sukupolvissa 4 operaattorinappia sekä 4 rahalukon perässä olevaa kytkintä ovat matriisin ulkopuolella. Tämä siksi, että matriisivikainen kone ei antaisi ilmaisia pelejä vikatilanteessa ja että konetta korjaava pääsee liikkumaan menuissa vaikka koko kytkinmatriisi olisi sekaisin.

Konekohtainen matriisin rakenne on hyvin dokumentoitu Williamsin manuaaleissa. Löydät ULN2803-piirin ulostulon, johtojen värit, liittimien numerot sekä pinnit ja sisääntulon LM339:n numeron sekä sisääntulon jalan. Esimerkkinä Party Zonen kytkinmatriisin kaavio, jossa kytkin 56 aktivoituna.

Yksi huomion arvoinen kytkin on numero 24, joka matriisin kaaviossa on merkitty "always closed". Tämä ei ole varsinainen kytkin, vaan kiinteästi suljetuksi kytketty kohta matriisissa. Jos tämä kytkin yllättäen aukeaa, tietää kone mahdollisesta ongelmasta matriisissa. Tämä kytkentä sijaitsee coindoor interface boardilla kabinetissa, heti kolikkoluukusta vasemmalle.

Diagnostiikka

WPC:n ohjelmisto tarjoaa kolme eri testiä kytkimatriisin tutkimiseen: Switch Edges, Switch Levels ja Single Switches.

Alphanumeerisella näytöllä varustetut koneet kertovat vain kuvassa oikealla näkyvän tekstin, pistematriisinäytöllä varustetuissa koneissa näkyy myös kuva matriisista.

Kuvassa raamin sisällä oleva alue on kytkinmatriisi, vasemmassa laidassa olevat 8 kytkintä ovat operaattorinapit ja rahalukon ulostulo, oikeassa laidassa taas Fliptronicin EOS-kytkimet sekä kabinetin flipperinapit. Piste ruudun keskellä tarkoittaa auki olevaa kytkintä, neliö taas kiinni olevaa. Optokytkimet käyttäytyvät käänteisesti.

Pistematriisinäytöllä varustetuista koneista on hyvin helppo hahmottaa esimerkiksi vaurioitunut U18/U19 LM339 - tällöin yksi vaakarivi on joko kaikista kohdistaan päällä tai kaikista kohdistaan. Samoin viallinen U20 ULN2803 voi näkyä täysin tyhjänä pystyrivinä. Alphanumeerisella näytöllä varustetussa koneessa joudut vertaamaan kytkimien numeroita ja nimiä koneen manuaalissa olevaan kytkinmatriisin kaavioon.

Switch Edges antaa äänimerkin ja näyttää kytkimen nimen ruudulla kun kytkimen tila vaihtuu. Tämä tila on yleisimmin käyttökelpoinen ja sopii hyvin rikkinäisten kytkimien etsimiseen. Äänimerkki on käyttökelpoinen kun pelikenttä on pystyssä ja kokeilet käsin kytkimiä läpi.

Switch Levels kierrättää näytöllä sillä hetkellä olevien aktiivisten kytkimien nimiä. Tämä testi oli käyttökelpoisempi ajalta ennen pistematriisinäyttöä, jolloin tämä testi oli ainut tapa nähdä jatkuvasti kiinni olevat kytkimet.

Single Switches antaa sinun valita + ja - operaattorinapeilla kytkimen jota haluat seurata. Testi toimii kuten Switch Edges, paitsi reagoi ainoastaan valitsemaasi kytkimeen. Tämä testi on käyttökelpoinen esimerkiksi tapauksessa, jossa testaamasi mekanismi saa aikaan useiden kytkimien liikkeen ja haluat tarkkailla vain tietyn kytkimen toimintaa.

WPC:n diagnostiikka tarkkailee kytkinmatriisin toimintaa ja kertoo menuihin mentäessä havaitut ongelmat. Vikalistan olemassaolosta kertoo ylimääräinen piste kaikissa pelin kohdissa, missä krediittimäärä kerrotaan. Tässä pari kytkinmatriisiin liittyvää:

Check Switch: Mahdollinen yksittäisen kytkimen vika, mutta vaaka- tai pystyrivissä olevat 8 viallista kytkintä kertovat usein ULN2803 tai LM339 viasta, jossa tapauksessa näet myös alla olevan virheilmoituksen.

Ground Short: Rivin kytkin on oikosulussa maahan. Ilmoituksessa kerrotaan myös mikä rivinumero on kyseessä, joten voit manuaalista etsiä ne 8 kytkintä, joissa vika todennäköisesti on. Tyypillinen ongelma on lehtikytkin, joka osuu maahan tai vikaantunut optokortti pelikentän alla. Myös viallinen ULN2803 U20:ssä voi saada tämän virheilmoituksen aikaan.

Ongelmia

Tässä muutamia ongelmia ja niiden ratkaisuita joihin olen törmännyt koneita korjaillessani.

Kytkinmatriisi on kokonaan pimeänä.
Tarkista F115-sulake ja katso palaako '+12V'-LED driverboardin vasemmassa laidassa. Jos virta tulee CPU-boardille saakka, voi kyseessä olla ULN2803-piiri kohdassa U20 tai LM339-piirit kohdissa U18 ja U19.

Kytkinmatriisissa on yksi rivi kytkimiä jatkuvasti päällä.
Irrota johdot kohdista J206, J207, J208 ja J209. Katosiko ongelma? Jos katosi, se on todennäköisesti kytkimissä, esimerkiksi rikkinäisessä optokortissa. Jos kytkinrivi palaa edelleen vaikka piuhat ovat irti, on jompikumpi LM339-piireistä mennyt kohdissa U18 tai U19. U18 ohjaa rivejä 1-4 ja U19 5-8.

ULN2803 kohdassa U20 on räjähtänyt tai tiedät että kytkinmatriisiin on päässyt 50 volttia.
Ensimmäisenä varmista ettei 50 volttia ole enää oikosulussa! 50 volttia tappaa U20:n ensimmäisenä ja huonolla onnella myös U14:n. Vaihda kyseiset piirit. Jos nyt ilmaantuu uudenlainen ongelma, jossa kytkinmatriisissa näkyy jatkuvasti päällä olevia vaakarivejä, vaihda LM339:t kohdissa U18 ja U19.

Kytkimiä pimeänä osasta pysty- tai vaakariviä.
Seuraa kytkimeltä menevää johtoa kytkimeltä toiselle matriisikaavion mukaan. Katkoksen löydät viimeisimmän toimivan ja ensimmäisen pimeänä olevan kytkimen väliltä.

Vaaka- tai pystyrivin kytkimissä näkyy ylimääräisiä kytkimenpainalluksia.
Yksi rivin kytkimistä on oikosulussa maahan, tai sen diodi on rikki.

↵ Takaisin omistajalle-osioon