ATARI FLIPPER TEST PROGRAMMA

Zelf bezit ik momenteel geen Atari flipper, voor zover ik weet zijn er ook niet zoveel modellen van gemaakt, ik dacht een tiental. Speciaal op aanvraag van voornamelijk enkele Duitse flipperfans heb ik dit programma ontwikkeld. Ik dank dan ook Frank Oeffelken uit Duitsland die me de schema’s en een cpu + driver plaat heeft ter beschikking gesteld gedurende een hele tijd zodat ik deze kon bestuderen en er een test programma voor maken. Deze cpu en driver plaat zitten voor zover ik weet enkel in de modellen "HERCULES en SUPERMAN" mogelijk ook in " 4X4, Road Runner en Neutron Star" maar deze modellen waren eigenlijk enkel prototypes of habben slechts een klein productie aantal. Andere modellen met andere plaat types waren, " Time 2000, Middle Earth, Airborne Avenger, Space Riders and Atarians" Kom ik meer te weten over deze modellen dan zal ik dat zeker toevoegen aan deze info, en vanzelfsprekend maken we ook een test eprom voor deze modellen als ik een cpu plaat te pakken krijg...

De Atari flippers gebruiken, zoals Williams en Bally flippers uit dezelfde periode, ook een type 6800 cpu chip, maar gebruiken juist niet de input/output chip 6820/21, deze chip werd door Motorola speciaal ontwikkeld om samen te werken met de cpu 6800 en aldus een gemakkelijk programeerbare en erg handelbare input /output te creëren…

Juist door de afwezigheid van deze 6820/21 is de selectie van de verschillende elementen, solenoïdes, geprogrammeerde lampen, geheugens,etc.. van deze Atari flippers wel erg verschillend van de andere merken….

Het test programma is nochtans zo gemaakt dat het ongeveer dezelfde basis elementen zal testten  als  bij Williams en Bally. Het stelt u in staat de vele verschillende selectie signalen te controleren, dewelke ritmisch  zullen op en neer gaan,van 0 naar 5 volt, ook worden de 3 Ram chips getest, door de verschillende op de cpu aanwezige leds te laten oplichtten, en speciaal voor Atari komt daar nog bij de controle van de hardware interrupt circuit en het zogenaamde “ watchdog” circuit. Weer maak ik gebruik van een simpele led om de werking van het test programma zelf te controleren, en zoals gebruikelijk zullen de op de cpu plaat aanwezige leds ook mee pinken in het ritme van de test.  Wel zal men om de verschillende controles van de selectie signalen vlot uit te voeren moeten gebruik maken van een “logische probe”.Een zelf te maken logische probe kan u echter ook vinden op deze website onder de rubriek “ Zelfbouw test probe”.Indien echt nodig kan u de controles ook doen met behulp van een gewone universele voltmeter, indien deze een schaal heeft van 0 tot 1 volt of minder voor de volle schaal , want de selectie signalen zijn bijzonder kort om te meten, maar met een goede volt meter gaat het nog net.

 Het programma.

 Zoals reeds gesteld zal het eerste deel van het test programma de vele selectie signalen testen, daartoe worden deze allemaal razend snel 128 maal achter elkaar aangestuurd, dan volgt een timing waarin ze niet worden aangestuurd enz, enz…Dit resulteert in pulstrein van elk selectie signaal, pulstrein dewelke veel gemakkelijker kan gemeten en waargenomen worden dan één enkele zéér korte puls van een selectie. Tegelijkertijd en samen met deze opeenvolgende 128 selecties veranderen ook de datalijnen razendsnel van waarde, aldus alle mogelijke waarden aannemend. Daardoor zullen de “latches” dewelke de output functies vervullen alle mogelijke output combinaties registreren, en kunnen deze output signalen verder gevolgd worden naar en doorheen de driverplaat. Vinden we geen defecten in de selecties dan kunnen we verder gaan met de test van de RAM geheugens, het interrupt circuit en het watchdog circuit,deze testen word via een manuele interrupt gestart en zal indien alles ok is de vier op de cpu aanwezige leds doen branden, één led voor een goede “battery ram” een led voor goede “ gewone rams”één led voor het interrupt circuit en tenslotte één led voor het watchdog circuit.Hier kon ik ten volle gebruik maken van de 4 leds op de plaat aanwezig om een onderscheid te maken tussen de verschillende elementen, daar waar ik op cpu platen van andere flipper merken mijn toevlucht moest maken tot het tellen van een aantal pinkjes …. In de gebruiksaanwijzing komen we op al deze punten uitvoerig terug, en vooral op de uit te voeren controles en handelingen wanneer het NIET gaat, want het is juist dat wat we willen vinden … wat er NIET gaat….

De cpu plaat.

De cpu plaat , met rechts de test eprom ( met het witte etiket) links de connector met de +5 volt ( rode draad) +12 volt ( gele draad) en de massa ( zwart) De rode pijl duid het TP " watchdogkill" aan hetwelk een bijzondere rol zal spelen gedurende de testen.Het platte ronde schijfje links boven van de voedings connector is de reset knop, met ernaast de 4 leds steeds aanwezig op de cpu plaat , dewelke ons aanduidingen zullen geven van wat er mis is gedurende" de "memory test".

De plaat wordt aangesloten op +5 en +12 volt.U ziet de voedings connector op de linkse kant van de cpu plaat. Vrouwelijke busjes dewelke perfect op de aansluitpinnen passen kan u vinden in de klassieke connector zoals gebruikt om bijvoorbeeld een harddrive aan te sluiten in een P.C. ( personal computer ), dus heeft u een sloopcomputer in huis dan heeft u meteen gepaste aansluitbusjes bij de hand. De massa komt op pin 1 de +5volt op pin 2 en de +12 volt op pin 3.Een controle led om de werking van het testprogramma te volgen word aangesloten op adreslijn 14 ( = pin 24 van chip N6 ) Deze controle led is zoals steeds een klassieke led in serie met een weerstand van 1200ohm, bij het eerste gebruik sluit u de led eens aan tussen +5 volt en massa, dit om de+ en de – kant te kennen.Sluit vervolgens de +kant aan op adreslijn 14 en de – kant aan de massa.Om de test te startten plaatsen we de test eprom een type 2716 in J7.

Een klassieke connector uit een oude PC waarvan we de pennetjes uithalen, deze zijn juist geschikt om in te pluggen in de voedings connector van de cpu plaat.

FOTO gebruikte connector

Het test programma kan u hier vinden ……….. klaar om in te branden in en eprom 2716. Heeft u geen eprom programmer ter beschikking, dan zal u dat moeten vragen aan een vriend of kennis, eventueel kan u een kant en klaar exemplaar bij mij bestellen, voor de prijs van 20 euro.......

Gebruiksaanwijzing.

 Na het aanbrengen van de spanning zal indien het testprogramma goed loopt de controle led beginnen pinken. Dit pinken is een eerder traag rythme, ongeveer 2 seconden “uit” en 6 seconden “aan”  Indien  bovendien de vier op de cpu aanwezige leds ook mee pinken dan heeft u geluk en is er zeker niet veel stuk op uw cpu plaat.Wat kunnen we nazien zijn  eerst en vooral de selectie signalen dewelke allemaal te vinden zijn op de uitgangen van de chips H4 en E4. U moet er op de volgende output pinnen met behulp van de logische probe duidelijk een op en neergaand signaal terugvinden ,dit in het zelfde rythme als de controle led,  Chip H4 pin 1, pin 2, pin 3, pin 4, pin 5, pin 6, en pin 7. Pin 9 is de selectie van de Test Eprom zelf en zal dus gans de tijd geselecteerd blijven.

Chip E4 , pin 1, pin 2, pin 3, pin 4, pin 5, pin 6, pin 7. Ook hier vormt pin 9 een uitzondering gedurende deze fase van de test zal deze output “ intack” niet gebruikt worden, deze output word apart  getest gedurende de memory test. OPGELET indien u meet met een voltmeter dan moet moet u de + van de voltmeter aan de +5 volt zetten en de outputs meten met het – snoer!! De output zal de naald nog juist goed zichtbaar doen bewegen ( op mijn voltmeter is dat ongeveer één centimeter op een schaal dewelke ongeveer 10 cm/ breed is.) Uitzondering is de pin 4 van H4 en pin 6 van E4 dewelke 1volt uitslag geven!!!

Zijn er onder deze outputs één of meerdere dewelke niet op en neer gaan, dan heeft u een probleem, het eerste wat er te doen staat is de output vrij maken door de desbetreffende pin op te lichtten of het baantje dat er van vertrekt tijdelijk door te snijden. Gaat de output nog steeds niet dan is de chip stuk ( E4 of H4). Gaat de output wel nadat hij is vrij gemaakt dan heeft u een kortsluiting op het baantje verder ergens in de print of een defecte chip dewelke eraan verbonden is. Door loskoppelen en eliminatie kan u redelijk snel het defect opsporen.In het geval u output “ iowr” niet heeft (pin 4 van chip H4), zullen ook ALLE outputs van chip E4 ontbreken , herstel dus eerst  deze output voor u iets gaat testen op chip E4.

Nog steeds in de veronderstelling dat de controle led op adreslijn 14 pinkt en er toch geen outputs op E4 of H4 te bespeuren zijn, dan beperkt uw probleem zich tot de chips L5 en P5 de ingangs poortjes van H4.In het slechtste geval dat ook de controle led niet pinkt en het testprogramma zelf niet draait zullen we moeten overgaan tot een herstelling van de basis elementen van de cpu plaat zelf. Omdat het test programma zou kunnen werken moeten er vanzelfsprekend toch wat basis elementen werken…..

 NIETS WERKT.

 Het eerste wat we controleren is de cpu chip zelf, daarvoor verwijderen we de test chip en brengen de cpu plaat onder spanning ZONDER eproms dus de sockets K7,L7,M7en J7 zijn leeg!! We moeten devolgende pinnen op de cpu chip ( N6) nameten:

Pin 2= 5 volt  , pin 3 = 2 volt   , pin 5= 4 volt  , pin 6= 5 volt  , pin 7= 0 volt  ,pin 36/37= 3 volt    , pin 40= 5 volt, voor pin 4 meet u 0,8 volt en als u even op de reset knop drukt( het zwarte knopje boven de 4 leds) dan moet de naald kortstondig uitwijken naar 2,5 volt, zijn er op een of andere pin verkeerde metingen kijkt u dan het circuit na waar deze signalen vandaan komen, dit beperkt zich meestal tot enkele chips of transistoren van het clock circuit, het reset circuit of de power reset. Heeft u het geval dat pin 40 geen stabiele 5 volt maar een wisselend signaal krijgt, breng dan een tijdelijke verbinding aan tussen het TP. "Watchdogkill" en de massa. Indien dit helpt laat deze tijdeloijke verbinding zitten tot aan de aangepastte test verder in dit artikel onder " Memory test". Zijn de signalen goed vervang dan eerst de cpu chip zelf… Zijn de signalen ok en de chip vervangen controleer dan de adres en data lijnen.

Op de data pinnen ( van 26 tot 33  )meet u ~ 1,5 volt, en op alle adres pinnen ( 9 tot 25 behalve 21 massa ) meet u ~ 3 volt. Meet vervolgens aan de output van de data buffer en de adres buffer of ook daar de signalen aanwezig zijn. Het is meestal NA de buffer dat het signaal eventueel zal afwezig zijn, dit betekend niet terstond dat de buffer chip zelf slecht is, de oorzaak is meestal een kortsluiting op de desbetreffende adres of data lijn. Ook hier zal men moeten uitzoeken door loskoppelen en eliminatie welk baantje of welke chip aangesloten op deze data of adres lijn de schuldige is.De data lijn buffer is chip L6, van de adres lijnen zijn enkel A0 tot A7 gebufferd dit door chip N7. Het enige wat nog overblijft om het test programma te doen werken is, komen al de signalen goed toe op de test eprom zelf? We plaatsen de test eprom nog niet terug, maar meten nog eens direct op de pinnetjes van de socket J7. Er komen omzeggens alleen adres en data signalen toe U moet er dus dezelfde signalen als hierboven gemeten terug vinden enkel de selectie “ rom3” op pin 20, de +5 volt op pin 24 en de massa aan pin 12 komen er extra bij. Indien dit alles nu ok is zou het test programma zeker moeten draaien en de controle led op adreslijn 14 staan pinken.U volgt nu terug de gebruiksaanwijzing met de test chip op zijn plaats.

Memory test.

Nadat het voorgaande ok bevonden is en de vier op de cpu aanwezig leds staan te pinken gaan we over naar deel twee van het test programma. Voor u de test van de memory begint moet u het TP. " Watchdogkill" tijdelijk aan massa verbinden. Is dit gedaan dan start u de memory test door een manuele interrupt uitvoeren. Daartoe brengen we zéér kort pin 6 van de cpu aan massa ( even kort aantikken van deze pin 6 met een meetpen verbonden aan massa) De 4 leds zullen uitgaan, en na korte tijd moeten ze alle 4  weer oplichten. Led 1 betekend dat RAM H6 ok is , licht ook led 2 op dan is RAM K6 & J6 ok , beide worden getest als één geheel, is dus één van beide kapot ( K6 of J6 ) , dan steekt u ze één voor één even in H6, om te weten dewelke de schuldige is…Led 3 geeft aan dat het interrupt circuit goed werkt , we gaan automatisch over naar de test van het “ watchdog” circuit , is dit ok dan gaan nu de 4 leds aan , en blijven continu  branden. 

De cpu bij het begin van de 'memory' test een tijdelijke verbinding tussen TP " watchdogkill" en de massa.

 Is er iets mis dan zal er géén , één, twee of slechts drie leds aangaan, is er iets mis met het watchdog circuit dan zal er automatisch een reset gebeuren, en de 4 leds zullen terug ritmisch beginnen pinken.

 Wat te doen indien er géén led aan gaat. Dit betekend dat er iets mis is met ram H6 eerst steken we er een andere ram in vanuit K6 of J6, dit zijn 2101 types dewelke pin compatible zijn met de 5101, en ok om de test uit te voeren. Voor normaal gebruik moet u echter wel een 5101 gebruiken anders zal uw “ back-up” batterij in drie dagen uitgeput zijn…door het grotere verbruik van deze 2101.Na verwisseling van de ram , start u vanzelfsprekend de memory test terug op door een manuele interrupt ( pin 6 van de cpu chip even aan massa) een eigenschap van de memory test is, dat indien er iets mis is deze zal blijven door testten op de ram tot er een positief resultaat gevonden is, dit geeft ons de gelegenheid in het geval er iets mis is alle signalen dewelke op de ram toekomen uit te meten. Ik heb ze voor u opgemeten en dat zijn de resultaten;

Gezien de test steeds rondraait op de foute ram is er een gestaag lezen en schijven en vanzelfsprekend selectie van deze ram.De signalen zijn dan ook , erg stabiel, groot en gemakkelijk na te meten met de voltmeter,

Pin 1, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 = allemaal 2,5 volt

Pin 6 en 7 = 3 tot 3,5 volt

pin 17, 19, 20 = 4 volt

Pin 18, 21 = 2 volt

Pin 8 is massa en pin 22 + 5 volt

 Gaat er slechts één led aan , dan zit de fout bij de rams in K6 of J6. Eerst verwisselt u ze één voor één met H6, vind u aldus géén schuldige , dan meten we weer de signalen dewelke toekomen op beide rams, u moet er exact dezelfde waarden vinden als bij de ram hierboven.

 Gaan er slechts twee leds branden dan is er iets mis met het interrupt circuit. Is dit het geval dan zal de cpu in “wait” ( wacht toestand ) vervallen en alle activiteit stoppen….. Om dit op te lossen zal u het interrupt circuit moeten herstellen, dit bestaat slechts uit 3 chips, waarvan de eerste de minst waarschijnlijke zal zijn, dit is namelijk E4 en daarvan heeft u reeds ALLE uitgangen gecontroleerd het is weinig waarschijnlijk dat alleen uitgang “ intack” ( pin 9) zou stuk zijn..Enkel L5 en M1 blijven over… kijkt u even of er geen beschadiging aan de baantjes is, dewelke het signaal verder brengen tot aan IRQ ( pin 4 N6), “intack” vertrekt aan pin 9 E4 vandaar naar pin 1 L5 komt buiten aan pin 3 L5 , naar pin 13 M1 en komt buiten daar uit pin 8, spijtig genoeg kan u het signaal niet volgen omdat bij ontbreken van het signaal de cpu “ gestopt” ( in wait) is met werken…..vandaar mijn raad de baantjes eens te controleren op beschadigingen, of anders de betrokken chips te vervangen……

Test watchdog reset

 Samen met led 3 zal led 4 steeds aangaan, dit is de controle van het  “ watchdog “circuit.Na het aangaan van led 4 moet u terwijl de test verder blijft lopen, de tijdelijke verbinding tussen de massa en " watchdogkill" terug los maken. Het " watchdog " signaal moet nu via het test programma ( en niet via de uitwendige verbinding) dynamisch gereset worden.

Is alles ok dan blijven de 4 leds branden is er iets mis dan beginnen ze terug alle 4 samen te pinken. In dit geval is het reset circuit van “ watchdog” in gebreke. Dit circuit bestaat uit, E4 , L5 , F6 , N5  , M2 ,door het feit dat er iets mis gelopen is met dit  watchdog reset circuit is onze memory test automatisch overgegaan naar de gewone test. We brengen dan een tijdelijke verbinding van het testpunt “ watchdogkill” naar de massa aan en controleren de volgende signalen met  behulp van de logische test probe, dit terwijl dus het gewone selectie test programma nog steeds aan het lopen is.

 Pin 9 L5 moet …Pin 8 L5 moet…..dit signaal komt toe op pin 13 van F6, pin 12 F6, pin 3 M5, pin 1 M5, pin 1 N5, pin 2 N5, pin 12 M2. steeds hetzelfde signaal moet u op deze pinnen terug vinden. Ontbreekt het ergens dan is de chip waar het nog aan de ingang aanwezig is en niet op de uitgang verschijnt de schuldige, als het signaal doordringt tot pin 12 van M2 is M2 zelf stuk!

Test watchdog set

Het laatste wat we nu controleren is of het " watchdog set" signaal wel werkt. U maakt de verbindig tussen massa en " watchdogkill" los start de memory test gewoon op en inplaats dat de 4 led aangaan en continu blijven branden MOETEN ze nu alle vier samen pinken. Blijven ze samen continu branden dan is er een probleem met het SET circuit van " watchdog". Dit herstellen we als volgt;

Verwijder memorychip K6 , start het memory test programma , ZONDER dat TP " watchdogkill" met de massa is verbonden. Het signaal dat " watchdog set"moet bewerkstelligen start van pin 14 op chip R2, volg het gestaag met de logische probe over devolgende punten, L2 pin 1, L2 pin 8, M2 pin 1, M2 pin 6 M2 pin 13 daar moet het M2 setten om dan een algemene reset te veroorzaken. Ontbreekt het signaal ergens dan is de chip waar het "in" gaat en niet "uit" komt de schuldige , geraakt het tot M2 dan is deze de schuldige.

Als al deze testen goed zijn verlopen , kan u zeker zijn dat uw cpu kaart normaal zal werken.

We kunnen nu de signalen opgewekt tijdens de test fasen verder gaan volgen op het I/O board.

Het herstellen van de I/O kaart vormt een speciaal hoofdstuk wat u binnen korte tijd zal vinden op deze website.

 Extra opmerkingen bij de cpu kaart van de Atari flipper.

De cpu kaart heeft nog enige specifieke kenmerken dewelke ik even wil benadrukken, en één van deze zaken wordt door de testen niet gecontroleerd. Het cpu clock signaal kan namelijk met twee snelheden werken.Wanneer er een selectie wordt gemaakt van een van de speelroms ( eproms) dan is er het adres signaal A13 aanwezig hetwelk bepaald dat we met een sneller clock signaal gaan werken. Het oorspronkelijk opgewekte clock signaal ontstaat door de schakeling van een 4Mhz. Kristal en twee logische poorten  ( P2) dit signaal word dan door de teller R2 verminderd tot 1Mhz, en indien op deze teller R2 ook nog aan pin 4 het signaal clockswitch word toegevoerd zal het verminderd worden tot 0,66Hz.Men heeft deze methode toegepast om sneller te werken als men enkel de snelle roms (epoms) wou uitlezen, en slechts trager werken om de in/output te bewerkstelligen.Ook is er via een andere uitgang van de teller R2 een signaal van 2Mhz. ( uitgang QA pin 14) dat men zal vertragen via teller L2 en nog en beetje via de helft van teller M2 om een constante puls te creëren dewelke elke 2.048 milliseconden een interrupt zal creëren op de cpu chip. Deze interrupt zal steeds de display routine startten om aldus de displays te activeren en aldus voor ons ( trage) oog de indruk te wekken dat de score gans de tijd aangestuurd is, en ons de stand van zaken weergeeft. Samen met de display routine wordt op deze wijze ook het circuit ‘watchog reset’ aangestuurd, want indien we niet tijdig dit circuit van ‘ watchdog’ resetten zal de bovenste helft van de teller M2 een maximum telling bereiken en via een output puls uit pin 8 van M2 de cpu resetten. Aldus controleert men gedurende het normale spel continu of er wel een interrupt gebeurt naar de display routine want indien er iets mis loopt in het spel programma zou het programma bijvoorbeeld kunnen blokkeren op de aansturing van een solenoïde wat tot gevolg heeft dat deze continu blijft aangestuurd en de bobijn zou onherroepelijk verbranden… Door dit  “watchdog” circuit is dit onmogelijk want stilvallen van het programma heeft tot gevolg dat de reset circuit van ‘watchdog’ niet word aangestuurd en de watchdog-teller zijn maximum zal overschrijden aldus de cpu resetten de flipper terug zal zetten in de begin fase van een nieuw spel…

De drie circuits, reset van de cpu, het reset en het set circuit van de watchdog worden met de test gecontroleerd. Enkel het clockswitch circuit word niet gecontroleerd. Deze drie controles gebeuren dan ook via een aparte test, volgend op de memory test.

I/O Plaat;

Heeft u ook bedenkingen over de werking van uw I/O kaart dan kan u de signalen daar naartoe en doorheen gaan opvolgen. De I/O kaart is verbonden met de cpu kaart via connector J4, alle verbindingen lopen langst daar. Echter zijn de meeste signalen alvorens de cpu kaart te verlaten nog eens opgepept door een extra chip dit zijn E6, F7, F6, en D6, voor we dus overgaan naar de I/O kaart verifieeren we even of de signalen goed vertrekken van de connector J4. Met de voltmeter meet u devolgende waarden op J4;

Pinnen,

Zijn er signalen dewelke niet kloppen, kijk dan op het schema van welk der 4 chips deze komen en vervang deze 7407 drivers.Nu zijn we klaar voor de I/O kaart aan te pakken.

 Naar herstellen I/O kaart Atari ………

 Terug naar home page ………………