Herstelling Williams CPU-plaat type 11.

Van dit type plaat bestaan er ook verschillende modellen, om daar meer over te weten surft u best naar de gekende site van marvin3m.com , en kijk naar de herstellings handleiding voor Williams type 11 ..... Voor ons test programma is er geen verschil de test chip zal op alle platen werken.

De bedoeling van dit artikel is de basis depannage van de cpu-chip, de geheugen chip en de aangesloten PIA's te verwezenlijken. Deze PIA's ( er zijn er zeven ,6821 ) dienen om alle signalen naar de externe circuits door te geven, naar de display's, naar de solenoids, naar de lampen, en via de switch matrix naar alle contacten. Wanneer nu de CPU , het geheugen en de PIA's ok zijn dan is het bijna zeker dat uw flipper opstart en dat u verder kan depanneren (indien nog nodig) met de op de flipper aanwezige test-programmas. Ik ga hier uit van de stelling dat de aanwezige voedings-spanningen goed zijn, hetgeen met een voltmeter wel eenvoudig is na te kijken.....Wat u dan ook eerst en vooral moet doen !!!!!!!

Start

We gaan er van uit dat uw flipper niet opstart en dat in elk geval u de spanningen heeft nagezien en goed bevonden.

In elk geval moet u de CPU-plaat uit de flipper verwijderen, bent u niet zeker dat u de connectoren op de juiste plaats zal terug steken markeer ze dan eerst!!! Eenmaal de CPU-plaat eruit sluit u deze aan op een voeding van 5 volt. Eveneens is het noodzakelijk een tijdelijke verbinding aan te brengen tussen de rechter kant van de zener-diode ZR1 en de + 5 volt.

De volledige test opstelling.Aan de rode pijl ziet u connector 1J17 u sluit daar de + 5volt aan op pin 4 en de massa op pin 3. Eveneens ziet u aangesloten de extra controle led ( zie verder in de gebruiksaanwijzing) dit tussen de +5 volt en pin 15 van de cpu chip U15. En een tijdelijke verbinding ( zwarte draad) tussen de + 5volt en de rechterkant van de zenerdiode Z1.( deze diode vind u juist links van de batterijen)

Werkwijze.

U heeft nu een test chip nodig dewelke in voetje U27 geplugd wordt (eerst de aanwezige programma-chip verwijderen en op en veilige plaats opbergen!) De test-chip bevat een niet blokkerende test dewelke de uitgangen van alle 7 PIA's achtereenvolgens hoog (+5) en dan weer laag (gnd) zal brengen, niet blokkerend betekend dat wanneer één of enkele PIA's stuk zijn het programma toch zal verder gaan en er niet op stopt.Door nu zelf te kontroleren of de uitgangen van de PIA's wel op en neer dansen (met volt meter of logic tester) ziet u welke PIA of welke uitgang er defect is. Gaat er geen enkele dan zit het al mis daarvoor.. We sluiten een extra controle led aan op adreslijn 6, deze zal pinken op het rithme van de test, en is onze visuele controle.

De controle led , een gewone led in serie met een 1000 ohm weerstand, isoleer de aansluitingen voor gebruik, en controleer de polariteit bij het eerste gebruik, door de groene grip even aan massa te leggen, de led moet dan oplichtten, zoniet wissel de twee led pootjes om.

De benodigde test programma chip; is een Eprom 27512 . Het programma dat er moet ingebrand worden kan u hier downladen............. ......heeft u geen Eprom-programmer dan zal u dit moeten vragen aan een behulpzame collega of iemand die het kan doen voor u..... ziet u dit niet zitten dan kan u eventueel hier eentje bestellen ..............25 euro.( verzending incluis)

Sinds 10/5/ 2005 is er een nieuwere versie ( versie 5) van de test chip. Er is een betere memory test en uitgebreidere commands op de PIA's . Dit laat toe om ook, alle output driver circuits uit te testen . er is dan ook een paragraaf toegevoegd aan deze herstellings handleiding. Bovendien is deze test chip DEZELFDE als voor de Data East CPU herstelling !! Om zeker te zijn dat u de laatste versie bezit. Print het image van de test eprom af met " WORD" tussen de rare tekens zal u ergens version 5 ziet staan .

U bent nu van start gegaan en heeft u geluk dan zal de controle led bij het gebruik van de test-eprom beginnen pinken, en indien de PIA in IC 51 ok is zal ook de diagnostic led dewelke hierop aangesloten is mee pinken.

Er zijn 7 PIA'S ( U51, U10, U38, U54 , U9 , U41en U42) ,alle pinnen van 2 tot en met 17 moeten van 0 naar 5volt gaan en dit in een rythmisch tempo( goed te zien zelfs met de universeelmeter.) Er zijn een paar uitzonderingen evenwel !!! Bij PIA U38 zijn PA0 tot en met PA7 als input geschakeld ( pinnen 2 tot en met 9 ) en om deze te zien bewegen is het noodzakelijk de pinnen 1 tot en met 9 van connector 1J10 aan de massa te leggen , en dan kan u de outputs zien bewegen...Bij U9 zijn het de uitgangen PB0 tot en met PB7 dewelke niet bewegen...( pinnen 10 tot en met 17 ) deze pinnen zijn verbonden met de D/A ( digitaal naar analoog) omzetter U2 en zorgen voor geluid..., dus kan de flipper wel opstartten moest er daar iets mee mis zijn......Het eventueele herstellen van het geluid , valt niet onder dit artikel......En als laatste is er pin 9 van U51, deze is via jumper W7 naar de massa verbonden en zal dus ook niet bewegen...

Indien er één pin niet beweegt sluit u ze kort met de pin ernaast. Gaat ze mee op en neer dan is zeker de PIA stuk, gaan ze beiden niet meer bewegen , dan is ofwel de PIA stuk ofwel zit er een kortsluiting op de uitgang die al niet bewoog van af het begin. Om te weten welk van de twee gevallen u voor heeft zal het nodig zijn de uitgang even los te maken ( eventueel door het baantje te onderbreken ( en later te herstellen ) en te kijken of hij dan op en neer gaat. Is dit zo dan heeft u met een kortsluiting te maken gaat het zo ook niet bewegen (dus los gemaakt) dan is het ook weer met zekerheid de PIA dewelke stuk is...

......In het slechtste geval...

Loopt het programma niet dan moeten we beginnen aan de basis en dat is de CPU-chip-6808 zelf. Het eerste is deze 6808 vervangen dat gaat het vlugst. Gebruik een 6808 waar u zeker van bent of een nieuwe...Idem? Kontoleer dan de volgende pinnen; pinnen 2 , 3 , 8, 35, en 40 moeten positief zijn (ongeveer 4volt ) Op pin 39 daar vind u het clock signaal op pin 4 IRQ en op pin 5 het VMA signaal, en op pin 37 het signaal E (syncro voor externe elementen) deze moeten ongeveer 2 tot 3 volt zijn ,(gemeten met gewone universeel-meter) het zijn wisselende signalen u vind hier enkele beelden ervan.

Het clock signaal .......en het VMA signaal

Het E signaal dat omzeggens identiek is aan het IRQ signaal...

Zijn er tussen deze 8 signalen bij die NIET beantwoorden aan wat u moet vinden dan heeft u het defect gevonden en zal u met het schema bij de hand kunnen kijken waar dit signaal vandaan komt en hoe de storing verder te verhelpen. Dit moet zeker lukken, de circuits zijn niet erg complex..Als u dan een schema bij de hand heeft....

De lange weg...toch niet!!

Wat er overblijft zijn de andere uitgangen van de CPU; de adreslijnen (pin 9 tot en met pin 25, behalve pin 21 dit is de massa!!) en de data-lijnen (pin 26 tot en met 33), maar ook de selectie circuit van de test-program-chip U27 en de selectie circuit van de PIA's. Inderdaad als het programma niet werkt kan dit zijn omdat de test -chip niet wordt gevonden door de CPU of dat de PIA's niet worden gevonden...Hoe lossen we dit op????? Ongelofelijk simpel!!!!!

Het is nutteloos de signalen op te geven dewelke u zou vinden bij een "goede werking" want die is er juist niet! Daar hebben we het volgende op gevonden. U haalt de test-chip terug uit de CPU-plaat en start deze terug op. De cpu zal nu werken ZONDER programma, en dan gaat hij gewoonweg allemaal NOP's uitvoeren, (Non Operatieve instukties uitvoeren) hij doorloopt al zijn adressen van 0000-0000-0000-0000 tot FFFF-FFFF-FFFF-FFFF steeds weer....Met dit gegeven kunnen we verder; ALLE adres lijnen moeten bewegen....en we meten op de pinnen 9 tot en met 25,( behalve pin 21 dat is de massa) overal ongeveer 2 volt ! ( pinnen 24 en 25 zijn iets minder ongveer1 volt) Zo zijn alle adreslijnen gecontroleerd . Na dit gekontroleerd te hebben zijn we omzeggens 100% zeker dat de cpu zelf goed werkt, of anders heeft u de fout reeds gevonden.....Een adreslijn dewelke niet beweegt betekend dat ze in kortsluiting is, om dit uit te testen plooit u het desbetreffende pinnetje omhoog , plugt de cpu-chip terug in en bekijk het resultaat; gaat het nu wel, dan is er inderdaad een kortsluiting op deze adreslijn....te vinden door de adreslijn eventueel hier en daar te onderbreken, en zo de defectte chip dewelke de kortsluiting veroorzaakt te localiseren en te isoleren...... Een laatste signaal wat u zeker moet nakijken is R/W op pin 34 en ook na de buffer IC13 op deze zijn pin 18. Wat kan er nog mis zijn...Enkel de selectie van de programma chip zelf of van de PIA's ,en die gaan we nu onderzoeken.

De chip selectie

We werken nog altijd verder ZONDER programma-chip. Door het feit dat de CPU ALLE adressen continu doorloopt , gaat hij dus ook elk selectie adres van elke PIA en van de programma-chip tegenkomen.De selectie pulsen komen toe op de volgende pinnen, voor de PIA'S kontroleerd u pinnen , 23,24,25, 35 en 36 hier moet u wisselende signalen vinden. ( ongv. 3 volt) Met de testlamp ziet men steeds de beide led's branden soms de ene feller dan de andere maar toch moeten ze beiden branden.Voor de test-ic in U27 kijkt u naar de volgende pinnen; 20 en 27 ( 2 à 3 volt) zijn er pinnen dewelke geen pulsen ontvangen, maar bijvoorbeeld een continue +5 of massa dan is de selectie mis. En heeft u het spoor beet van het defect. Te volgen met het schema naar de ic waarop de poort zit waar dit signaal vandaan komt.

Natuurlijk word de selectie verder gezet, binnen de chips , door het gebruik van de lagere adressen, maar we hebben de adreslijnen reeds gecontroleerd dus daar zijn we gerust in....

Een allerlaatste geval dan nog, er is iets mis met één of meerdere data-lijnen. De data lijnen van de 6802 pin 26 tot en met pin 33 moeten bewegen en ongeveer 2 tot 3 volt meten. is er één die ontbreekt zoek dan de eventuele kortsluiting op.Vergeet niet dat de 6802 reeds werd vervangen, die kon het niet meer zijn, dus een kortsluiting ergens op de data lijn in kwestie......Vlug te kontroleren door het desbetreffende pinnetje van de uitgang omhoog te plooien en daarna te kijken of het signaal nu WEL uit de deze pin komt. Zo ja dan is er kortsluiting en dan is de buffer stuk, want alle data signalen gaan doorheen chip U16 welke deze signalen bufferd .De ingangen zijn pinnen 11 tot en met 18 en de uitgangen pinnen 2 tot en met 9. Gaan de signalen wel IN de buffer en komen ze er niet uit dan is deze zeker stuk , is het slechts één of twee signalen dewelke er niet uitkomen dan zal er waarschijnlijk een kortsluiting op die uitgangen zitten! Bij kortsluiting zal u hier en daar de data lijn tijdelijk moeten onderbreken om uit te vinden welke ic deze kortsluiting veroorzaakt......Akkoord een tijdrovend werkje, maar dit is dan ook het ALLERSLECHTSTE geval...........

Heeft u ergens een defect gevonden en verholpen, plaats de test chip dan terug en kijk of de test nu ok loopt en de uitgangen van de PIA's dansen...

Opmerking;

Waarom moeten we de adressen niet kontroleren bij aankomst op de PIA's? Idem voor de data lijnen? Wel door het feit dat er 7 PIA's zijn ,is de kans omzeggens onbestaande dat op allemaal geen adressen zouden terecht komen als we deze adressen tenslotte nazien bij het vertrek uit de cpu; idem voor de datalijnen...

Geheugentest.

Nadat het eerste deel van de test nu ok is, gaan we over naar de test van de geheugen chip, het is er slechts eentje en die zit in U25. We startten de geheugentest door even op de drukknop diagnostic te duwen.Dit lokt een interrupt uit en we komen aldus terecht bij de geheugentest in de test chip. Indien het geheugen goed word bevonden zal het knipperen van de controle led doorgaan. Indien het slecht is zal het knipperen ophouden, en kan u best de chip vervangen.Ik heb de signalen opgemeten bij bij een geheugenchip, waarvan één data pin was omhog gebogen dit om een defect te simuleren.Wat u dus moet meten wanner er een defect is is het volgende

Data pinnen pin 9,10,11,13,14,15,16,17 tussen 1,5 en 2,5 volt.

Adres pinnen ; pin 1,2,3,4,5,6,7,8,22 en 23 rond de 2 volt, enkel adres pin A10 = pin 19 is veel minder 0,5 volt.

Verder pin 12 en 20 = 0 volt. Pin 21 is 3 volt, pin 24 = 5 volt, pin18 = 3,5 volt

..Maar in bijna alle gevallen zal het de chip zelf zijn die stuk is...

Extra output testen.

In de nieuwe versie 5 van de test eprom zijn ook de outputs CA1 en CB1 van de verschillende PIA's mee geprogrameerd. Daardoor krijgt men signalen op alle externe outputs.

Op de CPU plaat zitten ook de driver circuits voor de solenoids , lampen , display's alsook de output voor de switch matrix. Deze lopen meestal nog over enkele driver transistoren om de output krachtig genoeg te maken voor dit aan te sturen. Ook deze kunnen we nakijken met behulp van de aansturing van de test eprom. We gebruiken een LED strip om op de verschillende connectoren te plaatsen dewelke ons direkt aanduid of de output wel doordringt tot op het connector niveau.

U kent ondertussen de LED strip wel ;

Een aantal LED's in serie met telkens een weerstand van 470 ohm en de common aan een rode draad dewelke we in de +5 volt zullen pluggen, de connector plaats u op de te controleren output. Zijn er outputs die niet ok zijn , gebruik dan het schema om de output vanaf de desbetreffende PIA volgen via de drivers naar de connectoren , u kan de signalen gemakkelijk volgen met behulp van een volt meter of een test probe.

Output switch matrix.

Deze komt uit op 1J8 indien u op deze connector een LED strip aankoppeld moeten alle 8 pinnen van CN8 de aangeschakelde LED doen oplichtten.

Display output.

Hier heeft u een LED strip nodig met een fijnere connector. Aarzel niet er zo een te maken , u kan deze gebruiken op verschillende andere boards onder andere op Zaccaria, Data east, Atari.

De LED strip met een fijne connector.

Op 1J21 zal de LED op pin 1 permanent branden , de volgende van pin 2 tot 10 moeten pinken.

Op 1J22 moet u output hebben op ALLE pinnen, op pin 1 zal de LED permanant branden.

Solenoid outputs.

OPGEPAST!! Hoewel anders aangeduid op ,het schema , is op vele boards de solenoid ground van 1J13 ( pinnen 1,2,3 en 4) niet verbonden met ground op het CPU board , daarom is het raadzaam een van deze pinnen tijdelijk aan ground te verbinden gedurende het testen van de output der solenoids anders heeft u misschien ten onrechtte geen oplichttende LED's op connectoren 1J11, 1J12 en 1J19

Deze vind u op verschillende connectoren;

1J12 Output op alle 8 pinnen.

1J11 Output op alle 8 pinnen.

1J19 Output op alle 8 pinnen .

Lamp drivers :

De lamp drivers reageren wat anders , omdat ze voorzien zijn voor extra spanningen , dewelke we hier niet gebruiken.

Te vinden op connectoren 1J6 en 1J7.

Daar er normaal een extra spanning voorzien is van 18 volt voor de lampen , moeten we even een tijdelijke connectie maken we brengen +5 volt aan op pin 1 van 1J4. Nu zien we met de LED strip op 1J6 zes leds oplichtten, dit slechts éénmaal daarna stopt de test , om dat te herhalen de spanning even op en af zetten. Doe dat eventueel verschillende malen zodat u goed alle 6 de outputs heeft zien oplichtten.

Verwijder terug de verbinding naar 1J4 pin 1. Plaats nu de LED strip op 1J7 men ziet alle LED's FELLER oplichtten , ze branden normaal flauwtjes.

Dit beeindigt de volledige test van de output drivers.

Test van het sound gedeelte .

Het sound gedeelte dat op het CPU board aanwezig is bestaat uit een aparte CPU chip ( U24) een memory chip ( U23) een PIA ( U9) een digitaal analoog omzetter ( U2) versterker chip ( U1) en een eprom chip ( U21) dewelke het sound programma bevat. Deze onderdelen vind u echter alleen op de eerste types system 11 CPU boards en op type /A daar is er echter geen connector meer aanwezig op 1J15 , waar de luidspreker aangesloten werd, nochthans kunnen we gedurende de test er wel een luidspreker op aansluiten door deze even aan de voorziene gaten voor de connector pinnen te solderen. De boards van het type /B en /C hebben geen geluids sectie meer , alles werd van het board verwijderd en naar een apart sound board overgebracht.De hier beschreven procedure is dan ook maar toepasselijk op boards van het eerste en /A type.

We gebruiken dan ook een nieuwe test eprom op de plaats van de sound eprom ( U21) met deze test eprom kunnen we de PIA U9 uit testen , en een geheugen test doen van U23.

De test eprom voor het sound gedeelte vind u hier ..... De checksum van deze eprom is FC3E. Inpluggen in U21. Deze test eprom kan ook gebruikt worden om het sound gedeelte van een Type 9 board te testen .( Zie de paginas betreffende het Williams type 9 board )

Werkwijze.

Het board blijft gewoon aangeschakeld zoals voor de voorgaande testen.

We behouden de gewone game roms. We plaatsen de sound test eprom in U21. Bij power up moet een test-LED aangesloten, op pin 15 van de sound CPU ( U24) constant pinken .Is dit niet het geval dan werkt het test programma niet . In dat geval dan kijken we zoals steeds eerst de basis signalen op de CPU chip na . Is er een clock op pin 39? Waarschijnlijk wel het is hetzelfde signaal als op de normale CPU chip in U15 die reeds werkt. Pin 40 moet ongeveer +5 volt zijn, dit is reset , weer hetzelfde signaal als op U15, we mogen er van uit gaan dat wanneer deze CPU ( U24) niet werkt het eigenlijk nog enkel de chip zelf kan zijn dewelke stuk is.Werkt de test goed dan gaan we kijken naar de uitgangs signalen van de PIA ( U9).

De uitgangen van de PIA zijn pinnen 10 tot 17 , de outputs van de pinnen 2 tot 9 zullen niet bewegen, ze worden door hun verbinding met PIA U10 vastgehouden op 0 volt.De pinnen 10 tot 17 moeten allemaal op en neer bewegen tussen 0 en 5 volt.Wanneer de uitgangen van de PIA dan toch niet bewegen, beginnen we met het selectie signaal op pin 23 na te kijken , we moeten daar pulsen krijgen , is dat niet het geval dan is de selectie slecht , deze komt van U8, pin 4, bekijk de ingangen en outputs van deze selectie chip . pin 1,2, en 3 zijn de inputs , de werkende output moet 0 volt geven ! De uitgang is op pin 4. Is er een andere dan pin 4 die 0 volt geeft ( 5,6 of 7) dan is er iets mis met de ingangen , is er geen enkele die 0 volt geeft of allemaal, dan is de chip zelf waarschijnlijk stuk.

Is de selectie ok vervang dan de PIA maar. Met een werkend programma kan er al niet veel anders meer mis zijn !

We gaan er nu van uit dat de PIA goed werkt. Normaal zou er nu ook geluid moeten te horen zijn . Het is te zeggen als we de versterker aansluiten.

Daartoe moeten we wel +12 en -12 volt aanbrengen op het board , en dit op 1J17 pin 9 moet +12 volt krijgen en pin 8 -12 volt. Verder worden de pinnen 1 en 2 van 1J16 aan elkaar verbonden , dit omdat daar normaal de volume regelaar tussen zit , we doen het zonder volume regelaar. Ook een kleine luidspreker ( 8 ohm) mag niet ontbreken, aansluiten tussen pinnen 1 en 4 van 1J15. ( solderen)

Start de test terug op, dan hoort u normaler wijze dit ......

Heeft u géén geluid dan testen we eerst de versterker chip even uit , als u de vinger even aan pin 2 van 1J16 legt zou u een harde brom moeten horen , is dat niet zo vervang dan versterker chip U1.

We gaan er nu van uit dat u een brom heeft als u de ingang van de versterker aanraakt met de vinger ( pin2 1J16) . Is er nog streeds geen geluid , dan is het tijd om de D/A chip te vervangen ( U2.)

Sound geheugen test.

Als laatste testen we nog even de memory chip van het sound gedeelte U23. Daarvoor drukken we even op de switch " sound". Na het drukken zal het pinken van de test-LED even stoppen evenals het geluid uit de luispreker, indien alles herneemt betekend dit dat de geheugen chip U23 ok is; Indien de test-LED uit of aan blijft ,, is er een probleem . Toch blijft de memory test continu draaien , we kunnen nu de signalen op de chip U23 nakijken. Meestal is het de geheugenchip zelf dewelke moet vervangen worden.

Extra Switch matrix input test.

Zoals reeds in de output test van de PIA's vermeld worden alle PIA's getest in "output mode", als ze zo werken kan u ervan op aan dat de IC's ZEKER ok zijn . U38 is de INPUT van de switch matrix we kunnen best even testen of ook in "INPUT "de signalen goed U38 bereiken vanaf de input connector 1J10. Daartoe verwijderen we de test eprom en zetten gewoon GEEN ic in de plaats de socket blijft leeg. We gaan nu één voor één pinnen 9 to 1 van 1J10 met o volt verbinden ( ground) als we een test led aansluiten aan de pinnen 2 to 9 van U38 zal deze steeds oplichtten bij het op 0volt brengen van de overeenkomstige pin op 1J10.

Dus, 0 volt op pin 9 van 1J10 test led aangesloten op pin 2 van U38 licht op , 0 volt op pin 8 van 1J10 test led aangesloten op pin 3 van U38 licht op, en zo verder tot pin 1 van 1J10.

De test led is vast aangesloten met zijn negatieve kant op 0 volt en u test op U38 met de positieve kant van de test led.

Terug naar Home-Page.........