Flipper-Schaltmatrix ohne Funktion: tote Reihen und Phantom-Schalter

Drei Fallziele zählen nichts. Die linke Outlane ist tot. Nichts davon ist Zufall – diese Schalter liegen in einem Raster nebeneinander, das Sie nicht sehen können, und etwas, das sie gemeinsam nutzen, ist ausgefallen.

Das ist die Schaltmatrix. Fast alles, was darüber online geschrieben wird, richtet sich an WPC-Geräte der 1990er, was nichts hilft, wenn Ihr Gerät ein Bally von 1979 oder ein Gottlieb von 1983 ist: Das Verdrahtungsprinzip ist dasselbe, die Chips, Steckverbinder, der Testmodus und sogar die richtige Diode sind es nicht.

Die Kurzfassung: Lesen Sie das Muster, bevor Sie irgendetwas anfassen. Ein einzelner toter Schalter ist der Schalter selbst oder seine eigene Diode. Eine ganze Gruppe tot bedeutet eine gemeinsame Leitung, einen Pin im Steckverbinder oder den Chip, der diese Leitung treibt. Schalter, die als geschlossen gelesen werden, obwohl sie es nicht sind, sind fast immer eine kurzgeschlossene oder verpolte Diode. Finden Sie heraus, welcher der drei Fälle vorliegt, und die Arbeit schrumpft von vierzig Schaltern auf etwa drei.

Inhalt

Was die Schaltmatrix eigentlich ist

Ein Flipper hat Dutzende Schalter und einen Prozessor mit nicht annähernd Dutzenden freien Eingängen. Die Antwort, auf die sich die Branche um 1977 geeinigt hat, war ein Raster.

Die Schalter sind als Matrix aus Strobe-Leitungen (Spaltenleitungen) und Return-Leitungen (Zeilenleitungen) verdrahtet. Die CPU bestromt sehr schnell eine Spaltenleitung nach der anderen und beobachtet, welche Zeilenleitungen zurückkommen. Ein Schalter am Kreuzungspunkt von Strobe 3 und Return 5 ist durch dieses Paar eindeutig bestimmt – fünf Spalten und acht Zeilen ergeben vierzig Schalterpositionen aus dreizehn Leitungen.

Jeder Schalter braucht eine Diode in Serie, ein Rückschlagventil. Ohne sie erzeugt das Schließen zweier Schalter einen Schleichweg über einen dritten, und die CPU liest einen Schalter, den niemand berührt hat. Der Ring am Diodenkörper markiert die Richtung, die sie sperrt. Dieses kleine Bauteil ist der häufigste Ausfall im ganzen System. Zur größeren Übersicht, in die das eingebettet ist, siehe unseren Leitfaden zur Flipper-Elektronik.

Lesen Sie zuerst das Muster

Das ist der Schritt, den die Leute überspringen, und derjenige, der den Nachmittag rettet. Versetzen Sie das Gerät in den Schaltertest, schließen Sie jeden Schalter von Hand und notieren Sie, was registriert wird. Die Form des Fehlers sagt Ihnen, wo Sie suchen müssen.

Was Sie sehen Was es normalerweise bedeutet Wo Sie suchen sollten
Ein Schalter tut nichts Mechanisch, oder seine eigene Diode ist unterbrochen Kontakte, Lötstellen, diese Diode
Eine ganze Zeile oder Spalte tot Eine gemeinsame Leitung, ein Pin im Steckverbinder oder ein Treiber Diese Leitung von Anfang bis Ende
Ein Schalter schließt mehrere Eine kurzgeschlossene oder verpolte Diode Die Diode an dem Schalter, den Sie gedrückt haben
Ein Schalter wird als geschlossen gelesen und ist es nicht Klemmender Schalter, kurzgeschlossene Diode, anliegender Anschlussdraht Dieser Schalter, dann seine Nachbarn
Fehler wandern während des Spiels Steckverbinder oder Masse Steckverbinder in der Backbox, dann die Masseverbindungen

Zwei ausfallende Schalter, die auf dem Spielfeld räumlich weit voneinander entfernt sind, sind der entscheidende Hinweis. Suchen Sie sie in der Matrixtabelle im Schaltplan Ihres Gehäuses und sehen Sie, welche Spalten- oder Zeilenleitung sie gemeinsam haben. Diese Leitung ist Ihr Fehler.

In den Schaltertest kommen

Jede Plattform macht das anders, was mit ein Grund dafür ist, dass allgemeine Ratschläge scheitern.

Bally und Stern, 1977–1985. Starten Sie den Selbsttest mit dem roten Taster innen an der Münztür. Zuerst: Kugel entnehmen, alle Fallziele wieder aufstellen und prüfen, dass die Spinner gerade nach unten hängen – ein halb offen stehender Spinner wird als geschlossen gelesen und schickt Sie auf die Jagd nach einem Fehler, den Sie selbst erzeugt haben. Bei ruhigem Spielfeld sollte die Anzeige Null zeigen; steht dort eine Zahl, ist das ein Schalter, den das Gerät für geschlossen hält. Beachten Sie die Eigenheit, die jeden erwischt: es erscheint nur der klemmende Schalter mit der niedrigsten Nummer. Beheben Sie ihn, schalten Sie ein, und ein zweiter kann auftauchen – kein neuer Fehler, nur einer, der verdeckt war.

Williams System 3 to 7. Die Diagnosesequenz durchläuft der Reihe nach Lampen, Anzeigen, Spulen und Schalter. Wenn das Gerät den Testmodus nicht sauber erreicht, beginnen Sie stattdessen bei der CPU-LED – unser Leitfaden zu den Williams System 7 Diagnosecodes erklärt, was sie Ihnen sagt.

Gottlieb System 80, 80A und 80B. Der Schaltertest meldet Schließvorgänge auf den Anzeigen als Cx-y, was Sie mit der Matrixtabelle im Handbuch des Geräts übersetzen. Eine Warnung, die schon viele Abende gekostet hat: Ab den späteren System 80B-Geräten hat Gottlieb einige Gehäuseschalter nicht mehr in dieser Tabelle abgedruckt. Die Schalter für Advance, Replay, Play/Test, Münze und Tilt sind echte Mitglieder der Matrix, die mehrere Titel einfach nicht auflisten. Eine Position, die registriert wird, obwohl die Tabelle sagt, es gebe sie nicht, ist meist einer davon und kein Fehler – der Gehäuseschaltplan zeigt sie weiterhin.

Die Diode ist das Teil, das ausfällt

Eine Schalterdiode kann auf zwei Arten defekt gehen, mit entgegengesetzten Symptomen.

  • Unterbrochen. Es kann überhaupt kein Strom fließen, sodass der Schalter nie registriert wird, wie gut die Kontakte auch schließen. Es sieht genau wie ein toter Schalter aus.
  • Kurzgeschlossen oder falsch herum eingebaut. Das Ventil sperrt nicht mehr, Strom schleicht in die falsche Richtung, und das Schließen eines Schalters lässt andere auf denselben Leitungen mit aufleuchten. Das ist der Phantom-Schalter – die klassische Ursache für ein Gerät, das Dinge zählt, die niemand getroffen hat.

Ein umgebogener Diodenanschluss, der eine benachbarte Lötfahne berührt, wirkt wie ein Kurzschluss und ist häufig an einem Gerät, an dem schon einmal gearbeitet wurde. Schauen Sie hin, bevor Sie auslöten.

Die Gottlieb-Diodenfalle

Hier ist das Detail, das gerade sorgfältige Leute erwischt, weil der übliche Ratschlag für diese Geräte falsch ist.

Gottlieb verwendete in der Schaltmatrix Germaniumdioden – typischerweise die 1N270, gewählt wegen ihrer sehr niedrigen Durchlassspannung von rund 0,2 V, die zu den beteiligten Logikpegeln passt. Im Diodenbereich eines Messgeräts lesen Sie etwa 0,2 bis 0,3 V ab, nicht die 0,6 bis 0,7 V, die Silizium liefert.

Zwei Folgen. Wer 0,6 V erwartet, verurteilt eine gute Diode. Und wer eine durch die 1N4148 ersetzt, die in jeder Bauteilschublade liegt, verdreifacht die Spannung an diesem Schalter etwa – es wird oft trotzdem funktionieren, aber es ist genau die grenzwertige Änderung, die einen Wackelfehler erzeugt, den später niemand findet. Für eine Gottlieb-Matrixdiode ist eine Kleinsignal-Schottky wie eine BAT42, BAT43, BAT46 oder BAT85 der sinnvolle moderne Ersatz, weil sie die niedrige Durchlassspannung beibehält, die die Schaltung voraussetzt.

Die Matrizen von Bally, Stern und Williams sind konventionelles Silizium und kommen mit einer 1N4148 aus, die mit der älteren 1N914 austauschbar ist. Wissen Sie, welches Gerät vor Ihnen steht, bevor Sie zur Schublade greifen.

Einen Schalter und seine Diode prüfen

Sie brauchen ein Multimeter mit Diodenbereich. Gerät aus, und ziehen Sie den betreffenden Schalter-Steckverbinder von der Platine ab, damit Sie den Schalter messen und nicht das ganze Gerät.

  1. Stellen Sie das Messgerät auf Diode. Es zeigt eine Durchlassspannung an, keinen Widerstand – darüber stolpern viele.
  2. Schwarze Prüfspitze an das Ende mit dem Ring, rote an das andere, Schalter geschlossen halten.
  3. Erwarten Sie etwa 0,2–0,3 V bei Gottlieb-Germanium, 0,6–0,7 V bei Silizium.
  4. Prüfspitzen tauschen. Jetzt erwarten Sie nichts. Ein Messwert in beiden Richtungen bedeutet eine kurzgeschlossene Diode.
  5. Nichts in beiden Richtungen, bei definitiv geschlossenem Schalter, bedeutet eine unterbrochene Diode oder einen unterbrochenen Schalter – überbrücken Sie die Kontakte mit einer Klemmleitung, um beides zu unterscheiden.

Bei einer komplett toten Zeile oder Spalte lassen Sie die Dioden beiseite und machen stattdessen eine Durchgangsprüfung: von der Lötfahne des Schalters auf dem Spielfeld zurück zum Pin am Platinensteckverbinder. Eine Unterbrechung in dieser Strecke ist ein gebrochener Draht oder eine schlechte Crimpung, gefunden ohne ein einziges Bauteil auszubauen. Verschmutzte und angefressene Kontakte verursachen ebenfalls viele tote Schalter, die überhaupt keine elektrischen Fehler sind – unser Wartungsleitfaden beschreibt ihre Reinigung.

Wo die Matrix sitzt, Plattform für Plattform

Bally und Stern MPU, 1977–1985

Eine Matrix aus 5 Spalten und 8 Zeilen – vierzig Positionen – die über einen einzigen 6820/6821 PIA an U10 auf der MPU-Platine läuft: Die PA-Seite treibt die Spalten, die PB-Seite liest die Zeilen. Am Steckverbinder J2 sind die Pins 1–5 die Spalten und die Pins 8–15 die Zeilen, was eine tote Leitung leicht bis zu einem Pin zurückverfolgbar macht.

Zwei Bally-Eigenheiten. Die Schalter der Münztür haben keine Dioden – Bally hat sie weggelassen –, sodass ein verbogener Münzschalter Fehler im ganzen Gerät auslöst. Und kleine Scheibenkondensatoren (ursprünglich 0,050 µF, heute 0,047 µF) liegen zur Entstörung über einigen Schaltern; ein kurzgeschlossener verhält sich genau wie ein klemmender Schalter. Das ist über die ganze Baureihe gleich, von Evel Knievel und Eight Ball an. Wenn die Platine nicht erst einmal sauber startet, beginnen Sie mit der Bedeutung der Blinkcodes der Bally-MPU-LED.

Williams System 3 to 7

Williams hat die Dinge dort untergebracht, wo man sie nicht erwartet. Bis einschließlich System 6 verwendet das Gerät vier PIA-Chips: einen auf der MPU-Platine für die Anzeigen und drei auf der Driver-Platine – Spulen, Lampen und einen, der die Schalter liest. Eine tote Schalterspalte bedeutet hier also oft einen Fehler auf der Driver-Platine, nicht auf der CPU. Zuerst die CPU zu prüfen ist der natürliche Instinkt und der falsche.

Die andere Williams-Wahrheit ist unverblümter: Der 40-polige Steckverbinder zwischen den Platinen verursacht die überwiegende Mehrheit der Wackelfehler an diesen Geräten, durch Haarrisse in vierzig Jahre alten Lötstellen. Bevor Sie etwas Kompliziertes vermuten, ziehen Sie die Platinen ab und stecken Sie sie neu – allein die Wischwirkung behebt überraschend viele Fehler. Kommt der Fehler zurück, wollen die Stiftleisten nachgelötet werden. Der Steckverbinder IJ2 und seine einzelne +12-V-Leitung ist eine bekannte Ursache für Resets bei intensivem Spiel. All das gilt für Gorgar und den Rest der Baureihe.

Gottlieb System 80, 80A und 80B

Die System 80-CPU prüft 64 Schalterpositionen. Die Zeilenleitungen kommen an Eingangsport A des 6532 RIOT an U4 an; U5 entscheidet, ob die CPU die externe Spielfeldmatrix oder die DIP-Schalter auf der Platine liest. Die Spaltenleitungen verlassen die Platine über einen 74154-Dekoder an Z33 – gut zu wissen, denn ein 74154 mit einem toten Ausgang legt eine komplette Spaltenleitung und alles daran lahm und zeigt sich genau so, als wäre eine ganze Gruppe von Schaltern gleichzeitig ausgefallen.

System 80 hat außerdem ein Massekonzept, das eine unvernünftige Anzahl von Fehlern erzeugt, die nach allem aussehen, nur nicht nach Masse. Wenn Ihre Schalterprobleme wandern, lesen Sie unseren Leitfaden zu den System 80-Massemods, bevor Sie einen Chip tauschen. Für einen hartnäckigen Zielschalter an einem Gerät wie Black Hole haben wir die Diagnose eines toten Zielschalters an einem System 80 Schritt für Schritt durchgespielt.

Gottlieb System 1

System 1 ist das unbequeme. Schaltereingang und -ausgang laufen über U5, den A1752CF, ein Gottlieb-Sonderbauteil, das praktisch nicht zu beschaffen ist und für das es keinen Pin-kompatiblen Ersatz gibt. Es ist außerdem empfindlich: Statische Entladung und Streuspannung von der Spulenschiene können es zerstören, und die Platine hat keine Klemmdioden an den Widerständen der Schaltereingänge, um das zu verhindern. Dort Schutzdioden nachzurüsten ist eine bekannte Modifikation, die sich an einem Gerät lohnt, das Sie behalten wollen, etwa einer Cleopatra. Beachten Sie die Unterscheidung, die für Verwirrung sorgt: Die Seriendiode an jedem Schalter ist ein anderes Bauteil als die Klemmdioden, die die CPU-Eingänge schützen. System 1 hat Erstere, Letztere fehlen.

Wenn der Fehler wirklich auf der Platine liegt

Die meisten Schaltmatrixfehler liegen nicht auf der Platine. Es sind eine Diode, ein gebrochener Draht, ein verbogener Kontakt oder ein grün angelaufener Pin im Steckverbinder – ein paar Euro und ein Abend. Das sagen wir lieber deutlich, als Ihnen etwas zu verkaufen, das Sie nicht brauchen.

Anders wird es, wenn die Platine das ist, was die Matrix lahmlegt. Vor allem Batteriekorrosion, bei der ausgelaufener Elektrolyt entlang der Leiterbahnen kriecht und Zeilenleitungen der Schalter genauso auffrisst wie alles andere – eine Platine lässt sich reinigen, aber Korrosion versteckt sich in Durchkontaktierungen und unter ICs, wo Sie weder hinsehen noch hinkommen (unser Leitfaden zum Erkennen und Stoppen von Batteriekorrosion erklärt, was zu retten ist). Oder ein ausgefallener Chip, den Sie nicht kaufen können: Ein toter 74154 ist ein Bauteil für zwei Euro, ein toter A1752CF ist kein Einkauf.

BallyFA Ersatz-MPU-Platine für Bally- und Stern-Flipper 1977-1985, die Platine, auf der die Spalten- und Zeilenleitungen der Schaltmatrix am Steckverbinder J2 enden
An einem Bally- oder Stern-Gerät endet die gesamte Schaltmatrix auf der MPU-Platine am Steckverbinder J2 – Spalten an den Pins 1–5, Zeilen an den Pins 8–15. Die BallyFA ist ein moderner Ersatz für diese Platine. Foto: Pinballs Store.

Wo ein Ersatz sinnvoll ist, deckt die BallyFA die Bally- und Stern-MPU dieser Zeit ab (unser Bally-MPU-Kaufberater stellt die Optionen dar), und die WillFA7 ersetzt auf Williams System 3 to 7 sowohl MPU- als auch Driver-Platine – was hier wichtig ist, weil der Schalter-PIA bei Williams auf der Driver-Platine sitzt. Auf Gottlieb System 80 lässt Sie eine Lisy80 Schließvorgänge live in einer Weboberfläche mitlesen, statt auf die Anzeigen zu schielen. Sie basiert auf dem LISY-Projekt, dem freien, nicht kommerziellen DIY-Projekt eines unabhängigen Entwicklers – wir liefern sie einsatzbereit und unterstützen sie danach; entwickelt haben wir sie nicht.

Wir testen Platinen, bevor sie versandt werden. Behalten Sie in jedem Fall Ihr Original: Ein Matrixfehler zerstört eine Platine selten vollständig, und sie gibt ein gutes Winterprojekt ab, sobald das Gerät wieder spielt. Und wenn sich Ihr Fehler als verbogene Schalterfeder entpuppt, ist das ein gutes Ergebnis und kein verschwendeter Abend.

FAQ

Warum funktioniert bei meinem Flipper eine ganze Schalterreihe nicht?

Weil sich diese Schalter eine Leitung teilen. Wenn eine ganze Zeile oder Spalte gleichzeitig ausfällt, deutet das auf die gemeinsame Zeilen- oder Spaltenleitung hin und nicht auf die Schalter: ein gebrochener Draht auf dem Spielfeld, ein schlechter Pin am Platinensteckverbinder oder der Chip, der diese Leitung treibt. Machen Sie eine Durchgangsprüfung von einer Schalter-Lötfahne zurück zum Pin am Platinensteckverbinder, bevor Sie die Platine verdächtigen.

Was bedeutet es, wenn der Schaltertest einen Schalter als geschlossen anzeigt, der es nicht ist?

Meist eine kurzgeschlossene oder verpolte Diode an diesem Schalter, oder ein Diodenanschluss, der eine andere Lötfahne berührt. Er kann auch wirklich klemmen – ein halb offen hängender Spinner oder ein Fallziel, das nicht vollständig zurückgestellt ist, werden beide als geschlossen gelesen. Bei Bally-Geräten wird nur der klemmende Schalter mit der niedrigsten Nummer angezeigt, sodass ein zweiter auftauchen kann, sobald Sie den ersten behoben haben.

Kann ich eine 1N4148 als Diode für die Flipper-Schaltmatrix verwenden?

Bei Bally, Stern und Williams ja – 1N4148 und die ältere 1N914 sind austauschbar und richtig. Bei Gottlieb ist sie nicht ideal: Gottlieb verwendete Germaniumdioden wie die 1N270 mit einer viel niedrigeren Durchlassspannung. Eine 1N4148 funktioniert oft, verdreifacht aber die Spannung an diesem Schalter etwa. Eine Schottky wie eine BAT42, BAT43 oder BAT85 ist der bessere moderne Ersatz.

Wie prüfe ich eine Flipper-Schalterdiode mit dem Multimeter?

Gerät aus, Schalter-Steckverbinder von der Platine abgezogen, Messgerät im Diodenbereich statt im Widerstandsbereich. Bei geschlossen gehaltenem Schalter sollten Sie in einer Richtung eine Durchlassspannung ablesen – etwa 0,2–0,3 V bei Gottlieb-Germanium, 0,6–0,7 V bei Silizium – und in der anderen nichts. Ein Messwert in beiden Richtungen bedeutet eine kurzgeschlossene Diode; nichts in beiden Richtungen bedeutet eine unterbrochene Diode oder einen unterbrochenen Schalter.

Warum lösen zwei Schalter gemeinsam aus, wenn ich einen drücke?

Das klassische Symptom eines Schleichwegs. Ohne funktionierende Einweg-Diode findet der Strom von dem Schalter, den Sie gedrückt haben, einen Weg zurück über andere Schalter auf den gemeinsamen Leitungen, und die CPU liest Schließvorgänge, die nie passiert sind. Prüfen Sie die Diode an dem Schalter, den Sie gedrückt haben: kurzgeschlossen, verpolt, oder ihr Anschluss berührt etwas, das er nicht berühren sollte.

Mein Gottlieb-Schaltertest zeigt eine Position, die das Handbuch nicht auflistet. Ist die Platine defekt?

Wahrscheinlich nicht. Ab den späteren System 80B-Geräten hat Gottlieb mehrere Gehäuseschalter nicht mehr in der Matrixtabelle des Handbuchs abgedruckt, darunter die Schalter für Advance, Replay, Play/Test, Münze und Tilt. Es sind trotzdem echte Positionen. Prüfen Sie den Gehäuseschaltplan, der sie auch dann zeigt, wenn die Tabelle es nicht tut.

Quellen

Sie kommen bei einem Matrixfehler nicht weiter? Schreiben Sie uns, welches Gerät Sie haben, welche Schalter sich falsch verhalten und was Ihr Messgerät an der Diode anzeigt. Unser technischer Support ist kostenlos, vor und nach jedem Kauf – auch dann, wenn die Antwort am Ende ein halb offen hängender Spinner ist.

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