Schakelmatrix flipperkast defect: dode rijen en fantoomschakelaars

Drie drop targets scoren niets. De linker outlane is dood. Niets daarvan is willekeurig — die schakelaars liggen naast elkaar in een raster dat je niet ziet, en iets wat ze delen is defect.

Dit is de schakelmatrix. Bijna alles wat er online over geschreven is, gaat over WPC-machines uit de jaren negentig, en daar heb je niets aan als jouw kast een Bally uit 1979 of een Gottlieb uit 1983 is: het principe van de bedrading is hetzelfde, maar de chips, de connectoren, de testmodus en zelfs de juiste diode zijn dat niet.

Kort samengevat: lees het patroon voordat je iets aanraakt. Eén dode schakelaar is de schakelaar zelf of zijn eigen diode. Een hele groep dood is een gedeelde draad, een connectorpen of de chip die die lijn aanstuurt. Schakelaars die gesloten lezen terwijl ze dat niet zijn, komen bijna altijd van een kortgesloten of omgekeerd gemonteerde diode. Bepaal welke van de drie je hebt en de klus krimpt van veertig schakelaars naar ongeveer drie.

Inhoud

Wat de schakelmatrix eigenlijk is

Een flipperkast heeft tientallen schakelaars en een processor die bij lange na niet tientallen ingangen vrij heeft. De oplossing waarop de industrie rond 1977 uitkwam, was een raster.

De schakelaars zijn gedraad als een matrix van strobelijnen (kolommen) en retourlijnen (rijen). De CPU zet heel snel één strobelijn per keer onder spanning en kijkt welke retourlijnen terugkomen. Een schakelaar waar strobe 3 retour 5 kruist, is door dat paar eenduidig bepaald — vijf strobes en acht retourlijnen geven veertig schakelaarposities met dertien draden.

Elke schakelaar heeft een diode in serie nodig, een terugslagventiel. Zonder die diode maakt het sluiten van twee schakelaars een sluippad via een derde, en leest de CPU een schakelaar die niemand heeft aangeraakt. De kant met het bandje geeft aan welke richting de diode blokkeert. Dat kleine onderdeel is de meest voorkomende storing in het hele systeem. Voor het grotere geheel waarin dit past, zie onze gids over de elektronica van een flipperkast.

Lees eerst het patroon

Dit is de stap die mensen overslaan en precies de stap die je middag redt. Zet de kast in de schakelaartest, sluit elke schakelaar met de hand en schrijf op wat er registreert. De vorm van de storing vertelt je waar je moet zoeken.

Wat je ziet Wat het meestal betekent Waar je moet zoeken
Eén schakelaar doet niets Mechanisch, of zijn eigen diode is onderbroken Contacten, soldeerverbindingen, die diode
Een hele rij of kolom dood Een gedeelde draad, connectorpen of driver Die lijn van begin tot eind
Eén schakelaar sluit er meerdere Een kortgesloten of omgekeerde diode De diode op de schakelaar die je indrukte
Een schakelaar leest gesloten en is het niet Vastzittende schakelaar, kortgesloten diode, draadje dat ergens tegenaan komt Die schakelaar, daarna zijn buren
Storingen verplaatsen zich tijdens het spelen Connectoren, of de massa Connectoren in de backbox, daarna de massaverbindingen

Twee falende schakelaars die fysiek ver van elkaar op het speelveld liggen, zijn het verraad. Zoek ze op in de matrixtabel in het schema van je kast en kijk welke strobe- of retourlijn ze delen. Die lijn is je storing.

In de schakelaartest komen

Elk platform doet dit anders, en dat is een deel van de reden waarom algemeen advies hier faalt.

Bally en Stern, 1977–1985. Ga met de rode knop achter het muntdeurtje de zelftest in. Eerst: haal de bal eruit, zet alle drop targets omhoog en controleer of de spinners recht naar beneden hangen — een spinner die half open blijft staan, leest als gesloten en laat je jagen op een storing die je zelf hebt gemaakt. Met een rustig speelveld moet het display nul laten zien; staat er een getal, dan is dat een schakelaar die de kast als gesloten beschouwt. Let op de eigenaardigheid waar iedereen intuint: alleen de vastzittende schakelaar met het laagste nummer wordt weergegeven. Verhelp die, zet de kast weer aan, en er kan een tweede verschijnen — geen nieuwe storing, alleen een die eerst verborgen was.

Williams System 3 tot 7. De diagnosereeks loopt achtereenvolgens langs lampen, displays, spoelen en schakelaars. Komt de kast niet netjes in de testmodus, begin dan eerst bij de CPU-LED — onze gids over de diagnosecodes van de Williams System 7 legt uit wat die je vertelt.

Gottlieb System 80, 80A en 80B. De schakelaartest meldt sluitingen op de displays als Cx-y, die je omzet met de matrixtabel in de handleiding van de kast. Eén waarschuwing die al veel avonden heeft gekost: vanaf de latere System 80B-kasten is Gottlieb bepaalde kastschakelaars niet meer in die tabel gaan afdrukken. De advance-, replay-, play/test-, munt- en tiltschakelaar zijn echte leden van de matrix die verschillende titels simpelweg niet vermelden. Een positie die registreert terwijl de tabel zegt dat ze niet bestaat, is meestal zo'n schakelaar en geen storing — het kastschema laat ze wel zien.

De diode is het onderdeel dat stukgaat

Een schakeldiode kan op twee manieren stukgaan, met tegengestelde symptomen.

  • Onderbroken. Er kan helemaal geen stroom vloeien, dus de schakelaar registreert nooit, hoe goed de contacten ook sluiten. Het lijkt precies op een dode schakelaar.
  • Kortgesloten of omgekeerd gemonteerd. Het ventiel blokkeert niet meer, stroom sluipt de verkeerde kant op, en het sluiten van één schakelaar activeert andere op dezelfde lijnen. Dit is de “fantoom”-schakelaar — de klassieke oorzaak van een kast die punten geeft voor dingen die niemand heeft geraakt.

Een diodedraadje dat is omgebogen en tegen een naastgelegen soldeerlip komt, doet hetzelfde als een kortsluiting, en dat komt vaak voor op een kast waar al eerder aan gewerkt is. Kijk eerst, voordat je gaat ontsolderen.

De diodevalkuil bij Gottlieb

Dit is het detail waar zorgvuldige mensen op stranden, omdat het gangbare advies voor deze kasten niet klopt.

Gottlieb gebruikte germaniumdiodes — meestal de 1N270 — in de schakelmatrix, gekozen om hun zeer lage drempelspanning van ongeveer 0,2 V, wat past bij de logische niveaus die hier spelen. Op de diodestand van je multimeter lees je ruwweg 0,2 tot 0,3 V, niet de 0,6 tot 0,7 V die silicium geeft.

Twee gevolgen. Als je 0,6 V verwacht, keur je een goede diode af. En vervang je er een door de 1N4148 die in elke onderdelenlade ligt, dan verdrievoudig je ongeveer de spanningsval over die schakelaar — vaak werkt het nog wel, maar het is precies zo'n marginale wijziging die later een intermitterende storing oplevert die niemand meer kan vinden. Voor een matrixdiode in een Gottlieb is een kleinsignaal-Schottky zoals een BAT42, BAT43, BAT46 of BAT85 de verstandige moderne vervanger, omdat die de lage drempelspanning behoudt waarvan het ontwerp uitgaat.

De matrices van Bally, Stern en Williams zijn gewoon silicium en nemen genoegen met een 1N4148, die uitwisselbaar is met de oudere 1N914. Weet voor welke kast je staat voordat je naar de lade grijpt.

Een schakelaar en zijn diode meten

Je hebt een multimeter met een diodestand nodig. Kast uit, en trek de betreffende schakelaarconnector van de print zodat je de schakelaar meet en niet de hele kast.

  1. Zet de multimeter op de diodestand. Die meet een spanningsval in de doorlaatrichting, geen weerstand — daar gaan mensen de mist in.
  2. Zwarte meetpen op de kant met het bandje, rode op de andere, schakelaar gesloten gehouden.
  3. Verwacht ruwweg 0,2–0,3 V bij Gottlieb-germanium, 0,6–0,7 V bij silicium.
  4. Draai de meetpennen om. Nu verwacht je niets. Een meting in beide richtingen betekent een kortgesloten diode.
  5. Niets in beide richtingen, terwijl de schakelaar zeker gesloten is, betekent een onderbroken diode of een onderbroken schakelaar — overbrug de contacten met een krokodillenklem om de twee te onderscheiden.

Bij een hele dode rij of kolom sla je de diodes over en doe je in plaats daarvan een doorbelmeting: van de soldeerlip van de schakelaar op het speelveld terug naar de pen op de connector van de print. Een onderbreking in dat traject is een gebroken draad of een slechte crimp, gevonden zonder ook maar één onderdeel te verwijderen. Vuile en ingebrande contacten zorgen ook voor heel wat “dode” schakelaars die helemaal geen elektrische storing zijn — onze onderhoudsgids legt uit hoe je ze schoonmaakt.

Waar de matrix zit, platform per platform

Bally- en Stern-MPU, 1977–1985

Een matrix van 5 kolommen bij 8 rijen — veertig posities — die loopt via één enkele 6820/6821 PIA op U10 van het MPU-board: de PA-zijde stuurt de strobes, de PB-zijde leest de retourlijnen. Op connector J2 zijn pennen 1–5 de kolommen en pennen 8–15 de rijen, waardoor een dode lijn eenvoudig tot één pen te herleiden is.

Twee eigenaardigheden bij Bally. De schakelaars van het muntdeurtje hebben geen diodes — Bally heeft ze weggelaten — dus een verwrongen muntschakelaar strooit fouten door de hele kast. En over sommige schakelaars zitten kleine keramische condensatoren (oorspronkelijk 0,050 µF, vandaag 0,047 µF) voor ruisonderdrukking; sluit er één kort, dan gedraagt dat zich precies als een vastzittende schakelaar. Dit is hetzelfde in de hele reeks, vanaf Evel Knievel en Eight Ball. Start de print niet netjes op, begin dan eerst bij wat de flitsen van de Bally MPU-LED betekenen.

Williams System 3 tot 7

Williams zette de dingen waar niemand ze verwacht. Tot en met System 6 gebruikt de kast vier PIA-chips: één op het MPU-board voor de displays, en drie op het driver board — spoelen, lampen en één die de schakelaars uitleest. Een dode schakelaarkolom betekent hier dus vaak een fout op het driver board en niet op de CPU. Eerst de CPU controleren is het natuurlijke instinct en de verkeerde keuze.

De andere waarheid over Williams is botter: de 40-polige verbindingsconnector tussen de boards veroorzaakt de overgrote meerderheid van de intermitterende storingen op deze kasten, door haarscheurtjes in veertig jaar oude soldeerverbindingen. Voordat je iets ingewikkelds gaat vermoeden: trek de boards los en druk ze er weer op — die veegbeweging alleen al verhelpt verrassend veel storingen. Komt het terug, dan moeten de pennen van de header opnieuw gesoldeerd worden. Connector IJ2 en zijn enkele +12 V-draad is een bekende oorzaak van resets tijdens intensief spelen. Dat alles geldt ook voor Gorgar en de rest van de reeks.

Gottlieb System 80, 80A en 80B

De System 80-CPU bekijkt 64 schakelaarposities. De retourlijnen komen binnen op ingangspoort A van de 6532 RIOT op U4; U5 bepaalt of de CPU de externe speelveldmatrix of de DIP-schakelaars op de print uitleest. De strobes verlaten de print via een 74154-decoder op Z33 — goed om te weten, want een 74154 met één dode uitgang legt een hele strobelijn en alles wat eraan hangt plat, en dat presenteert zich precies als “een hele groep schakelaars die in één keer stopte”.

System 80 heeft daarnaast een massaschema dat een onredelijk aantal storingen oplevert die op alles lijken behalve op een massaprobleem. Als je schakelaarproblemen zwerven, lees dan onze gids over de ground mods voor System 80 voordat je een chip vervangt. Voor één hardnekkige targetschakelaar op een kast als Black Hole hebben we stap voor stap uitgewerkt hoe je een dode targetschakelaar op een System 80 diagnosticeert.

Gottlieb System 1

System 1 is de lastige. Schakelaaringang en -uitgang lopen via U5, de A1752CF, een custom Gottlieb-onderdeel dat praktisch niet meer te krijgen is en geen directe vervanger heeft. Hij is ook kwetsbaar: statische ontlading en zwerfspanning van de spoelenbus kunnen hem slopen, en de print heeft geen klemdiodes op de weerstanden van de schakelaaringangen om dat te voorkomen. Daar beschermingsdiodes bijplaatsen is een bekende modificatie die de moeite waard is op een kast die je wilt houden, zoals een Cleopatra. Let op het onderscheid dat mensen in de war brengt: de diode in serie bij elke schakelaar is een ander onderdeel dan de klemdiodes die de CPU-ingangen beschermen. System 1 heeft het eerste en mist het tweede.

Als de fout echt op de print zit

De meeste storingen in de schakelmatrix zitten niet op de print. Het is een diode, een gebroken draad, een verbogen contact of een groen uitgeslagen connectorpen — een paar euro en een avond. Wij zeggen dat liever eerlijk dan dat we je iets verkopen wat je niet nodig hebt.

Dat verandert wanneer de print zelf de matrix om zeep helpt. Vooral batterijcorrosie, waarbij uitgelopen elektrolyt langs de sporen kruipt en retourlijnen van schakelaars net zo goed opvreet als al het andere — een print kan schoongemaakt worden, maar corrosie verstopt zich in doorverbindingen en onder IC's waar je niet kunt kijken en niet bij kunt (onze gids over batterijcorrosie herkennen en stoppen legt uit wat nog te redden is). Of een defecte chip die je niet kunt kopen: een dode 74154 is een onderdeel van twee euro, een dode A1752CF is geen boodschappenlijstje.

BallyFA vervangend MPU-board voor Bally- en Stern-flipperkasten 1977-1985, de print waar de strobe- en retourlijnen van de schakelmatrix eindigen op connector J2
Op een Bally- of Stern-kast eindigt de hele schakelmatrix op het MPU-board bij connector J2 — kolommen op pennen 1–5, rijen op pennen 8–15. De BallyFA is een moderne vervanger voor dat board. Foto: Pinballs Store.

Waar vervanging zinvol is, dekt de BallyFA de Bally- en Stern-MPU van deze periode (onze koopgids voor Bally MPU-boards zet de opties op een rij), en de WillFA7 vervangt zowel het MPU- als het driver board op Williams System 3 tot 7 — wat hier uitmaakt, omdat de PIA die bij Williams de schakelaars uitleest op het driver board zit. Op Gottlieb System 80 laat een Lisy80 je schakelaarsluitingen live in een webinterface volgen, in plaats van dat je naar de displays zit te turen. Hij is gebouwd op het LISY-project, het gratis, niet-commerciële DIY-project van een onafhankelijke ontwikkelaar — wij leveren hem klaar voor gebruik en bieden er daarna ondersteuning bij; wij hebben hem niet gemaakt.

Wij testen boards voordat ze verzonden worden. Hoe dan ook: houd je origineel. Een matrixstoring maakt een print zelden helemaal onbruikbaar, en het is een mooi winterproject zodra de kast weer speelt. En blijkt jouw storing een verbogen schakelaarlip te zijn, dan is dat een goede uitkomst en geen verspilde avond.

Veelgestelde vragen

Waarom werkt er een hele rij schakelaars niet in mijn flipperkast?

Omdat die schakelaars een draad delen. Een hele rij of kolom die in één keer uitvalt, wijst op de gedeelde retour- of strobelijn en niet op de schakelaars: een gebroken draad op het speelveld, een slechte pen op een connector van de print, of de chip die die lijn aanstuurt. Doe een doorbelmeting van de soldeerlip van een schakelaar terug naar de connectorpen op de print voordat je de print verdenkt.

Wat betekent het als de schakelaartest een schakelaar als gesloten toont die dat niet is?

Meestal een kortgesloten of omgekeerd gemonteerde diode op die schakelaar, of een diodedraadje dat tegen een andere soldeerlip komt. Hij kan ook echt vastzitten — een spinner die half open hangt of een drop target dat niet volledig is teruggezet, lezen beide als gesloten. Op Bally-kasten wordt alleen de vastzittende schakelaar met het laagste nummer weergegeven, dus er kan een tweede verschijnen zodra je de eerste hebt verholpen.

Kan ik een 1N4148 gebruiken als diode in de schakelmatrix van een flipperkast?

Op Bally, Stern en Williams wel — de 1N4148 en de oudere 1N914 zijn uitwisselbaar en correct. Op Gottlieb is het niet ideaal: Gottlieb gebruikte germaniumdiodes zoals de 1N270, met een veel lagere drempelspanning. Een 1N4148 werkt vaak wel, maar verdrievoudigt ongeveer de spanningsval over die schakelaar. Een Schottky zoals een BAT42, BAT43 of BAT85 is de betere moderne vervanger.

Hoe meet ik een schakeldiode in een flipperkast met een multimeter?

Kast uit, schakelaarconnector van de print getrokken, multimeter op de diodestand in plaats van op weerstand. Met de schakelaar gesloten gehouden moet je in één richting een spanningsval lezen — ongeveer 0,2–0,3 V bij Gottlieb-germanium, 0,6–0,7 V bij silicium — en in de andere richting niets. Een meting in beide richtingen betekent een kortgesloten diode; niets in beide richtingen betekent een onderbroken diode of een onderbroken schakelaar.

Waarom reageren er twee schakelaars samen als ik er één indruk?

Het klassieke symptoom van een sluippad. Zonder werkende eenrichtingsdiode vindt de stroom van de schakelaar die je indrukte een weg terug via andere schakelaars op de gedeelde lijnen, en leest de CPU sluitingen die nooit hebben plaatsgevonden. Controleer de diode op de schakelaar die je indrukte: kortgesloten, omgekeerd, of met een draadje dat tegen iets aan komt waar het niet hoort.

Mijn Gottlieb-schakelaartest toont een positie die niet in de handleiding staat. Is de print defect?

Waarschijnlijk niet. Vanaf de latere System 80B-kasten is Gottlieb verschillende kastschakelaars niet meer in de matrixtabel van de handleiding gaan afdrukken, waaronder de advance-, replay-, play/test-, munt- en tiltschakelaar. Het zijn nog steeds echte posities. Controleer het kastschema, dat ze wel laat zien, ook als de tabel dat niet doet.

Bronnen

Vastgelopen op een matrixstoring? Stuur ons de kast, welke schakelaars zich misdragen en wat je multimeter over de diode aangeeft. Onze technische ondersteuning is gratis, voor en na elke aankoop — ook wanneer het antwoord een spinner blijkt te zijn die half open hangt.

Is your machine down right now?

Tell us your machine and the exact symptom — we'll tell you which board you need, or whether you need one at all. It's free, and Valère answers personally.

Describe my fault →

Not ready to order yet?

Get our troubleshooting guides, restoration tips and new product news — about one email a month, never spam.

Terug naar blog

Onze producten

Alles bekijken