Réparation néon Cirqus Voltaire

1 Introduction

Le flipper Cirqus Voltaire possède un joli néon sur son plateau. Malheureusement, il est fréquent que ce néon soit en panne. Le mien, par exemple, ne s'allumait pas totalement :

Un Cirqus Voltaire avec un néon cassé perd beaucoup de son charme, c'est pourquoi j'ai rapidement souhaité le réparer. Mais au préalable, il m'a fallut comprendre comment il fonctionnait.

2 Fonctionnement du néon

Le néon est commandé par la carte électronique "power driver". Cette dernière fait varier la luminosité du tube au cours du jeu. Suivant les moments, le néon peut être allumé, éteint, ou varier progressivement d'un état à l'autre. Pour gérer ces effets, la carte fournit différents types de tension :

• Une tension constante de +12V pour allumer le néon
• Une tension nulle pour éteindre le néon
• Une tension variable qui oscille doucement entre 0 et +12V pour éteindre et allumer progressivement le néon

NB : Dans tous les cas, il s'agit d'une tension continue qui est délivrée entre les pins J139-2 et J110-1 de la carte power driver :

Cette tension arrive ensuite aux bornes d'un transformateur qui multiplie sa valeur pour atteindre environ 1500V. Le néon requiert au minimum ce voltage pour s'allumer correctement.

2.1 Un peu d'électronique

Comme indiqué plus haut, la tension d'alimentation du néon est délivrée entre les pins J139-2 et J110-1.

• J139-2 est le pin de voltage : il existe en permanence une tension de +12V entre ce pin et la masse.

• J110-1 est le pin qui commande le néon, sa différence de tension avec la masse varie entre 0 et +12V.

Le pin J110-1 est relié au circuit intégré U3 (ULN2803) de la carte power driver. Et U3 est quant à lui relié à U4 (74LS374).

Voici le schéma du circuit de commande de J110-1 (Cliquez dessus pour zoomer) :

Comme indiqué sur le schéma, les points suivants sont reliés :

• J110-1 est relié au pin n°17 de U3
• Les pins 2 et 18 de U3 sont reliés (Ce sont les deux premiers transistors Darlington de U3, U3A et U3B, qui sont connectés entre eux)
• Le pin 1 de U3 est relié au pin 6 de U4

Il faut vérifier qu'il n'y a pas de rupture de piste entre ces différents points (Faire des tests de continuité).

Rôles de U3 et U4

• Le circuit intégré U3 est un ULN2803, c'est à dire une rangée de 8 transistors Darlington dont le rôle est d'amplifier le courant de +5V circulant dans la carte power driver afin de le transformer en un courant plus important capable de piloter le néon.
• Le circuit intégré U4 est un 74LS374. Ce composant est directement commandé par la carte CPU, son rôle est de fournir du courant à U3.

3 Établir un diagnostic

Plusieurs éléments peuvent entrainer un dysfonctionnement du néon. Les voici, classés du plus probable, au moins probable :

1. Le transformateur est défectueux.
2. La carte "power driver" est en panne.
3. Le tube du néon est cassé.

Afin de cerner le problème, il faut réaliser quelques tests et procéder par élimination.

Voici les tests que j'ai effectué sur mon Cirqus Voltaire :

1) Mesure de la tension qui arrive au transfo du néon. C'est à dire la tension entre les pins J139-2 et J110-1 de la carte power driver.
- Résultat : J'observe une tension qui oscille entre 0 et +12 volts.
- Interprétation : Ce comportement est normal. Le flipper est en "attract mode" et les cartes électroniques font varier la luminosité du néon en lui fournissant une tension irrégulière. Ce résultat prête à penser que la carte "power driver" fonctionne correctement. Elle ne semble pas en cause.

2) Allumage "manuel" du néon, fil rouge du transfo relié au pin +12v de la carte power driver (= pin J139-2) et fil noir relié à la masse (Par exemple au side rail).
- Résultat : Le néon ne s'allume que partiellement et sa luminosité reste constante au cours du temps.
- Interprétation : En réalité, ce test consiste à passer outre le variateur de tension de la carte "power driver". Il est donc normal qu'on observe une luminosité constante. Le fait que le néon ne soit allumé que partiellement permet de conclure qu'avec ou sans intervention du variateur de tension, le problème demeure. Cela conforte le résultat précédent, à savoir que la carte "power driver" ne semble pas en cause mais qu'il s'agirait plutôt d'un problème du transformateur et/ou du tube du néon.

3) Branchement du transformateur 12V de ma box internet sur le transformateur du néon.

- Résultat : Le néon s'allume complètement.

- Interprétation : Ce résultat peut paraitre contradictoire avec les résultats précédents mais il ne l'est pas. Je m'explique : On a bypassé la carte "power driver" et on observe que le néon s'allume correctement. On pourrait trop hâtivement conclure que c'est cette carte qui est en défaut. Ce qui serait en contradiction avec nos conclusions précédentes. Mais en réalité le transformateur de ma box internet fournit un ampérage plus élevé que celui fourni par la carte "power driver". On ne peut donc tirer aucune conclusion sur le fonctionnement ou le dysfonctionnement du transformateur du néon car les sources de tension ne sont pas comparables. La seule conclusion que l'on peut tirer c'est que le tube du néon n'est pas cassé car on a réussi à l'allumer complètement.

Bilan des tests : Les tests 1) et 2) excluent l'hypothèse d'une défaillance de la carte "power driver". Le test 3) exclue l'hypothèse d'un tube cassé. Par élimination, on peut déduire que c'est le transformateur du néon qui est à l'origine de la panne. Il est vraisemblablement en fin de vie.

S'il s'était avéré que le problème venait de la carte "power driver", il aurait fallu remplacer les circuits intégrés de commande du néon sur cette carte, c'est à dire :

• Le composant ULN2803 à l'emplacement U3
• Le composant 74LS374 à l'emplacement U4

Il aurait fallu également vérifier qu'il n'y a pas de rupture de piste entre les points suivants :

• J110-1 et U3-17
• U3-18 et U3-2
• U3-1 et U4-6

4 Remplacement du transformateur du néon

J'ai pu acheter un transformateur neuf sur le site pinballheaven.

Pour information, voici ses spécifications techniques :

Son installation ne fut pas une mince affaire.

La première étape a consisté à enlever les rivets de la rampe. Pour cela j'ai utilisé un perceuse et une mèche de 6mm. La bonne technique est de ronger la rondelle derrière le rivet. Cette étape est la plus pénible : c'est très long, et il ne faut pas trop insister sur un rivet sinon il a tendance à chauffer et s'enfoncer dans le plastique de la rampe. Il faut travailler 2 ou 3 minutes par rivet et passer au suivant de façon à le laisser refroidir. Petit conseil : Commencer par vous exercer sur les deux rivets du fond qui sont les moins visibles. Comme ça, même si vous faites des bêtises, cela ne se verra pas trop.

Vient ensuite le moment de brancher le nouveau transformateur :

Soudage puis isolation avec des gaines rétractables :

Pour finir, j'ai installé un connecteur Molex sur l'entrée du transformateur afin de le relier proprement aux fils sous le plateau.

Le moment est venu de mettre le flipper sous tension ...

C'est bon, tout fonctionne correctement .