Étude/Réalisation d'un Jumbo Multi Jamma Switcher up to 12-in-1

[gc339]

3^ème suggestion : montage des relais Finder 40.52 et 40.61 / rails des alimentations ±5V et +12V

Les relais Finder 40.52 et 40.61 sont prévus pour être soudés sur un circuit imprimé et de ce fait ils ne disposent d'aucun système mécanique de fixation un peu comme ces relais d'un autre type qui possèdent un bout de tige filetée pour pouvoir les fixer sur un support quelconque.

Il n'y a donc guère d'autre solution pour assurer leur maintient mécanique que de les souder sur un circuit imprimé, ce sera en l'occurrence une plaque d'essai trouée au pas standard de 2,54 mm et comportant des pastilles plutôt que des bandes cuivrées.

Voici le 1^er prototype réalisé sur une chute de plaque d'essai, il a juste servi à concrétiser l'idée de départ :

• La plaque d'essai est fixée en-dessous des broches du connecteur Jamma par des entretoises de 10 mm, face pastillée coté broches. Cette distance semble optimum, des entretoises plus courtes (7,5 mm) ne laisseraient pas assez d'espace disponible.
• Les rails des alimentations ±5V et +12V ainsi que les relais sont disposés sur la face vierge de la plaque d'essai. Des épingles en fil de cuivre étamé rigide (Ø 1 mm avant étirement ) à cheval sur les rails font la jonction avec les broches des contacts de relais coté pastillé de la plaque tout en assurant le maintient mécanique de ces rails.
• Le même fil de cuivre étamé sert à relier les contacts de relais aux broches du connecteur jamma.

[gc339]

3^ème suggestion : montage des relais Finder 40.52 et 40.61 / rails des alimentations ±5V et +12V

Le 1^er essai a montré qu'il valait mieux resserrer les relais et les rails d'alimentation pour laisser plus de place à la plaque supportant les diodes.
Les cavaliers assurant la continuité entre les rails et les broches des relais sont maintenant très près des boîtiers de ces relais et il est préférable de les enfiler dans les trous de la plaque avant d'embrocher les relais sur cette même plaque.

1^er photo de la plaque pastillée non encore découpée avec des relais Omron d'installés.

Les relais Finder ont des broches légèrement plus large que les relais Omron de la photo ci-dessus (1,1 de mm alors que les trous de la plaque ont un 1 mm de Ø ) aussi il est nécessaire de repercer à 1,2 mm tous les trous devant recevoir les broches de ces relais Finder.

La même plaque équipée avec les relais Finder, elle a été découpée à sa largeur définitive.

Les broches des paires de relais ressortent de ~2,5 mm au dessus du pastillage, ce qui permet de les enlacer par le fil de Ø 1mm pour une meilleure soudure. Les liaisons rails d'alimentation / contacts de relais sont traversantes : elles connectent les contacts des relais coté pastillage aux rails d'alimentation contre le dessous de la plaque d'essai. Les liaisons connecteur Jamma / contacts de relais sont surplombantes : elles sont réalisées au-dessus de la surface pastillée.

La plaque supportant les relais et la plaque interconnectant les diodes anti-retour au bus des entrées ont été solidarisées par des vis de Ø3 mm.
L'intercalaire nécessaire pour maintenir les deux plaques au bon écartement devrait faire 1,8 mm (La différence de hauteur entre les entretoises de chaque coté du connecteur soit 5 mm moins l'épaisseur des deux plaques d'essai soit 2×1,6 mm ).
Comme il est impossible de trouver des entretoises de cette hauteur de 1,8 mm, elles ont été remplacées par un mille-feuilles composé d'une rondelle métallique (0,8 mm) et de deux rondelles en fibre (0,5 mm) qui sont communément utilisées pour isoler les vis de fixation des cartes mères de PC.

Vue sur les vis d'assemblage des deux plaques, on peut apercevoir les rondelles de fibre entre celles-ci.

Vue des deux plaques coté "A" d'un connecteur cablé.

Vue des deux plaques coté "B" du même connecteur cablé.

[maldoror68]

je suis fan. définitivement.

on est pas digne GC339, on est pas digne ...

tu as laissé quelle place entre chaque peigne jamma par curiosité ?

[gc339]

Bonsoir.

tu as laissé quelle place entre chaque peigne jamma par curiosité ?

Sur la maquette qui me sert à exposer mes différentes suggestions, l'espacement entre connecteurs est de 5,08 cm soit 2 pouces. Il est issu des considérations évoquées au beau milieu d'un message précédent : http://www.gamoover.net/Forums/index.php?topic=23663.msg357312#msg357312

J'en profite pour repasser une seconde couche en me citant :

La plaque d'essai la plus longue disponible dans le commerce de détail semble être la CPAJB58 d'Électronique Diffusion avec une longueur de 58 cm pour une largeur de 10 cm.
L'espacement standard entre connecteurs pourrait être alors de :

• 580 ÷ 11 soit ~53 mm pour un "truc" comportant 12 connecteurs alignés.
• 580 ÷ 9 soit ~64 mm avec 10 connecteurs.
• 580 ÷ 7 soit ~83 mm avec 8 connecteurs.

Rien n'empêche d'abouter deux plaques pour obtenir un espace plus grand entre connecteurs, dans ce cas il faudra tenir compte de la largeur de la borne, les 58 cm d'une plaque d'essai standard n'étant plutôt compatibles qu'avec la largeur d'une borne magnum.

Dans le cas d'un "truc" version jumbo avec 12 connecteurs, cet espacement doit être ramené à la dimension impériale la plus proche c'est à dire 50,8 mm ou 2 pouces (20 pas de 2,54 mm ), ce qui laisserait quelques mm salutaires en rab entre le dernier connecteur et l'extrémité de la plaque.
Cet écartement qui serait supérieur de presque 1 cm aux 4,2 cm de l'espacement standard de la carte "6-in-1 MultiJamma switcher" serait bien sûr modulable, rien n'empêche de réduire un des espacements à 1½ pouce pour pouvoir profiter de 2½ pouces pour son voisin.

[gc339]

1^er pas vers la réalisation du jumbo "truc"

Pas facile de trouver un coffret de taille respectable (~70 cm de long) à un prix attrayant. A défaut de coffret, un support a été réalisé à partir d'une goulotte 190×60 de récupération. L'épaisseur de plastique est de l'ordre de 2 mm et devrait être suffisante pour cet usage.

Les deux cloisons intérieures de la goulotte ont été préalablement retirées, celle-ci sera ensuite sciée dans le sens de la longueur pour obtenir 2 longerons en "L".

Les trous des plaques d'essai ont préalablement été réalésés à 3,2 mm à l'emplacement des entretoises. Ces plaques ainsi repercées ont ensuite été utilisées comme guide pour percer les trous de fixation des connecteurs dans les longerons, ainsi pas de souci pour respecter les distances en unités impériales : 2 pouces exactement entre chaque connecteur.  

Les 12 connecteurs Jamma fixés sur les longerons, les entretoises (10 mm et 15 mm) filetées intérieurement faisant office d'écrous pour les vis de fixation des connecteurs et des plaques d'essai.

Les trous de fixation des connecteurs ont été éloignés au maximum à l'intérieur des longerons et une rondelle de grand diamètre a été placée sous chaque entretoise.
Sur la maquette précédente, les trous de fixation avaient été percés trop près du bord des longerons, aussi les entretoises avaient tendance à s'incliner vers les broches des connecteurs dés que l'on serrait les vis de fixation.
Ces précautions permettent d'avoir des entretoises bien perpendiculaires à la surface des longerons et surtout d'obtenir un parallélisme correct entre les plaques d'essai et les connecteurs, ainsi qu'avec les plaques entre elles.

Juste en dessous des broches des connecteurs, la première plaque d'essai à pastilles CPAJP58 qui supportera les relais, puis encore en dessous la deuxième plaque à bandes CPAJB58 qui supportera les diodes assurant la liaison entre les connecteurs Jamma et le bus des entrées.

Je me suis honteusement fourvoyé dans mon précédent calcul d'espacement entre plaques, j'avais retranché deux épaisseurs de plaque de la différence de hauteur des entretoises.
La distance correcte entre les plaques est donc de 5 mm moins une épaisseur de plaque soit 3,4 mm.

[gc339]

1^er pas (suite) : remplacement des longerons par des profilés aluminium.

Les longerons en plastique blanc de l'étape précédente étaient affectés d'un petit défaut : l'angle entre les deux surfaces du "L" n'est pas tout à fait un angle droit puisqu'il mesure 93°. J'ai donc préféré les remplacer par de la cornière aluminium de 5 cm × 5 cm et de 2 mm d'épaisseur.
Les 12 connecteurs étant implantés avec un pas de 2 pouces, la même distance a donc été conservée entre chacune des extrémités des profilés et le connecteur extrême associé. Ce qui donne une longueur de 13 × 5,08 = 66,04 cm autrement dit 66 cm pour simplifier

Positionnement du profilé avant sciage, le mètre à ruban maintenu par des pinces sur le profilé permet d'ajuster l'emplacement de la découpe à 66 cm.    

Perçage des trous de fixation des connecteurs au Ø 3,2 mm dans le premier longeron.

• Les deux trous extrêmes ont été percés en premier afin de pouvoir maintenir le circuit imprimé pastillé en place par des vis de 3 mm.
• Les trous du circuit pastillé précédemment réalésés à 3 mm et distants de 2 pouces servent de guide pour percer les 10 autres trous dans le profilé.

Le premier longeron a été plaqué par des serre-joints contre le deuxième pour que les trous du premier servent de guide de perçage pour le deuxième.

Les connecteurs montés sur la face horizontale des logerons maintiennent naturellement l'écartement entre ces derniers
Pour plus de rigidité, des entretoises (6 au total) sont nécessaires pour maintenir cet espacement entre les faces verticales.
Ces entretoises d'une longueur de 20,9 cm n'existent pas toutes faites dans le commerce, il faut donc les réaliser soit même à partir d'un barreau d'aluminium dont le Ø sera d'au moins 8 mm pour une rigidité suffisante.

Tronçonnage d'un barreau d'aluminium de Ø 8 mm. Une butée sur la droite de la scie permet de scier toutes les entretoises à la même longueur.

Pas évident de percer un trou au centre de chaque barreau même avec une perceuse à colonne, il faut donc trouver un moyen facile à mettre en oeuvre pour avoir un centrage correct :

• Réalisation d'une fente par sciage dans un bloc d'aggloméré d'une épaisseur conséquente (28 mm).
• Blocage de la table de la perceuse et fixation du bloc d'aggloméré sur celle-ci par des serre-joints.
• Perçage d'un trou de Ø 8 mm dans le bloc d'aggloméré, juste en bout de la fente. Comme cela l'axe du trou est le même que celui du mandrin de la perceuse.
• Insertion du barreau à percer dans le trou du bloc. L'aggloméré étant quelque peu déformable, le barreau est bloqué en rotation par resserrement de la fente à l'aide d'un nouveau serre-joint.

Perçage d'un avant-trou avec un foret à centrer.

Perçage du trou avec un foret Ø 3,2 mm sur toute la longueur de ce foret.

Taraudage M4 avec le taraud n°1 (l'ébaucheur), le mandrin de la perceuse sert de tourne-à-gauche pour un démarrage bien perpendiculaire du filetage.

Poursuite du taraudage en manuel avec le taraud n°2 (l'intermédiaire) puis finition avec le n°3 (le finisseur).

Vue de l'ensemble par en-dessous.

Les trous de fixation des entretoises ont été d'abord été percés dans le premier longeron :

• A 5 mm du bord inférieur.
• A 10 mm du bord latéral pour les deux entretoises extrêmes.
• Les autres trous sont répartis régulièrement sur les longerons : (66 - 2) ÷ 5 = 12,8 cm.

De ce fait aucune des entretoises n'est en vis à vis avec les vis de fixation des connecteurs/circuits imprimés, le montage en est grandement facilité.
Les trous de fixation une fois percés, le premier longeron a été plaqué par des serre-joints contre le deuxième pour que les trous du premier servent de guide de perçage pour le deuxième.

Vue de l'ensemble par en-dessus.

[Solkan]

Commentaires/explications en cours de rédaction, à suivre ...

* Solkan viens de casser sa touche F5. C'est pas beau de teaser

Déjà un petit commentaire très positif sur la qualité des photos tout autant que la qualité du montage

[Wil2000]

Le truc de malaaaade, on est dans de la production de haut niveau là!
Pas mal l'idée du bloc d'aggloméré pour tenir la tige bien verticale 

[gc339]

Pas mal l'idée du bloc d'aggloméré pour tenir la tige bien verticale  

Non seulement le bloc d'aggloméré permet de maintenir la verticalité des tiges, mais il permet surtout de maintenir le centrage d'une tige à l'autre puisqu'il reste fixé à demeure sur la table par les serre-joints pendant la mise en place de la tige suivante.

[luckystriker]

 

la, je dis top ...

Bon courage

[gc339]

Juste pour le teasing !

[maldoror68]

la c'est de la haute volée   

[gc339]

Tout d'abord mes dernières emplettes sur un site d'enchères connu :

Un lot de relais Finder : 15 × 40.52 et 15 × 40.61 négocié pour 40€, frais de port inclus.

Différents finger-boards vierges récupérés par-ci par-là et qui dormaient dans mon stock, dommage qu'aucun n'ait des contacts dorés. 350 diodes Schottky (7 lots de 50), négociées pour 16,24€ auprès d'un vendeur allemand, frais de port inclus.

Je ne me suis pas encore décidé à commander le mécanisme et les galettes MK112N du contacteur que je projetais d'utiliser.
Bien que le contacteur à 12 positions soit facile à mettre en oeuvre, son usage souffre d'un défaut : les alimentations seront commutées un court instant sur toutes les cartes Jamma des positions intermédiaires quand on quittera une position pour en sélectionner une autre qui n'est pas immédiatement voisine.

• Ce défaut risque d'être néfaste aux cartes qui ne seront alimentées qu'un court instant.
• L'alimentation aura aussi à supporter autant d'appels de courant qu'il y aura de positions du commutateur à parcourir pour atteindre la position désirée.

Le "6-in-1 multi-Jamma switcher" montre la voie à suivre, sa télécommande permet de sélectionner n'importe quelle carte Jamma sans commutation intempestive des alimentations sur ses voisines.
Bien sûr toute amélioration exige une contrepartie et elle se traduit par l'ajout de matériel dans le "truc" en plus du boîtier de télécommande :

• Un troisième relais par connecteur Jamma pour commuter les fils du haut-parleur sur un bus supplémentaire.
• Un quadruple multiplexeur analogique 16-->1 à base de 4067 pour commuter les sorties vidéo tout comme cela est fait sur le "6-in-1 multi-Jamma switcher" avec des multiplexeurs 8-->1 de type 4051.
• Un récepteur radio avec la logique de commande des relais et des switches analogiques.

Incorporation d'une télécommande dans l'étude du "truc"

Ces télécommandes par radio à faible portée sont généralement utilisées pour des usages domestiques/domotiques : ouverture de portail, verrouillage des portières de voiture ... deux fréquences radio leurs sont réservées : le 434 MHz et le 868 MHz.
Fortuitement la société AUREL ( http://www.aurelwireless.com/en/ ) fabrique des modules spécialisés pour ces fréquences : récepteurs, émetteurs, décodeurs, antennes ... ainsi que des télécommandes en mini-boîtier. Ces modules et télécommandes ont l'avantage, pour la plupart, d'être disponibles chez les revendeurs habituels (Électronique-Diffusion, Sélectronic, Conrad ...), ce qui va grandement faciliter la tâche.

Le boîtier de la télécommande du "truc" devra comporter :

• Une touche pour chaque carte Jamma, soit 12 touches de sélection.
• Une touche supplémentaire pour mettre le "truc" en veille. Cette 13^ème touche désactivera la carte Jamma en service et imposera l'inactivité à toutes les autres.

Aucune des télécommandes en mini-boîtier ainsi qu'aucun des modules décodeurs Aurel n'ont cette capacité, pourtant certains sont réalisés à base de la paire de puces encodeur 45026 et décodeur 45027 qui ont manifestement cette capacité qui est inemployée par Aurel.
Il va donc falloir réaliser cette télécommande ainsi que le système de décodage des trames reçues par le module récepteur Aurel puisqu'il n'existe rien d'équivalent dans le commerce .

Étude de la télécommande en boîtier.

Autant utiliser les mêmes composants encodeur/décodeur que ceux des modules Aurel et ainsi reprendre les valeurs préconisées des composants passifs associés.

Le synoptique du couple encodeur/émetteur issu des notes d'application Aurel.

Le bouton T.E. positionne la broche 14 à 0 et active ainsi l'émission de trames sur la sortie 15 du 45026 :

• La trame se répète cycliquement tout pendant que la broche 14 est maintenue à 0.
• La sortie 15, reliée à l'entrée modulation du module émetteur Aurel permet de moduler sa porteuse (le signal radio).

L'encodeur 45026 : http://www.freescale.com/files/rf_if/doc/data_sheet/MC145026.pdf

 
La trame émise par l'encodeur 45026 comporte deux champs :

• Un champ adresse sur 5 bits ternaires, ce qui correspond à 3⁵ adresses possibles soit 243 adresses.
  Cette adresse est construite par des straps ou des micro-switches qui sont lus par 5 broches spécifiques de l'encodeur et/ou du décodeur (A1 à A5).
  L'état lu sur chacune des 5 broches peut prendre 3 valeurs possibles, d'où la dénomination d'adresse ternaire :
  
  • OFF : la broche est en l'air.
  • LOW : la broche est connectée au 0 volt.
  • HIGH : la broche est connectée à la tension d'alimentation.
  Le récepteur doit avoir la même adresse ternaire que l'émetteur pour reconnaître et décoder les trames émises par ce dernier.
• Un champ données sur 4 bits lu sur les broches D6 à D9, ce qui permet 16 combinaisons.
  Tout va bien, seulement 13 valeurs seront nécessaires pour opérer le "truc".

Le clavier de la télécommande.

L'encodeur 45026 supportant 16 combinaisons, autant utiliser un clavier 16 touches du commerce pour simplifier la réalisation mécanique du boîtier de la télécommande.

Le clavier Secme.		Le clavier 16KEY Velleman vendu par AG Électronique.

Le clavier Secme a l'avantage d'être un clavier hexadécimal avec les 16 chiffres hexadécimaux 0..9, A..F gravés sur ses touches alors que le clavier 16KEY Velleman est plutôt un clavier téléphonique étendu avec ses deux touches étoile et dièse.
Ces claviers sont matricés en XY, donc non raccordables directement sur les entrées D6 à D9 de l'encodeur 45026. Un encodeur de clavier matricé comme la puce 74C922 devra donc être inséré entre les deux.

L'encodeur de clavier 74C922 : http://www.national.com/ds/MM/MM54C922.pdf

Cet encodeur, non seulement encode les touches d'un clavier 16 touches matricées, mais se charge de filtrer les rebonds des touches (debouncing) et gére l'enfoncement simultané de plusieurs touches (rollover).

• Le clavier matricé en XY est raccordé sur les entrées X1..X4 et Y1..Y4 de l'encodeur 74C922.
• La valeur hexadécimale de la touche pressée est disponible sur les sorties D0 à D3 quand OE/ (Output Enable) est posititionné à 0. Elle le reste tant qu'une autre touche n'est pas activée.
• La sortie DA (Data Available) est positionnée à 1 quand une touche est pressée, elle retourne à 0 dés que cette touche est relachée.

A noter que la gravure des touches des claviers précités ne correspond pas à la matrice de l'encodeur 74C922, seule solution : ouvrir le clavier à ses risques et périls pour mettre les cabochons des touches dans l'ordre désiré.

Le schéma de principe de la télécommande :

• A noter que le signal DA en sortie du 74C922 doit être inversé avant d'être appliqué à l'entrée TE/ du 45026.
• Le module émetteur Aurel suggéré est ici un module 434 MHz référence "TX SAW MID 5V".
• L'alimentation par des piles ou des accumulateurs n'est pas représentée, un régulateur LDO (Low DropOut) devrait permettre de maintenir la tension d'alimentation des puces à la valeur requise.
  

[yarga]

Bonjour,
Pour régler ce problème sans trop se compliquer, on pourrait mettre une temporisation au signal de commande  dès relais de chaque jeux, réglé sur 2 secondes par exemple. Comme ça aucun jeux n'est allumé tant que le commutateur rotatif ne soit resté 2  secondes immobile.

[gc339]

Bonjour,
Pour régler ce problème sans trop se compliquer, on pourrait mettre une temporisation au signal de commande  dès relais de chaque jeux, réglé sur 2 secondes par exemple. Comme ça aucun jeux n'est allumé tant que le commutateur rotatif ne soit resté 2  secondes immobile.

Bonjour yarga et bienvenue.

Il est usuel pour tous les nouveaux venus d'écrire quelques lignes pour se présenter : The Topic of the Welcome

Le problème avec cette solution, c'est qu'il faut autant de temporisateurs que de positions du commutateur.

J'ai effectivement songé à une solution similaire mais avec mutualisation du temporisateur :

• En regroupant toutes les commandes de relais en sortie de la galette associée grâce à un "ou" câblé constitué par des diodes, il doit être possible de détecter l'absence fugitive de toute commande sur l'ensemble des relais à chaque saut de position puisque les galettes du commutateur sont du type "break before make".
• Le détecteur pourra être constitué par exemple par la LED d'un photo-coupleur en série avec une résistance limitatrice, le tout connecté entre la sortie du "ou" câblé (le point commun à toutes les diodes) et la masse.
• Ce détecteur armera alors une temporisation qui coupera momentanément la masse ou 0 volt sur toutes les bobines de relais. Cette temporisation devra être réalisée à l'aide d'une bascule monostable réamorçable (retriggerable) genre 74HC123.

Le schéma initial doit être modifié, le point froid des bobines de relais ne doit plus être connecté directement à la masse mais raccordé sur un nouveau rail dont la continuité électrique avec la masse sera interrompue par le temporisateur à chaque fois qu'il sera armé.

[yarga]

Désolé, j'avais pas vue, c'est fait maintenant.
Pourquoi utiliser un système sans fil ?
Puisqu'il est fait maison, on devrais l'inclure directement à la borne, comme ca on aurai pas besoin de fabriquer/acheter un système de transmission/réception.