Généralités - Utilisation d'une sonde logique

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leveeger
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Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

A la demande Jean-Mi, à qui je dédie donc ce sujet... Voici une traduction de Pinwiki, qui date d'un an ou 2, mais qui est toujours valable. La sonde logique est un petit instrument qui permet de lire les signaux logiques provenant des composants sur les cartes. La sonde est un outil intermédiaire entre le multimètre et l’oscilloscope, dont le prix est abordable...
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

TerryB – Guide sur les sondes logiques

Un des outils les plus simples et moins coûteux que vous pouvez ajouter à l'arsenal de vos équipement de tests est la sonde logique. Bien que de nombreuses personnes semblent dépassées par les sondes logiques, elles sont en réalité très simples à utiliser. Au sujet de leur usage, considérez les sondes logiques à mi-chemin entre un multimètre et un oscilloscope.

Alors qu'un multimètre est adapté pour lire les voltages constants (voir la 1ère image ci-dessous), il est incapable de lire une impulsion (voir la 2ème image ci-dessous, qui représente l'impulsion du signal de 12 volts provenant du contact matriciel). Ce qu'essayera de faire le multimètre est de moyenner le signal et de vous donner une unique lecture, ce qui ne vous aidera pas… Bien sûr, un oscilloscope est plus adapté aux impulsions de signaux, mais c'est un instrument plus coûteux et plus compliqué.

C'est spécifique au monde du flipper, mais les matrices de contacts et d'éclairage envoient des impulsions, ainsi que la carte mère, la carte d'affichage et la carte sons. Bien que vous puissiez interpréter des lectures du contact matriciel, par exemple en utilisant un multimètre, il est bien plus simple d'utiliser une sonde logique.

Sonde01.png
Sonde02.png
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

Acheter une sonde logique:

Sur l'image ci-dessous, vous pouvez voir la sonde logique que nous recommandons, une Elenco LP-560, que l'on peut trouver sur Amazon pour 17$. Vous pouvez acheter plus cher, mais ce modèle correspond vraiment à tout ce dont vous avez besoin. En plus de toutes les caractéristiques standards (que nous détaillerons un peu plus), elle délivre également une tonalité en plus des voyants LEDs. Bien que ce ne sera pas pour vous un avantage au départ, mais lorsque vous deviendrez plus compétent, il y aura des fois où les tonalités donneront de meilleures indications sur les impulsions des signaux que les voyants LEDs seuls.

La seule fonction qu'elle n'as pas est le générateur d'impulsions, qui vous permet d'appliquer un signal sur un circuit. En fait il s'agit d'une fonction plutôt avancée et la plupart des amateurs n'en ont jamais besoin.

Sonde03.png

Les familles logiques:

Remarque: L'information fournie dans ce paragraphe a été simplifiée afin de convenir aux débutants. Par exemple, les portes CMOS et TTL ont des niveaux logiques d'entrées et de sorties différents, mais nous les considérerons comme étant identiques pour faciliter la compréhension. Bien que ce ne soit pas impératif, si vous souhaitez comprendre les différences entre les niveaux logiques des TTL et des CMOS, consultez l'article suivant (en Anglais).

http://www.allaboutcircuits.com/textboo ... ge-levels/

Il existe différentes familles logiques, ou générations, de circuits intégrés. Chaque famille logique se comporte différemment, et au sein d'une même famille, il peut y avoir des sous-ensembles avec différentes caractéristiques. Toutefois, seules 2 nous intéressent: les TTL et les CMOS.

Les puces TTL utilise un nominal en "Vcc" de 5 Volts ("Vcc" est un terme sophistiqué pour alimentation en Volts), et les entrées et les sorties sont toujours binaires (état bas, état haut ou bagottage/impulsions). Typiquement mais pas systématiquement, les puces TTL utilisent la désignation standard de 54XX ou 74XX.

D'un autre côté, les puces CMOS peuvent utiliser une plage de "Vcc" comprise entre 3 et 15 Volts, et selon la puce, peuvent avoir des entrées/sorties soit binaires (état bas, état haut ou bagottage/impulsions), soit analogiques. Typiquement mais pas systématiquement, les puces CMOS utilisent la désignation standard de 40XX ou 45XX.

Un exemple de CMOS dans un flipper, est le comparateur de tension LM339 qui est utilisé dans les circuits du contact matriciel des Bally/Williams. Nous discuterons ceci plus en détails lorsque nous aborderons les exemples de contact matriciel, mais actuellement, ce qui est important c'est d'être capable s'il s'agit d'une puce TTL ou CMOS. En cas de doute, vous pourrez toujours vérifier la fiche technique (datasheet) d'une puce donnée.
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

Selon la famille logique de la puce, il y a différentes plages de tension considérées comme un état bas ou un état haut dans le circuit numérique. Dans le cas des TTL, la plage de l'état bas varie entre 0 et 0,8 Volt, et l'état haut varie entre 2 et 5 Volts. Ainsi, toute lecture entre 0 et 0,8 volt sera considéré comme un zéro logique, et toute lecture entre 2 et 5 volts sera considéré comme un "1" logique.

La spécification pour les CMOS dans un circuit 5 Volts est une plage de basse tension de 0 à 1,5 et une plage de haute tension de 3,5 à 5. Pour un Vcc (alimentation) de 10 Volts la plage basse tension serait de 0 à 3 Volts et la plage de haute tension de 7 à 10 Volts. Les plages de tension, haute et basse, ont une échelle linéaire parmi les possibles alimentations comprises entre 3 et 15 Volts.

Bien heureusement, vous n'aurez pas besoin de vous rappeler tout ça, car il y a un interrupteur TTL/CMOS sur la sonde Elenco (et sur toutes les sondes logiques exceptées celles dotées d'auto détection). Placez l'interrupteur sur la bonne position (en vous basant sur l'information précédente quant à savoir s'il s'agit d'un CMOS ou d'un TTL) et la sonde lira les signaux "hauts" et "bas" pour la famille logique en question.

Caractéristiques d'une sonde logique:

La 1ère chose que vous remarquerez est que la sonde logique est dotée de 2 fils (un rouge et un noir) avec des pinces crocos à chaque extrémité. C'est par là que la sonde obtient son alimentation, et elle doit être connectée à une masse et une alimentation. Si vous testez un circuit en 5 Volts, le fil rouge se connecte sur le 5 Volts et le noir sur la masse. Si vous testez un circuit en 12 Volts (des composants du contact matriciel, par exemple), le fil rouge se connecte sur le 12 Volts et le noir sur la masse.

La chose pointue reliée à l'autre extrémité des fils est la sonde. A la différence d'un multimètre, cette sonde est tout ce dont vous avez besoin pour faire vos mesures.

Il y a 2 interrupteurs, TTL/CMOS et MEM/PULSE, qui doivent être réglés correctement. Si vous analysez une puce TLL, réglez l'interrupteur TTL/CMOS sur TTL, et lorsque vous vérifiez une puce CMOS, réglez-le sur CMOS. La position MEM (mémoire) de l'interrupteur MEM/PULSE, capturera une impulsion et conservera la lecture, ce qui peut être avantageux dans certaines situations rares, mais en ce qui nous concerne, il faudra faire le réglage sur PULSE (impulsion).

La dernière partie, et la plus importante, de la sonde logique est la zone où se trouvent les LEDs HI/LO et PULSE (Haut/bas et bagottage). Les LEDs, rouge (état haut), verte (état bas) et jaune (bagottage) sont utilisées pour indiquer l'état du point mesuré. Remarque: Certaines sondes peuvent utiliser d'autres couleurs pour indiquer l'état, aussi pour rappel, nous ne parlons ici que de la sonde Elenco.

Dans l'illustration ci-dessous, vous pouvez voir les différents signaux indiqués par les LEDs. Dans la plupart des cas, vous pouvez les résumer à 3 types: le signal est haut, le signal est bas ou la ligne est en bagottage (impulsions).

Sonde04.png
L'image suivante confère une autre représentation de l'état des LEDs par rapport à ce qu'on verrait sur un oscilloscope.

Sonde05.png
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

Exemple sur contact matriciel:

A présent regardons un véritable exemple (dans ce cas un Williams WPC, mais la théorie est la même sur les autres jeux), afin de voir comment fonctionne la sonde logique lorsque l'on teste le contact matriciel. Remarque: Le fonctionnement du contact matriciel est en dehors du périmètre de cet article. Consultez le lien suivant (en Anglais) pour plus d'information sur le contact matriciel.

http://pinballrehab.com/1-articles/soli ... leshooting

La 1ère illustration, ci-dessous, montre le circuit générique d'un contact matriciel WPC, et nous regarderons comment chaque point de test doit se comporter, en commençant par la colonne, ou l'envoi du signal.

L'ULN2803 est un TTL utilisant du 5 Volts logique en entrée (point B) et commande un signal en 12 Volts en sortie (point A). Aussi, la sonde logique devrait être réglée sur TTL, le fil rouge connecté sur le 5 Volts lorsque l'on teste les entrées et sur le 12 Volts lorsque l'on teste les sorties.

Astuce: Si vous jetez un œil sur la 2nde illustration, ci-dessous, vous verrez 3 cercles rouges entourant des résistances de tirage et une tension d'alimentation. Si la résistance de tirage est reliée à une alimentation de 5 Volts, alors vous savez que vous travaillez sur un circuit en 5 Volts, et si elle est reliée à une source en 12 Volts, alors vous travaillerez sur un circuit en 12 volts.

A l'aide de notre sonde logique reliée au 5 Volts et placée sur le point B, nous obtenons un voyant vert et un voyant jaune clignotant; ce qui signifie un signal bas en bagottage haut. Ce signal est un bagottage constant et ne changera pas par rapport à l'état du contact.

Le cercle indiqué au point A nous indique que le signal de sortie provenant d'ULN2803 est inversé. Ainsi une entrée "haute" donne une sortie "basse" et inversement. Par conséquent, notre sonde logique étant reliée au 12 volts et placée sur le point A, nous obtenons un voyant rouge et un voyant jaune clignotant. Cela signifie un signal "haut" avec bagottage "bas". (Remarque: Merci au Pinsider "Zaza d'avoir corrigé les schémas du contact matriciel, car ils sont erronés dans le manuel WPC et montre une connexion supplémentaire sur la résistance en 10K qui n'existe pas).

Sonde06.png
Sonde07.png
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

La partie "ligne" est un peu plus complexe et les lectures seront différentes selon l'état du contact. Dans la 1ère partie du circuit, nous sommes confrontés à un LM339. Il s'agit d'un CMOS qui reçoit un signal de 12 volts en entrée + (point C) et donne un 5 Volts logique en sortie (point D). Aussi la sonde devrait être réglée sur CMOS et le fil rouge placé sur le 12 Volts lorsqu'on test les entrées et sur 5 volts lorsqu'on teste les sorties.

Avec notre sonde reliée au 12 Volts et placée au point C, nous obtenons un voyant rouge lorsque le contact est ouvert, ce qui indique un résultat "haut". Lorsque le contact est fermé, nous obtenons un voyant rouge et un voyant jaune clignotant. Ce qui indique un signal "haut" avec bagottage "bas".

Avec notre sonde reliée au 5 Volts et placée au point D, nous obtenons un voyons rouge lorsque le contact est ouvert, ce qui signifie un signal "haut". Lorsque le contact est fermé, nous obtenons un voyant rouge et un voyant jaune clignotant. Ce qui indique un signal "haut" avec bagottage "bas".

Le 74LS240 est un TTL et comme il y a un cercle placé sur la sortie, cela signifie que le signal est inversé. Aussi, une fois notre sonde réglée sur TTL, reliée au 5 Volts et placée au point E, nous obtenons un voyant vert lorsque le contact est ouvert, et un voyant vert accompagné d'un voyant jaune clignotant lorsque le contact est fermé. Le 1er résultat indique un signal "bas" alors que le 2nd indique un signal "bas avec bagottage "haut".

L'illustration ci-dessous donne une représentation graphique de l'état des LEDs de la sonde pour chaque point de test.

Sonde08.png
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

Astuce de pros:

Nous entendons souvent des commentaires de personnes devant relier la sonde sur ses flips dans le fronton pendant que le jeu est sous tension. Voici quelques produits que de nombreux techniciens professionnels utilisent et qui vous rendrons la vie plus facile et plus sûre. Dans tous les cas, vous pouvez vous connecter sur les points de test (TP), le jeu étant hors tension, puis le mettre sous tension et effectuer vos lectures.

Il nous faut préciser ce que "plus sûr" veut dire dans un flipper, il s'agit de ne pas mettre en court-circuit plusieurs broches ou composants. Tant que vous gardez vos doigts loin du VAC et de la zone haute tension de l'afficheur Matriciel (DMD ou DOT), vous n'aurez pas à vous en faire.

Le 1er produit est un clip de test miniature, dont la tête est en forme de "J", actionnée par un ressort, pour être connectée aux pattes des résistances, condensateurs et transistors (voir l'image ci-dessous, il s'agit des clips en bas de l'image). De par leur conception, ce type de clip a peu de chance de se mettre en court-circuit avec un autre composant une fois installé. Achetez des clips suffisamment longs afin que vous puissiez atteindre l'autre extrémité du plateau.

Le produit suivant est un clip DIP pour tester les composants (voir l'image ci-dessous). Ce clip est placé sur la puce et permet des points de test déportés où vous pourrez placer des miniclips ou votre sonde logique pour faire vos mesures. Il en existe différentes tailles, mais si vous ne voulez pas en acheter toute une panoplie, vous pouvez utiliser un clip de test à 14 broches qui pourra être placé sur des puces plus grandes, mais dans ce cas, bien sûr, vous ne pourrez pas tester toutes les broches en même temps puisque certaines ne seront pas connectées.
Dans certains cas, vous pourrez utiliser le clip DIP sur des puces plus petites, si rien ne gêne sur la carte (compte tenu du fait que le clip dépassera de la puce).

Ed, chez "Great Plain Electronics" vend des produits 3M à un bon prix (18$ pour un 14 broches).

https://www.greatplainselectronics.com/ ... .asp?cat=6

Sonde09.png
Sonde10.jpg
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par leveeger »

Bon, Voilà, l'article est fini...

Un conseil toutefois: On ne pense pas toujours à regarder les capacités de tensions de la sonde... 5v, 7v, 12v... Il est évident que si la capacité de la sonde est de 5 volts, il ne sera pas possible de tester des CI dans un circuit de 7 ou 12 volts... Elle fera pshitttt... :::)

Je sais, c'est pas rigolo, mais un acheteur prévenu en vaut 2... Mieux vaut prévoir une sonde avec un calibre plus important que le contraire... ::26
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par Wanted »

Merci beaucoup de ton temps. C'est un outil que j'ai mais que je n'ai jamais utilisé. Je vais lire ta littérature avec attention

::OO
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Miguel
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Re: Généralités - Utilisation d'une sonde logique

Message par Miguel »

wow, quelle érudition.... ::26
Il faut manger comme un homme en bonne santé et boire comme un malade. :D
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