Le school BUS
Nous avons chiné pour 2€, un jeu "School Bus Domino" consistant à réaliser des parcours de dominos. Il est équipé d'un tourniquet, d'un toboggan éléphant et de divers mécanismes permettant de déclencher les cascades de dominos... Le BUS est destiné à déposer des dominos régulièrement espacés. Hélas, la télécommande du bus était absente du paquet... J'ai donc décidé d'ouvrir le bus pour voir comment le faire avancer et le diriger à droite et à gauche...A quoi ressemble le jeu d'origine :
Et voici un exemple de parcours réalisé sur notre table de salle à manger :
Passons au démontage du BUS... Une fois toutes les vis enlevées, il m'est apparu que l'étiquette où l'on voit le chauffeur était posée sur la fente permettant de séparer le bus en deux... Comme il était quasiment impossible d'enlever cette étiquette sans la déchirer, j'ai décidé de la découper proprement au scalpel.
Une fois le bus démonté , il faut sortir de soi-même et déployer longuement toutes ses capacités d'observation. La méthode est la suivante :
- noter sur un papier toutes les connexions visibles en essayant de repérer dès le début celles qui seraient dessoudées ou cassées ;
- prendre le maximum de photos sous tous les angles, croyez-moi sur parole, si vous ne le faites pas vous le regretterez tôt ou tard.
Sur les 4 photos suivantes, on voit donc la concrétisation de cette phase d'observation :
- Photo du bus ;
- Notes manuelles sur la position des différents fils ;
- Photos de l'intérieur du bus et des différentes connexions.
Etude du circuit électronique
Il est maintenant temps d'étudier le circuit électronique.On commence par en prendre une photo :
On voit que ce circuit imprimé est constitué d'un circuit intégré "Flip Chip" = "composant retourné" pour être soudé au sein d'une carte hôte. Ce circuit est totalement propriétaire et il est impossible de savoir ce qu'il y a dedans... En jetant un œil sur les composants électroniques qui l'entourent, j'en déduis que ce circuit intégré ne doit servir qu'à la réception des ondes radio de la télécommande et que le reste sert à contrôler le courant qui alimente les divers moteurs du bus.
Continuons nos investigations en relevant le schéma, pour cela, je mets le circuit sur une table lumineuse et je relève les diverses connexions du côté composants. Ci-dessous nous voyons par transparence les diverses pistes réalisant les connexions entre tous les composants :
Avec un peu (beaucoup) de patience, on peut dessiner progressivement un schéma qui relie les composants un à un.
A ce stade, il ne faut pas chercher à faire un schéma aux normes, il s'agit seulement de relever ce qui est en contact... Ce qui donne ce nouveau brouillon :
Etablissement d'un schéma global de la carte
Maintenant, nous pouvons réaliser un schéma digne de ce nom :
Dans le schéma ci-dessus, on comprend que la sortie 4 du flip chip commande le moteur principal : celui faisant avancer le bus et animant le mécanisme de dépose des dominos.
On comprend également que les sorties 2 et 3 commandent les transistors Q5 et Q6 d'un pont en H chargé de piloter le moteur qui oriente les roues à droite et à gauche.
On voit également que la sortie 12 est chargée d'émette un son sur le haut parleur branché entre J4 et J5.
On voit aussi que la sortie 9 pilote le gyrophare du bus.
Ce qui nous intéresse c'est que ce bus dispose des dominos selon un parcours que nous lui imposerons en le faisant aller de droite et de gauche. Nous allons donc nous concentrer sur les sorties 2 et 3.
Faisons un zoom sur la commande des moteurs. (Cliquez pour mieux visualiser)
On peut voir sur le schéma ci-dessus, que j'ai décidé de déconnecter les résistances R4, R5 et R6 qui étaient branchées à la sortie du circuit intégré inconnu.
Au repos, c'est à dire sans réception des ordres de la radio commande (et pour cause vu que je n'en dispose pas), les sorties du circuit intégré étaient toutes figées à zéro volt.
J'ai donc donc décidé de mettre une résistance de rappel au zéro volt de 100 k ohms au bout de chacune des résistances R4, R5 et R6.
On voit R4 sur le premier schéma, c'est la résistance qui commande le transistor Q8, qui commande le transistor Q7, qui fournit le courant au moteur faisant avancer le bus. Cette partie est triviale, nous ne nous attarderons pas dessus.
Fonctionnement du pont en H alimentant le moteur orientant les roues avant
Supposons que l'on mette Cde_DIR1 à 5 V et Cde_DIR2 à 0V
==> CDE_DIR1 = 5V
==> Courant dans R5 = environ 600 µA
==> Q6 saturé
==> Q2 saturé et Q4 saturé
==> Cde_DIR2 à 0V
==> Courant dans R6 proche de zéro
==> Q5 bloqué
==> Q1 bloqué et Q3 bloqué
==> Résultat le courant passe dans le sens M2A vers M2B au travers du moteur symbolisé par la résistance de 100 ohms.
Si l'on inverse les conditions, c'est à dire Cde_DIR1 à 0 V et Cde_DIR2 à 5V, alors un raisonnement similaire montre que le courant va passer dans le sens inverse et que le moteur tournera dans l'autre sens.
Ce qu'il faut à tout prix éviter c'est de mettre à la fois CDE_DIR1 et CDE_DIR2 à 5V car nous réaliserions alors un court-circuit entre Vcc et la masse, ce qui entraînerait la mort quasi instantanée des 4 transistors Q1, Q2, Q3 et Q4.
Conclusion, si je veux piloter ce bus avec une télécommande, il me faut une télécommande qui empêche de mettre simultanément CDE_DIR1 et CDE_DIR2 à 5 volts.
Un joystick à interrupteurs tel qu'il se faisait dans les années 1980 fera parfaitement l'affaire...
Ça tombe bien, j'en ai un qui dort :
Il me reste à trouver une prise SUB DB9... J'ai une vieille carte de PC sur laquelle sont soudées deux telles prises... Un coup de fer à dessouder et hop !
Il me reste à étudier minutieusement l'intérieur du bus pour voir où je pourrais bien trouver de la place pour y mettre la prise sans trop défigurer le bus...
Voilà, j'ai trouvé, je vais mettre la prise à l'emplacement du feu arrière droit. Il faut que je fasse un trou parfaitement adapté... Je relève le patron de la prise, je dessine au feutre l'emplacement et je sors ma petite perceuse munie d'une fine mèche. Il me suffira de réaliser une série de petits trous pointillés, puis de faire sauter le plastique et de limer le tout...
Voici le travail accompli : un joli découpage dans le feu arrière droit !
Je mets en place la prise que je fixe avec un peu de colle araldite.
Elle n'est pas belle ma petite prise ?
Il me reste à faire un brouillon pour le schéma de connexion au joystick mythique.
Je décide de dessouder les résistances R4, R5 et R6 et de les déporter sur la prise.
Voilà, il me reste à monter mon réseau de résistances :
Choisir une belle nappe de 5 fils, les étamer, ne pas oublier les manchons rétractables pour éviter les courts-circuits, et souder le tout sur la prise SUB-DB9 :
Chauffer les manchons rétractables, souder les fils sur la carte initiale aux emplacements prévus sur mon schéma manuel.
Et voilà le travail, le petit bus est maintenant équipé d'une télécommande pour la plus grande joie de mes petites filles, de leur grand-mère et grand-père.
Si vous me réclamez une vidéo de démonstration du schoolbus en action, alors je la ferai !