まこと の ブログ

MaKoTo no burogu — Journal de bord…

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Le bartop, la borne d'arcade pour demi-portions ! -03-

Suite de l'étude précédente :
Après l'assemblage de la borne et quelques essais, nous allons maintenant parler hardware !

Les fournitures arcade :

Cette fois j'ai changé de boutique de fourniture arcade.

  • Je voulais les boutons translucide de la marque Seimitsu et le site Chinois Arcade Spare Parts n'en vendant tout simplement pas, j'ai donc opté pour les Japonais d'Akishop.

Ne sachant que choisir parmi les couleurs disponibles, je les ai toutes prise en double…
Attention, sur les photos ce sont des sticks Seimitsu LS32 qui ne seront pas utilisés dans le bartop, mais pour un autre projet.
De toute manière le LS32 voit sa tige trop courte pour être utilisé sur un panel en bois, alors que le Sanwa JLF-TP-8Y que j'utilise ici est parfait pour traverser le contre-plaqué de 9 mm, avec sa tige de 32mm, ce qui laisse dépasser les 23 mm réglementaires :)
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Ordinateur :

Comme prévu, le PC de test est trop peu puissant pour mes jeux préférés (Pentiun4@2Ghz), mais bien suffisant pour jouer 80% des roms Mame (estimation au doigt mouillé compte tenu de mon expérience).

  • Afin de pouvoir faire tourner du Shmup CAVE, il faut une machine au moins aussi puissante qu'un Intel Core 2 Duo E7300@2,66Ghz

Mais le choix de l'ordinateur s'est révélé un poil délicat.
À la base donc je ciblais une machine aussi puissante qu'un Intel Core 2 Duo E7300@2,66Ghz et j'ai donc farfouillé sur les site de benchmark pour comparer avec les processeurs actuels…
benchmark.png
Et quand on réfléchis pas trop, on se dit que l'AMD A4-5000 bah y ferait bien l'affaire !
Mais en fait, et bah nan, c'est une daube, car le score CPU Mark est donné pour la totalité des cœurs, alors que Mame n'exploite correctement qu'un seul cœur à la fois, et ce malgré l'option multi thread activée, qui ne fait gagner que quelques maigres performances.
Donc ce qu'il faut regarder c'est le score de Single Thread Rating, et là on comprend bien qu'un unique cœur de l'AMD A4-5000 est deux fois moins puissant que ce bon vieux Intel Core 2 Duo E7300@2,66Ghz… Et merde, trop tard :)
J'avais donc déjà acheté la carte mère ASRock QC5000M-ITX/PH ^^;
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J'ai pas mal hésité à conserver ou renvoyer cet ordinateur mini-itx…

Et puis comme j'ai bien mesuré 12 Watt de consommation (à vide, Processeur + Chipset; 15 Watt promis), je me suis dit que bon, j'ai déjà une borne, celle-ci est donc une seconde, je ne vais pas y jouer tant que ça, et mis à part quelques jeux CAVE[1], tout le reste (jeux 3D mis à part) tourne bien, et qu'à terme cet ordi pourrait bien venir remplacer le serveur web sur lequel tu consultes cette page, et au passage permettre de dimunuer sa consommation électrique (30 W actuellement).
En effet le serveur Atom 330 était donné pour un tpd de 8 Watt, mais en vrai il consomme 22 Watt à vide, preuve que le Chipset Intel est gourmand… Choisir un PC basse consommation c'est donc un peu la roulette, et comme j'ai pu ici vérifier les caractéristiques par moi-même…

  • Pour alimenter ça, sachant qu'il n'y a pas la place pour loger une alimentation ATX standard dans le bartop, c'est un module PicoPSU 20 pins et un bloc secteur 12V qui alimente l'ordi.

Étant donné la très faible consommation du CPU, un PicoPSU de 90 Watts suffit amplement.

Il est clair, test à l’appui qu'un Intel Core i3 @3Ghz se révélerait suffisamment puissant pour faire tourner tous les jeux sans sourciller, mais ça coûte carrément plus cher, sans compter qu'il aurait fallut utiliser une alimentation de type Flex-ATX suffisamment puissante qui puisse être casée dans la borne.

Câblage :

  • J'ai dessiné et imprimé de nouvelles plaques de restriction pour les joystick Sanwa car après essais, il s'avère que la prise en main du stick est plus agréable ainsi.

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  • Les circuits de joystick sont toujours du même modèle que je fabrique et utilise depuis que je bidouille ces machin là.

Ils sont maintenu en place avec des pinces à linge au fond du panel et les câbles sont soigneusement noués ensemble pour faire bloc avec le panel.
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  • Deux ventilateurs de récup sont couplés ensemble via une petite bidouille de connectique.

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  • Comme pour la RotaCity, j'ai raccordé deux cordons secteur sur une façade IEC 220V avec interrupteur 16A récupérée sur un bloc d'alimentation industriel.

J'ai fixé une boite en plastique afin d'éviter tout risque de choc électrique avec ma personne.
Le bouton vert sert de bouton power à l'ordinateur. Il est donc raccordé avec deux fils au bornier correspondant de la carte-mère, et deux fils supplémentaire pour la Led power contenue dans ce bouton vert translucide.
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  • Voici la carte mère en place, simplement vissée au fond de la borne, et quelques gros plans des chemins de câble.

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Test de déco… :

  • Je ne suis pas graphiste… Alors j'éprouve de grande difficultés à concevoir une déco originale et cohérente.

Après pas mal d'essais, je suis arrivé à ça, à partir d'image tirée de l'artbook Mushihimesama.
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J'ai encore du travail à fournir pour la déco du panel et du top qui sera illuminé.

Premiers essais : Problème de ventilateur :

  • J'ai eu beau régler au minimum de la vitesse le ventilateur de châssis, via le bios de la carte mère, ceux-ci (puisqu'ils sont câblés en parallèles), tournent encore trop vite et surtout en émettant beaucoup de bruit.

Test de température satisfaisant de la carte mère à l'appui (environ 43°C avec un jeu exploitant toutes les ressources machine), j'ai pu déterminer une vitesse assez faible sans trop de bruit. Pour atteindre cette vitesse, j'ai bien tenté de baisser l'intensité du 12V avec une résistance de 56 Ohm, mais évidemment, elle devient brûlante… Et puis on perd tout l'intérêt de ces ventilateurs à commande impulsionnelle PWM (pwm sur le fil bleu, jaune 12V et noir Masse).
C'est donc d'une PWM dont j'avais besoin…
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  • C'est un peu sortir l'artillerie lourde pour pas grand chose, mais c'est si facile à faire avec un µContrôleur, où si on ne veut pas s'embêter, avec un Arduino.

Le schéma suivant et ce petit bout de code C++ suffit avec un Arduino Pro Mini qu'on trouve pour moins de 3€ sur le 'ternet !
VentiloPWM_bb.png

int inputPin = A0;  // set input pin for the potentiometer
int inputValue = 0; // potentiometer input variable
int fanPin = 9;     // set output pin for the LED

void setup() {
     // declare the ledPin as an OUTPUT:
     pinMode(fanPin, OUTPUT);
}

void loop() {
     // read the value from the potentiometer:
     inputValue = analogRead(inputPin);

     // send the square wave signal to the LED:
     analogWrite(fanPin, inputValue/4);
}

Je connecte donc les ventilateurs directement sur la prise mâle de ce montage (et non plus sur la carte mère) qui est alimenté par une prise molex ATX. Le potentiomètre qu'importe sa valeur, permettant alors de régler la vitesse de rotation à sa convenance.

Premiers essais : Un problème avec l'audio :

  • Pour alimenter l'amplificateur audio, j'ai choisis d'utiliser le 12 Volts de l'alimentation ATX. En effet ce serait dommage de se priver et d'utiliser une alimentation supplémentaire juste pour si peu.

J'ai donc soudé un adaptateur, en câblant le côté 12V d'une prise molex mâle sur une fiche jack.
Dés l'allumage de la machine, un gros bruit de fond se fait entendre. En étant attentif, on se rend compte que les variations dans ces pchhhhittttts suivent l'activité de l'ordinateur (le disque qui gratte, l'affichage, les ventilateurs, …).

  • Bref, l'alimentation ATX re-pisse dans l'ampli audio, un filtrage s'avère donc nécessaire.

On peut faire cela avec ce simple filtre LC, qui nécessite un condensateur d'au moins 100µF polarisé et une self, simple bobine doté d'une ferrite. Si nécessaire on peut améliorer le filtrage en ajoutant un second étage LC.
J'ai donc soudé le circuit sur une plaque à trous en avec ces composants et ces connecteurs de récupération.
filtrelc.jpg img_0203.jpg
Mais le résultat était insignifiant, au mieux le hum (oui on dit comme ça, ou ronflette aussi) s'entendait dans les tons plus grave.

  • En y regardant de plus près on s’aperçoit que nous sommes en présence d'un bouclage de masse :

Ce qui se passe, c'est que le 12V alimente l'ampli, et voit donc sa masse connectée à la masse ampli, normal.
Et puis on raccorde le cordon audio, qui comporte lui aussi sa masse, qui passe par la carte mère, qui passe par l'alim atx, et qui fournit donc le 12v de l'ampli… Ce second cheminement forme une boucle et produit le hum !
Il faudrait donc isoler la masse…
J'ai donc déconnecté la masse pour tester, soit celle du cordon audio, soit celle de l'ampli, mais je m'en doutais, le hum est pire !

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  • Ensuite j'ai tenté d'alimenter l'ampli avec un régulateur 12V-5V (LM7508) que j'avais sous la main (oui l'ampli tolère une alim à 5V).

Cette fois c'est mieux, le hum est très amoindris, inaudible lorsque d'ampli (sans musique) est volume à fond, mais dés qu'on baisse au max, hum… plus ténu, mais présent.

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  • Alors on m'a parlé des convertisseurs DC-DC isolés, et on m'en a prêté un, d'assez faible puissance, mais suffisant pour le cas présent, un TRACO Power TEM 3-1212 qui traînait dans un tiroir depuis 12 ans.

Une fois câblé entre la prise molex de l'alim ATX et l'ampli audio, on rentre donc le 12V et on ressort du… 12V, mais la masse est isolée, plus de hum, nada, queue dalle, volume au minimum ou au max, avec ou sans musique, aussi parfait que si j'avais dédiée un bloc alim à l'ampli !
Cependant cette solution, bien que satisfaisante peu se révéler assez onéreuse en plus d'être inadaptée pour des ampli de forte puissance.
En effet, difficile de trouver un convertisseur de ce type qui délivre plus de 800mA (environ 10W pour 12V), alors que mon ampli volume à fond (et volume du PC aussi) flirte avec le 1A.
Et puis ça coute au minimum 30€…

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  • Plutôt que d'isoler la masse de l'alimentation, s'occuper de l'audio serait peut-être moins coûteux, le monde de la sonorisation de spectacle semble bien au fait du probléme et utilise dans ce cas un transformateur d’isolation de ligne sur le câble audio.

Histoire de tester la faisabilité, j'ai dépouillé deux vieux modem 56K de leurs transfo audio 2811B.

Et j'ai câblé ceci :
img_0246.jpg img_0247.jpg

Ça fonctionne très bien, et l'avantage de cette solution, c'est qu'on a pas à se soucier de la puissance de l'ampli.
Après quelques recherches, j'ai trouvé un montage tout fait du même acabit, dans la rubrique Transformateurs d'isolation chez Monacor.
Un ground isolator du modèle FGA devrait faire l'affaire, le schéma de la datasheet correspond à ce que j'ai câblé précédemment…

Ressources :
- http://www.arduino-tutorials.com/arduino-pwm/

À suivre…

Note

[1] Mushihimesama, Futari1.5, Espgaluda2, Ibara, Mushimushi Pork, Pinksweats, Deathmiles, Dodonpachi Dai Fukatsu

Commentaires

1. Le jeudi, 28 avril 2016, 22:03 par Sacha

Encore bravo pour ta borne et je confirme qu'elle fonctionne très bien.
En passant, tu aurais pu faire ta PWM pour le ventilo avec un NE555 en astable. Ca fait plus roots :)

2. Le mercredi, 18 mai 2016, 18:04 par Makoto

Wép, j'y ai pensé bien sûr, et puis bon, je me suis dit que j'allais permettre ainsi au plus grand nombre de ne pas se prendre la tête ^^;

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