RA-2309B: Réparation - Suite - 2

Après plusieurs jours de recherche, la panne affectant le verrouillage du synthétiseur de l'unité RA-2291 a été résolue. Comme je le pensais, l'utilisation d'un BWF11, un FET VHF, dans le circuit de génération de la tension d'asservissement avait bien une raison. Le remplacement du 2N3966 installé à tout hasard par un BWF11 a instantanément résolu le verrouillage en bas de gamme sur les tiroirs RA-2394 (20MHz à 90MHz) et RA-2395 (90MHz à 400MHz) mais pas sur le tiroir RA-2996 (400Mhz à 1GHz).

Ces tiroirs comportant des modules des deux cotés d'une plaque centrale, un cordon de rallonge s'avère indispensable pour extraire le tiroir du châssis et ainsi accéder à l'ensemble des modules. N'ayant aucun connecteur DB27 doté de trois emplacements pour des inserts coaxiaux mais disposant de ces derniers, il m'a fallu improviser en créant deux rallonges coaxiales et une rallonge de 22 points à partir de deux connecteurs DB27, un mâle et un femelle, recoupés. Cet ensemble, guère présentable, fonctionne parfaitement et c'est bien l'essentiel.

Ici encore plusieurs soirées ont été nécessaires pour identifier le problème tout d'abord sans aucun succès: vérification de la plage de fonctionnement de l'oscillateur en pilotant la tension d'asservissement via une alimentation externe (0 - 22V), vérification de son niveau à l'analyseur de spectre en notant un léger affaiblissement en milieu de gamme sur la sortie allant vers le pré-diviseur, contrôle du fonctionnement du prédiviseur Plessey SP8613B à l'oscilloscope et vérification de la fréquence. Rien ne permet de comprendre le problème ...

Et comme le hasard fait souvent bien les choses, un verrouillage a été temporairement obtenu alors que je tenais la sonde au plus près de la sortie du diviseur et que l'un de mes doigts s'appuyait sur la résistance de charge du transistor d'entrée. Mettant alors en doute le bon fonctionnement de ce module, je ai remplacé celui-ci par un module identique extrait d'un second tiroir incomplet ... et le verrouillage s'est immédiatement effectué sur tout la gamme haute !

Les signaux en sortie du premier module semblaient être corrects tant sur la forme d'onde et que sur son niveau, je n'ai donc aucune explication à ce phénomène en notant toutefois que le diviseur du module assurant un verrouillage est en boîtier céramique et non en plastique comme celui de l'autre module. L'essentiel est qu'un fonctionnement correct a été retrouvé sur la gamme haute.

Il reste maintenant à redémarrer l'oscillateur de la gamme basse, et ce n'est pas gagné au regard de la construction de celui-ci. A suivre...

HP25: Remise en état - Suite

N'ayant pas retrouvé ma HP25, j'ai décidé d'installer le kit Panamatik ACT-25A (la version basique) dans la HP21 dont le circuit ACT avait lui aussi été détruit. L'ouverture de la calculatrice est très simple comme avec toutes celles de cette série. 

1- Séparation des blocs inférieurs et supérieurs après dévissage de deux vis situées sous les pieds hauts. Ces derniers sont d'ailleurs devenu mous et collants. Ils seront remplacés par des pieds taillés dans une gomme.

2- Séparation des deux circuits imprimés interconnectés avec deux séries de lyres coté afficheur et coté circuit.

 

3- Dessoudage du circuit original, j'ai ici été obligé de couper les pattes pour éviter de trop abimer les trous métallisés et ce malgré l'utilisation d'un système de dessoudage professionnelle, puis nettoyage soigneux des pistes lesquelles présentaient des traces de légère corrosion .

4- Soudage du support profil bas fourni avec le kit et mise en place du circuit de remplacement.

Le remontage s'effectue en sens inverse sans aucune difficulté et la calculatrice peut-être remise sous tension. Elle est désormais dotée de toutes les fonctions d'une HP25 mais ne peut-être utilisée en l'état sauf à mettre en place un cache et de nouvelles étiquettes sur les touches. Je crois avoir compris qu'il est possible de flasher le PIC avec un firmware dédié HP21, j'attends la confirmation.

HP48SX: Tentative de remise en état

Jamais deux sans trois: après plusieurs années de bon fonctionnement ma HP-48SX présente un défaut classique sur cette série: le clavier ne répond plus sur certaines touches. Après ouverture du boîtier, la calculatrice se présente sous la forme de trois ensembles: le fond comportant le buzzer, le circuit imprimé et la face avec sa nappe souple permettant de raccorder le clavier et les deux bandes conductrices de part et d'autre de l'écran LCD.

La logique d'interconnexion est parfaitement visible ci-dessous avec les deux rangées d'empreintes assurant la liaison avec le LCD et la rangée inférieure avec la nappe souple du clavier, le tout par le biais d'une simple pression. Et c'est ici que les problèmes commencent avec la pollution des contacts par la poussière qui s'infiltre dans le boitier et la fatigue de l'élastomère sous la nappe du clavier avec le temps.

La remise en état semble, dans ce cas simple, facile:
- nettoyage du circuit imprimé avec de l'alcool isopropylique et une éponge magique,
- nettoyage des bandes de connexion du LCD avec un pinceau et de l'alcool isopropylique,
- insert d'un morceau de carte de visite entre l'élastomère et la nappe, je n'ai pas voulu changer celui-ci,

La suite consiste à remonter l'ensemble en sens inverse du démontage:
- remontage du circuit imprimé et verrouillage des inserts métalliques en prenant soin de bien presser le circuit imprimé sur la face avant,
- test du bon fonctionnement avec une alimentation externe réglée à 4.5V,
- remontage des deux parties du boitier en appuyant la face avant sur une surface souple et en exerçant une forte pression sur le dos pour reverrouiller les rivets.

Je n'ai aucune idée du temps que tiendra cette réparation mais cette calculatrice va rejoindre la collection pour être remplacée au quotidien soit par une HP41C que je dois encore réparer soit, peut-être pour Noël, par une DM42 (assez onéreuse et dont j'espère que le clavier aura été modifié dans les dernières versions) ou une DM41X quand celle-ci sera disponible.

Mise à jour: la réparation n'a pas tenu longtemps car après plusieurs essais, un nouveau dysfonctionnement est apparu sur deux autres colonnes de touches. Après inspection plus attentive, il s'avère que l'élastomère n'est plus vraiment élastique devenant même presque collant. Aucun des essais pour trouver une matière de remplacement n'a hélas pu aboutir. Ma HP48SX est définitivement HS.

HP25: Remise en état

Il y a maintenant plusieurs années, j'avais commis l'erreur de tenter de rallumer la première calculatrice programmable de mon père, une HP25, sans avoir préalablement vérifié que sa batterie était encore en bon état. Elle n'a jamais redémarré et j'ai compris bien plus tard que le circuit de charge n'était réellement régulé qu'en présence d'une batterie. En son absence, ou en cas défaillance, la tension de sortie avoisine les 10V, bien trop pour le processeur PMOS.

HP21

C'est au détour d'une lecture sur un site spécialisé que j'ai découvert l'existence d'un kit produit par un passionné - voir sa boutique sur Panamatik.de -  permettant remplacer le processeur d'origine par un PIC assurant non seulement l'interprétation du code dans la ROM de la machine mais ajoutant aussi diverses fonctions.

Exactement ce qu'il me fallait pour sauver cette machine que je considère comme étant la plus aboutie sur le plan du design. Son boitier assure une prise en main exceptionnelle. J'ai donc commandé deux kits, l'un minimaliste pour redémarrer une HP21, l'autre destiné à s'installer dans la HP25.

Les amateurs de cette série de machines dite 'Woodstock' pourront se plonger avec délectation dans la rétro-analyse du code effectuée par un autre passionné: http://home.citycable.ch/pierrefleur/Jacques-Laporte/Woodstock/ws_intro.htm.

HP5305B: Modifications

La réparation du tiroir UHF du RA-2309B nécessite un fréquencemètre à même de travailler à 1GHz. J'utilise habituellement un OptoScout portable dont la base de temps n'est pas thermostatée ce qui suffit amplement habituellement. Dans le cas présent sa stabilité est insuffisante, et j'ai du remettre en marche un HP-5305B qui dispose d'une entrée d'horloge externe raccordable sur mon le standard Rubidium, ici dans un coffret de lecteur de bande DAT HP.

Deux problèmes m'avaient conduit à ne plus l'utiliser:

1- la mise sous tension permanente du transformateur d'alimentation

Ce problème est désormais réglé par l'ajout d'un interrupteur bipolaire en face arrière sur l'emplacement du rivet de fixation de la cosse de masse.

2- une sensibilité aléatoire dans les mesures

Une panne a été découverte sur le canal B (0 - 100MHz) avec un régulateur 12V de type 78L12 hors service. Son remplacement a permis de retrouver la sensibilité  annoncée dans les spécifications.

La reprise des réglages du canal A (90 - 1300MHz) a été plus compliquée, la sensibilité annoncée ne pouvant être trouvée avec la valeur d'alimentation annoncée pour la logique du canal A. Il m'a fallu descendre à 14V (contre 15V dans le documentation) pour obtenir un réglage conforme avec une sensibilité remarquable y compris bien en-dessous du seuil inférieur indiqué de 90Mhz.

Deux modifications réversibles ont été effectuées par la même occasion:

- le connecteur d'alimentation d'un préamplificateur externe, introuvable, a été remplacé par un connecteur LEMO de taille similaire,

- un radiateur a été ajouté sur le transistor assurant la régulation de l'alimentation 5V de la logique du canal B à partir d'un tension d 'entrée de 17V !

Ce matériel datant des années 75 est remarquable tant par sa conception électronique que mécanique. Il est en effet totalement modulaire, constitué d'une unité d'affichage HP5300B, de différents modules de comptage, ici un HP5305B, et de modules intermédiaires empilables dont une interface HP-IB HP5312A (visible sur la première photo) et un pack de batteries HP5310A (toujours en charge flottante ce qui explique le maintien sous tension du transformateur). Les modules s'interconnectent entre eux par le biais de connecteurs Centronics mâles et femelles. Aucune visserie n'est utilisée: les cartes électroniques sont fixées par quatre clips plastique et le verrouillage des modules s'effectue par le biais d'un système mécanique (les deux tirettes visibles sur la photo de la face arrière). Je n'ose imaginer le prix de ces modules à l'époque ...
 

Je vais pouvoir reprendre le dépannage de la tête UHF du Racal dont il semble que l'un des oscillateurs ne fonctionne pas.

HP67: Réalisation d'un adaptateur de batteries

Les batteries de mes calculatrices ont été depuis longtemps enlevées au regard du risque de corrosion ce qui n'a pourtant pas empêché une légère oxydation des contacts de certaines. L'erreur a été de conserver les piles d'une HP41C dans la même armoire. La réaction chimique liée à la lente dégradation de ces dernières a suffit pour provoquer l'oxydation des contacts des machines les plus proches. Un nettoyage a donc été engagé et la décision prise de n'utiliser que des batteries NiMh chargées et conservées ailleurs.

Il m'a pour cela fallu chercher des adaptateurs permettant d'insérer les batteries dans des machines n'acceptant pour la plupart que des packs de deux ou trois batteries de taille AA. Force a été de constater que la meilleure option était de réaliser soit même un support ad'hoc, en impression 3D avec l'obligation de réaliser et d'intégrer des contacts ou bien, dans un premier temps au moins, avec de la plaque époxy cuivrée.

La solidité de l'assemblage est suffisante, et le second essai - au milieu sur la photo ci-dessus - s'est avéré fonctionnel avec un minimum de travail sur le cuivre. Les contacts ont été réalisés avec des cosses à souder, la prochaine version utilisera des lames élastiques.

Le résultat est correct, le support s'insère parfaitement dans le logement, et les batteries peuvent être enlevées et remises aisément. Ma HP-67 (en fait celle de mon père car je n'avais guère les moyens de m'acheter une telle machine en 1980 et j'ai dû me 'contenter' d'une TI-58 durant les classes préparatoires) refonctionne comme au premier jour voila maintenant 40 ans.

Il me faudra maintenant réaliser un adaptateur similaire pour mes TI-58 et TI-59, ce qui sera moins aisé car le pack de batterie intègre le couvercle contrairement à la HP-67 qui dispose d'un couvercle séparé. Ensuite, pourquoi ne pas faire réaliser quelques PCB que je n'aurais plus qu'à assembler, et peut être recouvrir de plastique avec une impression 3D. A suivre.

RA-2309B: Réparation - Suite

La tentative de réparation de la tête RA-2296 (400MHz/1HGz) de l'ensemble de réception RA-2291/RA-2309B s'est soldée par une panne affectant le synthétiseur, celui-ci ne verrouillant plus du tout sur aucun des deux autres tiroirs.

Et comme souvent la recherche de ce type de panne (système bouclé) s'avère longue et difficile, ceci d'autant plus qu'ici une partie de la boucle se trouve dans le tiroir amovible. Après plusieurs soirées consacrées à comprendre le fonctionnement des trois boucles puis à vérifier chacune d'elle, un défaut dans la section générant la tension d'asservissement de l'oscillateur principal est confirmé. Les transistors sont testés bons et l'origine du problème n'est toujours pas identifiée jusqu'au moment où je découvre un transistor sur le PCB qui n'est pas référencé sur mon schéma. 

Le tracé est rapidement relevé qui met en évidence que la tension d'asservissement est désormais générée par un FET monté en résistance variable, et celui-ci est bien sûr HS. Il est fort probable qu'un court-circuit entre la sortie et la masse ait conduit à la destruction de ce FET  lors de l'installation d'une sonde sur la sortie du PCB

Celui-ci, un BWF11 normalement utilisé dans les oscillateurs RF, est dessoudé et remplacé par un 2N3966 que j'avais en stock et temporairement monté sur support. Un rapide test montre que le synthétiseur se verrouille de nouveau mais pas parfaitement en bas de gamme. Ne souhaitant pas immédiatement reprendre les réglages sur chacun des tiroirs, j'ai passé commande d'un BWF11 pour vérifier que le problème ne viendrait pas du choix du 2N3966. Les concepteurs de chez  Racal devaient bien avoir une raison pour avoir choisi un FET VHF. A suivre donc.

La boucle HF du synthétiseur utilise une PROM HM-7603 pour générer le rapport de division à utiliser en fonction de la gamme de fréquence active. J'ai profité de l'occasion pour faire une copie de son contenu à l'aide d'un bout de code avec un Arduino. Cette PROM chauffant énormément, je l'ai remplacée par le circuit logique présent sur le schéma que j'avais en ma possession de cette boucle.

Mon ensemble de réception RA-2291/RA-2309B semble être différent sur plusieurs points de celui décrit dans mes manuels: carte de commande à base de 6802 en lieu et place d'une logique câblée, utilisation d'une PROM de décodage en remplacement d'un 74LS139 et de trois diodes, ajout d'un FET sur le rail d'asservissement ... et probablement d'autres modifications mineures que je n'ai pas encore découvertes.