 Virtual Pinball - Big Toys 
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 Virtual Pinball - große Spielzeuge (big toys) 

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Große Spielzeuge (big toys)

Die "big toys" eines virtuellen Flippers sind die "Spielzeuge", die mehr als 500 mA (Milliampere) Strom verbrauchen und damit nicht einfach an die Ausgangsports eines LED-Wiz oder eines KL25Z angeschlossen werden können. Das sind z.B. Shaker- und Gearmotoren, Replay Knocker, Ventilatoren, Rundumlichter oder lange LED RGB Streifen.

Um diese Spielzeuge an ein LED-Wiz oder KL25Z Board anzuschließen wird mindestens ein zusätzliches Output- oder Relay-Board benötigt. Dabei ist zu beachten das Relay Boards keine PWM Signale weiterreichen können. PWM Signale werden benutzt, um die "Leistung" von Verbrauchern (hier unsere Toys) zu steuern. Um z.B. eine Lampe heller oder dunkler erscheinen zu lassen. Für Knocker und andere Spulen und Rundumlichter ist kein PWM Signal nötig. Für Shaker-, Gearmotoren und Ventilatoren gibt es PWM Einstellungen im DOF Webtool. Lediglich die LED RGB Streifen können ohne ein PWM Signal nicht sinnvoll eingesetzt werden. Von den kleinen Toys benötigen Flasher und die Push-Button-Beleuchtung ebenfalls PWM fähige Ausgänge.

Zum Thema Output Boards finden sich unten Links zu zwei Artikeln mit Tests und Bauanleitungen für das Pinscape/KL25Z und das LED-Wiz und ein Video mit einer Übersicht der möglichen Relay- und Output Boards:

Virtual Pinball - relay-, output- and amplifier-boards for big toys; LED-Wiz, Pinscape/KL25Z [Video]

KL25Z/Pinscape Output Board
Virtual Pinball -LED-Wiz Output Boards für große Spielzeuge

 
Der Shaker Motor

Ein Shaker Motor wird eingesetzt, um ein Virtual Pinball Cabinet in Vibrationen zu versetzen. Dadurch erhält der Spieler noch mehr Feedback in besonderen Spielsituationen. Z.B. wenn im Medievil Madness Flipper die Burg zerstört wird. Mittlerweile werden Shaker von vielen Visual Pinball Tischen unterstützt.

Ich finde es an sich keine gute Idee gelötete Verbindungen in einen Flipper oder teure Monitore in einem virtuellen Flipper durchzurütteln.

Shaker Motoren gibt es als Komplettpaket zu kaufen, z.B. von Zebsboards, German Gaming Supplies und Wolfsoft, oder man benutzt einen Shaker der für einen Stern Flipper konzipiert wurde. Z.B. den Shaker Motor Kit (Rev C) for Stern Spike & Spike2 Systeme. Hier hat man die Wahl zwischen Stern authorized Kits und diversen Anbietern. In letztere Kategorie fallen die Shaker von Pinball Life, die nicht schlechter als die Stern authorized Shaker sein sollen.

Die folgenden Angaben beziehen sich auf den Versand nach oder innerhalb Deutschland(s).
Der Shaker von Zebsboard kostet mit dem Shaker Driver Board etwa 115 € inkl. Porto und Zoll. German Gaming Supplies (GGS) bietet seinen Shaker für 95 € plus Versandkosten an. Der Shaker von Wolfsoft kostet 190 € plus Versandkosten. Für das Rev C Kit von Pinball Life sind etwa 160 € mit Porto und Zoll zu bezahlen. Für unter 130 € inkl. Porto gibt es bereits ein Rev C Kit in Deutschland zu kaufen.

Zebsboard liefert auf Wunsch ein kleines Shaker Driver Board mit, mit dem der Shaker direkt an ein LED-Wiz oder Pinscape/KL25Z/ULN2803A angeschlossen werden kann. Für alle anderen Shaker können Optokoppler/Mosfet Boards oder Relays eingesetzt werden. Allerdings unterstützen Relays keine PWM Signale. Eine Übersicht möglicher Output-Boards finden sich in dem Video hier oder auf folgenden Seiten: KL25Z, LED-Wiz.

Um einen Shaker Motor optimal einzustellen werden häufig DC/DC Step Down Buck Converter benutzt. Diese kleinen und günstigen Schaltungen reduzieren die Spannung die vom Netzteil kommt. Man stellt mit ihnen die gewünschte maximale Vibration ein, die der Shaker erzeugen soll. Unten im Bild sind drei dieser Converter mit unterschiedlichen Leistungen abgebildet. Ich empfehle den obersten Converter (3,50 €), der laut Datenblatt 8A verträgt. Das sollte selbst für einen Stern kompatiblen Shaker reichen (wenn er nicht blockiert). Grundsätzlich sollte immer eine Sicherung im Motorstromkeis vorhanden sein.

Zum Schutz der Schaltung und des Netzteils ist am Motor (oder auf dem Output Board) zusätzlich eine Schutzdiode (Flybackdiode) anzubringen, um die Überspannung abzufangen, die beim Abschalten der Spannung im Motorstromkeis entstehen kann. Wichtig ist, dass der dicke Strich auf der Diode an der Pluspolseite angeschlossen wird.

Für einen gleichmäßigen Shaker-Pegel in allen Tischen stellt man am besten im DOF Webtool unter "Port Assignments" beide Shaker Motor Werte auf den Maximalwert. PWM kommt dann allerdings nicht mehr zum Tragen.


 
Shaker Motor von Zebsboard

Videos: Virtual Pinbal - connecting/testing a shaker motor (Zebs); Pinscape/KL25Z, LED-Wiz [Video]

Vorweg eine Warnung. Der Shaker Motor darf nur bis maximal 10,5V betrieben werden, da der Plastiksockel (Motorhalterung) sonst zerstört werden könnte.

Motordaten aus dem Shop: Anlauf: 2A, Lauf: 1A, blockiert: 7A

Mit dem Motor kam leider keine Anleitung und auch keine Beschreibung des Shaker Driver Boards. Im Forum von Zebsboards findet sich derzeit (12.06.18) auch keine Anleitung speziell für das Driver Board. Die anderen Infos (z.B. über die maximale Voltzahl) habe ich aus diversen Threads des Forums.

Die Verarbeitungsqualität des Driver Boards und des Motors ist sehr gut. Den grünen Plastiksockel, der im Cabinet festgeschraubt wird, halte ich für unterdimensioniert für die Kräfte die durch den Motor entstehen. Ich würde den Sockel durch einen aus Metall oder Holz ersetzen bzw. den Motor direkt am Cabinet verschrauben.

Wie oben bereits erwähnt bietet Zebsboards ein optionales "Shaker Motor Driver" Board mit dem sich der Shaker direkt an ein LED-Wiz oder Pinscape/KL25Z (mit ULN2803A) anschließen lässt. Das Board ist PWM kompatibel. Die passenden Kabel werden mitgeliefert. Im Bild unten sind die Anschlüsse beschrieben.

Links wird ein 12V Netzteil angeschlossen, welches den Strom für den Shaker Motor liefert. Rechts befindet sich die Anschlussbuchse für den Motor. Darunter das Einstellrad für die gewünschte Spannung. Die beiden Anschlüsse unten werden mit +5V und mit einem der Ausgangsports am LED-Wiz bzw. KL25Z verbunden.

Alternativ zum "Shaker Motor Driver" Board lässt sich auch ein Optkoppler/Mosfet- oder Relay Board einsetzen wie sie unter folgenden Links beschrieben werden: KL25Z, LED-Wiz oder hier im Video. Allerdings wird zusätzlich ein DC/DC Drop Down Converter benötigt (ab 2 €), da der Shaker nicht mit mehr als 10,5V betrieben werden darf. Mehr infos zum Converter finden sich weiter oben im Shaker Kapitel.

Am Motor selbst befindet sich bereits eine Schutzdiode, die das Netzteil und die Schaltung vor dem "Rückschlag" bei Spannungsunterbrechung schützt. Durch die Diode ist eine Polung vorgegeben. Der dicke Strich auf der Diode liegt auf der Pluspolseite. Falsch herum angeschlossen fließt ein hoher Kurzschlußstrom über die Diode und kann die Schaltung und das Netzteil zerstören, wenn diese Teile nicht durch Sicherungen geschützt sind. Auf dem Zebsboard Shaker Driver Board befindet sich eine Sicherung.

 
Günstiger Shaker Motor Rev B (Stern kompatibel)

Videos: Virtual Pinball - connecting/testing a Stern compatible shaker (Rev C) part 1 [Video], part 2 [Video], Virtual Pinball - Stern compatible shaker volt/ampere/rumble and PWM test [Video], Comparing Stern compatible Shaker Motor Kits Rev B (Sam) and Rev C (Spike), Pinball Life, no-name [Video]

Ein Stern kompatibler Motor Rev B (für viele Stern SAM Systeme) kostet mit Controller-Board etwa ab 135€ in Deutschland. Der Unterschied zwischen einem Rev B und Rev C Motor besteht lediglich in einem zusätzlichen Kondensator am Rev B Motor der gegen das Motorgehäuse geschaltet ist. Das Rev B Kit beinhaltet zusätzlich ein Controller-Board für SAM Systeme, das für einen virtuellen Flipper nicht benötigt wird. Deshalb kann man bedenkenlos zu einem etwas günstigeren Rev C Kit greifen. Allerdings muss man sich vier T-Nuts zusätzlich für die Befestigung des Shakers im Cabinet besorgen, die beim Rev B Kit dabei sind.Die Shaker Motoren sind für 12V ausgelegt.

Es gibt verschiedene Nachbauten. Der Rev C Shaker von Pinball Life und der Rev B Shaker von Freddy scheinen vom gleichen Hersteller zu sein. Gleiche Gehäuseteile, gleicher Motor, sogar der Schutzlack auf den Schrauben hat die gleiche Farbe.

Ein optischer Unterschied zwischen dem Stern autorisierten Kits und den meisten Nachbauten ist der Steg, der bei vielen Nachbauten oben in der Mitte zu sehen ist. Die neuen Stern autorisierten Motoren haben diesen Steg nicht, soweit ich weiß. Es gibt allerdings auch sehr günstige Nachbauten, die diesen Steg nicht haben.

Für die Montage in einem virtuellen Flipper sind bei diesem Rev B Shaker Kit alle benötigten Teile dabei und die Anleitung enthält zusätzlich eine Bohrschablone.

Die Rev B Shaker werden normalerweise auf der linke Seite hinter der Kassentür platziert. Als erstes wird die Schablone ausgeschnitten und vier Löcher in der angegebenen Stärke in das Flippergehäuse gebohrt. Die T-Nuts werden von unterhalb des Flippergehäusebodens in die Löcher geschoben und mit einem Hammer leicht fixiert. Anschließend die vier Shaker-Schrauben jeweils mit dem Schraubensicherungskleber Loctite 243 bestreichen und den Shaker festschrauben.

Wie oben beschriebene sollte man einen zusätzlichen Stepdown Buck Converter für den Betrieb benutzen, sowie eine Diode und eine Sicherung. Die Diode habe ich direkt parallel auf den Buck Coverter Ausgang gelötet (siehe Video) und eine 6 Ampere Sicherung befindet sich auf dem DIY Output Board.

Motordaten (Rev B und C):

Motor: RS-987PH-4036 12VDC
12V:
Start: <5A
Lauf: 3,5 A

Empfohlene Sicherung: 6A

Die Motordaten wurden hier ermittelt.

 
Pinball Life Shaker Motor Rev C (Stern kompatibel)

Videos: Virtual Pinball - connecting/testing a Stern compatible shaker (Rev C) part 1 [Video], part 2 [Video], Virtual Pinball - Stern compatible shaker volt/ampere/rumble and PWM test [Video], Comparing Stern compatible Shaker Motor Kits Rev B (Sam) and Rev C (Spike), Pinball Life, no-name [Video]

Die Stern kompatiblen Shaker Motoren von Pinball Life sind in den USA um einiges günstiger als die Stern autorized Motoren. Der Versand nach Deutschland lohnt sich dagegen kaum. Stern autorized Motor Sets gibt es hier zum Teil zu einem ähnlichen Preis. Der Pinball Life Rev C Motor kostet mit Versandkosten und Zoll etwa 160€.

Wie bereits oben beschrieben gibt es zwischen den Motoren/Gehäusen von Rev B und Rev C keinen relevanten Unterschied. Für den Einbau in einen virtuellen Flipper fehlen dem Rev C Kit lediglich vier T-Nuts. Alle weiteren Info siehe oben Rev B Motor, die auch für den Rev C Motor gelten.

 
German Gaming Supplies Shaker

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Der Gearmotor

Videos: Virtual Pinball - mounting, preparing a gear/wiper motor [Video], Virtual Pinball - connecting a gear/wiper motor to a Pinscape/KL25Z, LED-Wiz [Video], Virtual Pinball DIY Controller - testing a gear motor, Pinscape/KL25Z [Video]

Gearmotoren geben ein hochfrequentes Geräusch ab, das so ähnlich klingt wie Zahnräder die aneinander reiben. Als Gearmotor wird häufig ein preiswerter 12V Scheibenwischermotor benutzt. Unter folgendem Link findet sich eine Bohrvorlage, um einen "VW JETTA 2 1.8 (85-88)" Scheibenwischermotor an ein Stück Holzleiste anzuschrauben: Bohrvorlage Gearmotor.

Der Scheibenwischemotor benötigt zum Anlaufen knapp 9A und zum Betrieb 3A. Das Netzteil, die Kabel und das Output Board müssen also kurzfrist 9 Ampere aushalten können.

Als Output-Board habe ich im Test ein Optokoppler/Mosfet Board benutzt wie es hier beschrieben wird. Fertig aufgebaute Boards wie z.B. diese funktionieren natürlich auch.

 
LED RGB Streifen

Videos: Virtual Pinball - testing LED RGB amplifiers (Pinscape/KL25Z, LED-Wiz) [Video], Virtual Pinball - $1 output board (3 X 4A) for big toys; Pinscape/KL25Z, LED-Wiz [Video], Virtual Pinball - rgb led strip (ambilight) amplifier test [Video]

LED RGB Streifen vom Typ 5050 verfügen über 4 Kontakte - R, G, B, +12V.

R, G, B, +12V können direkt an einen LED RGB Verstärker oder an ein Output Board angeschlossen werden. 5m vom Typ 5050 verbrauchen maximal 6A (3 * 2A).

Auf der Rückseite der Streifen befindet sich eine Klebefolie, die auf glatten Oberfächen gut haftet.

Im Bild unten ist der Typ 5050 einmal in der wasserdichten IP65 Version zu sehen (oben) und in der ungeschützten Version darunter. Bei der ungeschützten Version kann der Kontakt mit Feuchtigkeit oder einem Metallteil (z.B. einem Gürtel) ein Kurzschluss auslösen.

Mit einem LED RGB Verstärker können lange LED RGB Ketten an einen Controller angeschlossen werden, die für den Controller (KL25Z) selbst, durch den hohen Stromdurchsatz, zu lang sind. Der kleine Verstärker auf dem Foto unten kostet etwa 1€ und ist mit 3 x 4A bei 12V belastbar. Der große Verstärker mit den Schraubklemmen verträgt 3 x 4A mit 12V und 24V. Eine 5050 RGB Lichterkette mit 60 LEDs/m darf mit 3 x 4A maximal 10m lang sein. Allerdings würde ich bei diesem LED Typ nur Ketten kürzer 5m benutzen und dann lieber einen Verstärker mehr für zusätzliche Meter einbauen.

Die LED RGB Verstärker lassen sich auch für größere Toys benutzen wie Rundumlichter (Beacons), Knocker oder mittlere Gear- und Shaker-Motoren.

Die Verstärker haben vier Eingangsports (+ 12V, R, G, B) und vier Ausgangsports (+ 12V, R, G, B) und zwei zusätzliche Anschlüsse für die Stromversorgung (Masse, + 12V). Die Eingangsports R, G, B können direkt mit dem kleinen Output Board (s. oben hier) mit dem ULN2803A verbunden werden. Das kleine Output Board hinter dem KL25Z besteht nur aus einem Chip, dem ULN2803A.

Am Ausgang des Verstärkers wird die LED RGB Kette angeschlossen. Die Polung ist auf dem Verstärker durch ein dickes Pluszeichen markiert und auf der LED Kette durch eine Markierung am Stecker, die die Position für +12V anzeigt.

Die beiden zusätzlichen Kabel am kleinen Verstärker werden mit dem Netzteil verbunden. Alle Komponenten (KL25Z, ULN2803A, Verstärker) müssen mit der gleichen Masse (des Netzteils) verbunden sein. Vor dem Einstecken des Netzteils sollte man alle Verbindungen ein zweites Mal auf korrekte Polung prüfen.

Die LED RGB Verstärker sind auch in einer LED RGBW Variante erhältlich.

 
Der Replay Knocker

Videos: Virtual Pinball DIY Controller - preparing a DATA-East/Stern and Williams style knocker [Video], Virtual Pinball - DC-DC step up converter 12-35V (150W) for knocker, contactors, ... [Video]

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Die Rundumlichter (rotating beacons)

Videos: Virtual Pinball - rotating beacons - LED-Wiz, Pinscape/KL25Z [Video], Virtual Pinball - DOF 2 test backbox: ambilight 2 (led stripe), beacons, stropes (ledwiz, sainsmart) [Video], Virtual Pinball - Direct Output (DOF) Cabinet.xml test: Ledwiz, SanSmart, Arduino board [Video]

Rundumleuchten gibt es in verschiedenen Preisklassen. Sehr günstige für unter 10€ und professionelle Ausführungen ab 60€. Die hier getesteten waren sehr günstig. Zu jeder Rundumleuchte gab es drei Kappen in den Farben rot, blau und bernstein. Die billigen Leuchten entwickeln im Betrieb mit unter eine ziemlich laute Geräuschkulisse. Allerdings ist das gar nichts im Vergleich mit der "Williams Rundumleuchte" in einem High Speed Flipper. Die ist noch einmal eine Nummern lauter. Meine Rundumleuchten sind ziemlich schlecht verarbeitet und der Kunstoff stinkt nach Chemiekalien. Selbst nach 6 Monaten in der Garage hat sich daran nicht viel geändert. Aus dem Grund werde ich mir in Zukunft vernünftige Markenrundumleuchten zulegen. Die Zigarettenanzünderstecker waren nach wenigen Tests bereits intern abgerissen und mussten nachgelötet werden.

Das gute an den Leuchten ist, dass original Flipper Rundumleuchtenkappen (Domes) über die Rundumleuchten passen - siehe Bild oben.

In meinem Vpin benutzte ich einen Aplic dreifach Zigarettenanzünderadapter zum Verbinden der Rundumleuchten. Der Adapter hat den Vorteil, dass bereits eine Schutzdiode und eine wechselbare Sicherung eingebaut ist. Beides sollte unbedingt beim Betrieb der Leuchten eingesetzt werden.

Eine dieser Rundumleuchten benötigt etwas unter 500mA und lässt sich damit direkt an einem LED-Wiz oder Pinscape/KL25Z/ULN2803A anschließen. Für drei Leuchten wird ein Output- oder Relay-Board benötigt. Z.B. eins von den hier vorgestellten Boards: Virtual Pinball - relay-, output- and amplifier-boards for big toys; LED-Wiz, Pinscape/KL25Z. Drei Rundumleuchten können problemlos an das Power Board vom Pinscape Expansion Board direkt angeschlossen werden. Eine Sicherung und Diode sollte auch hier nicht fehlen.

Im Bild unten ist der dreifach Zigarettenanzünderadapter zu sehen und oberhalb ein kleiner Adapter für Flachsteckhülsen.

 

 

Links

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