Jarno Valtasen omatekoiset flipperit

Suomalaisen Flipperit.net -sivuston foorumilla on käyty silloin tällöin keskustelua omatekoisista flippereistä. Sellaisia on tehty joitakin maailmalla ja osasta on olemassa materiaalia myös internetissä. Suomessakin on muutamia henkilöitä, jotka ovat rakentaneet itselleen erilaisia flippereitä ja muita pelilaiteita. Jarno Valtanen on yksi heistä. Hän kertoo itse rakennetuista flippereistään näin:

Nuoruuden flipperikokeilut

"Omien kytkentöjen teko alkoi jo ennen kouluikää, kun sähkörautatien ja autoradan virtalähteillä pystyi tekemään kaikenlaista. Muistaakseni kytkennöissäni oli vain lamppuja, koskettimia, moottoreita ja ovikelloja. Siihen aikaan ovikelloja sai sellaisia piriseviä malleja, joista oppi jo silloin jotain perusjuttuja. Omaan huoneeseen piti rakentaa tietenkin varattu/odota/vapaa/-valot. Samoihin aikoihin naapurin neljä vuotta vanhempi poika oli työntänyt jonkun johdon tai naulan pistorasiaan ja käräyttänyt sormensa. Tekoaan se perusteli sillä, että minäkin teen niin. Hän ei vain ymmärtänyt muuntajan merkitystä."

"Flippereiden rakenteluharrastus alkoi vasta joskus ala-asteikäisenä. Näin TV:ssä puusta rakennetun leluversion, jossa mailat liikkui, kun pelaaja painoi pelin sivulla olevia keppejä. No sellainen piti rakentaa itsellekin. Siihen piti tietenkin laittaa myös valot. Samoihin aikoihin kasailin myös elektroniikan rakennussarjoja. Silloin en vielä ymmärtänyt minkään elektronisen komponentin toiminnasta mitään."

"Seuraava selvä rakentelukausi alkoi, kun olimme käymässä mummolassa ja minulla oli oma flipperini mukana. Pappa oli huomannut kunnan kaatopaikalla oikean flipperin osia ja niitä piti tietenkin käydä katsomassa. Jostain syystä meillä oli peräkärry mukana, joten otimme kaiken mitä löytyi. Tämä tapahtui joskus 80-luvun alussa. Muistaakseni siellä oli kahden eri elektromekaanisen flipperin pelikentät, joista toisen aihe oli risti-nolla. Pelikentällä oli 3x3 tatteja ylhäällä ja keskellä valot pelitilanteesta. Toisesta en muista yhtään yksityiskohtaa. Lisäksi siellä oli ainakin toisen flipperin pistetaulu komponentteineen ja molempien keskusyksiköt releineen. Näitä kytkentöjä tutkittuani opin miten releellä ohjataan jotain ja vapautetaan vasta kun toimenpide on tapahtunut esim. solenoidi lyö pohjaan asti."

"Koska minulla ei ollut mitään mahdollisuutta korjata löytyneitä flippereitä enkä saanut lupaa käyttää yli 12V kytkentöjä, piti näistä rakentaa riisuttu versio. Huomasin jo heti alussa, että 12 volttia ei riitä flipperin mailoille, joten ne piti tehdä taas vipurakenteella. Valmiista rakenteesta otin käämin pois ja jäljelle jäävään tappiin isä hitsasi pitemmät tangot, jotka tulivat ulos pelin reunoista. Kaikki muut solenoidit ohjattiin akkulaturilla. Pistelasku niillä mekaanisilla rattailla toimi myös, mutta pisteitä sai vain 10,100 tai 1000 riippuen osumasta. Itseäni ihmetytti kovasti miten saadaan aikaan viisi pulssia, jotta peli olisi voinut jakaa muitakin pistemääriä. Siihen en keksinyt ratkaisua. Noin 17 vuotta myöhemmin asia on selvinnyt. Pistenäyttö piti nollata käsin aina pelin alussa ja pelaajia pystyi olemaan vain 1 kerrallaan. Laskevia tauluja eli droptargetteja ei ollut, josta olin hieman katkera. Solenoidien tehottomuus häiritsi, joten olisi pitänyt keksiä laittaa useampi akkulaturi sarjaan ja koittaa. Mitään ääniä pelissä ei ollut."

PC-ohjattu flipperi

"Kuusi vuotta myöhemmin yritin tehdä taas jotain omaa versiota. Siihen oli tarkoitus tehdä kaikki mahdollinen, mutta se yritys kariutui taidon puutteeseen. Silloin selvisi, että oikeat on tehty prosessorilla eikä minulla ollut niistä mitään tietoa. Suunnittelin muutaman säälittävän kytkennän, mutta onneksi niitä ei koskaan rakennettu. Lukion kirjoja ostaessani piti ostaa myös ammattikoululaisten mikrotietokone-oppikirja. Sen kirjan avulla homma selvisikin. Ensimmäiseen kytkentään oli vielä muutamien vuosien matka. Noin 8 vuotta myöhemmin, kun koulut oli käyty ja elämään tuli lisää vapaa-aikaa, niin flipperin rakentaminen tuli taas mieleen. Edellisestä yrityksestä viisastuneena päätin tehdä mahdollisimman yksinkertaisen, mutta laskevat taulut, eli droptargetit oli pakko saada."

"Yksinkertaisuutta sain käyttämällä PC:tä printteriportin kautta kontrolloimaan solenoideja, lamppuja ja pisteenlaskua. Suurin työ jäi sitten mekaanisten osien tekoon. Siihen aikaan asuin vielä kerrostalossa, joten mitään äänekästä konetta ei voinut käyttää apuna. Ainoa suurempi laite oli pienehkö pylväsporakone, jota yritin käyttää huomaavaisesti. Mitään valituksia naapureilta ei koskaan kuulunut. Ympäristön aiheuttamien rajoitusten vuoksi mekaniikasta ei tullut riittävän kestävää. Solenoidien jännite oli jotain 50 voltin tienoilla. Tehotransistoreja kärähteli aina välillä ja lisäksi on kärähtänyt toisen mailan käämi mustaksi ja PC:n printteriportti. Printteriportin käyttö oli tullut tutuksi nuorempana. Kerran tein rautatien pätkän, jota itse tehty veturi ajoi päästä päähän mahdollisimman nopeasti. Moottorina oli lerppuaseman askelmoottori, jota ohjattiin PC:llä."

"Eniten jäi harmittamaan tämän version toteutuksessa ahdas rakenne piirilevyjen ympärillä. Koneessa ei ollut CPU -korttia, joten sen tilalle piti tehdä printteriportin interface -kortti. Lisäksi tarvittiin solenoideille, näytöille, lampuille ja koskettimille kytkennät. Jälkeenpäin tein myös watchdogin, joka katkaisee solenoideilta sähköt, jos PC ei ole pollannut sitä tietyn ajan kuluessa. Nimittäin välillä ohjelmassa oli sellaisia rakenteita, että tehotransistorit saattoivat jäädä ohjaamaan hieman liian pitkäksi aikaa, jolloin kärähti käämi tai transistori. Vaikka ohjelma on tehty Pascalilla, saattoi sen toiminta olla välillä hieman mitä sattuu."

"Pelissä on yhtäläisyyksiä jonkun flipperin kanssa, jota pelasin joskus -80 ja -90 -lukujen vaihteessa Suomen eteläisimmällä tunturilla. Silloin oli vapaapelirajasta jäänyt yksi nolla pois, joten pelasimme sitä aika monta tuntia. Säännöt taasen saattavat muistuttaa ainakin Charlien Enkeliä."

"Vaimon sisko, Johanna Nuojua aikoi värittää koko laitoksen, mutta se homma unohtui sen jälkeen, kun pelikenttä ja pistetaulu oli maalattu. Taitaa tuo maalaushommakin olla niitä aikaa vieviä vaiheita. Kaikki on maalattu suoraan levyihin. Pistetaulun takana olevien lamppujen vuoksi maalin epätasaisen paksuuden huomaa helposti. Pelikentän osalta maalauksesta tuli näyttävä ja toimiva. Lakkasin pinnan muutamia kertoja eikä siihen ole vielä tullut kulumia. Pinnasta ei tullut edes kovin epätasainen. Lakkaushöyryt hapettivat hieman metalliosia, mutta se ei suuremmin häiritse."

"Kävin kerran veljen työpaikalla ja veli kysyi, että tarvitko pleksiä kun tuossa on yksi palanen menossa roskiin. No minä otin sen ja kotona koitin sitä flipperin päälle. Sivumitta oli tarkasti sama, mutta pituutta oli 10 cm liikaa. Siitä sain sitten lasin pelikentän päälle. Kolikkoradaksi tein jonkun mekaanisen virityksen, joka tuntui toimivan markan kolikolle. Varmaan se toimii monella muullakin valuutalla. PC kirjoittaa tilastot tiedostoon ja näyttää ne, jos pyydetään. Ohjelmaan tein myös jonkinlaisen self-testin. Vaikka kestävyys ja toimivuus on aiheuttanut ongelmia, niin silti koneella on pelattu ainakin 500 peliä. Aina kun meillä oli kutsut tai bileet, osa vieraista pelasi illan flipperiä."

"Koitin teettää muutamalla työkaverilla äänikorttia koulun harjoitustyönä. Piiriksi valitsimme Commodore 64 -kotitietokoneessa käytetyn SID-äänipiirin ja PIC-prosessorin. Laitteesta syntyi piirilevykin, mutta toimimaan se ei koskaan alkanut, joten ääniä ei vielä ole. Jonakin päivänä saattaa olla."

Z80-Ohjattu flipperi

"Jo ennen kuin ensimmäinen PC-ohjattu versio oli valmis ja toimiva, aloin jo haaveilemaan seuraavasta flipperistä, joka olisi varmempi ja täysin itsenäinen. Prosessoriksi otin Z80:n, koska useita vuosia aikaisemmin olin päättänyt, että joskus teen sillä jonkun prosessorikytkennän. Olin jo aiemmin tutustunut useisiin sitä koskeviin kytkentöihin, joten luulin tuntevani sen parhaiten. Aikaisemmin mainittu mikrotietokonetekniikka-kirja käsitteli pääsääntöisesti kyseistä piiriä."

"Tähän versioon tein ensin kaikki pelikentän mekaniikat valmiiksi ennen kuin aloitin kentän kasauksen ja johtojen vedot. Droptargetit tein pleksistä, joka näin jälkeenpäin tuntuu hieman liian heikolta materiaalilta tähän käyttöön, mutta sen näkee sitten, kun joku hajoaa. Pleksiä oli joka tapauksessa helppo työstää. Pelikentän keskelle laitoin valmiin tekstinäytön, johon pitää vain syöttää 8-bittisiä lukuja ja näyttölevy itse hoitaa koodaukset ja tekstin vierityksen. Pelistä piti saada kaksikerroksinen, koska ramppiin osuminen tuntuu hienolta ainakin Haunted Housessa. Siinäkin on näyttö pelikentän keskellä."

"Solenoidit olen aina tehnyt pyörittämällä paperia tangon ympärille ja laittamalla liimaa sopivasti väliin. Tangon päälle laitoin ensin muutaman kierroksen paperia ja teippiä, jotta systeemiin tuli hieman klappia. Syntyneestä putkesta katkaisin sopivia pätkiä ja liimasin pahvia päihin. Pahvin ulkopuolelle, putken ympärille, liimasin vielä paperia vahvikkeeksi pitämään seiniä paikallaan."

"Kytkennän tärkeimmät komponentit ovat piirit Z80, 8255, 8253, 2016, 27128, näytöt ja tehotransistorit. Lisäksi tarvitaan jotain yksittäisiä portteja sekä 7-seqmenttisten näytön ohjaimia. Varastoista löytyy kymmeniä piirilevyjä 70- ja 80-luvuilta, joista olin jo aiemmin irrotellut kaikkea tarpeellista ja tätä projektia varten irrotin hieman lisää. Näytöt ovat muuten irrotettu erään maitotehtaan vanhasta litralaskurista. Niitä löysin paikalliselta romukauppiaalta, jolle muistaakseni maksoin 20mk/5kpl. Samoista laitteista sain myös näyttöjen ajurit. Jossain vaiheessa piti vaihtaa 70 % IC-piireistä, kun solenoidien jännite pääsi 5V:n kanssa oikosulkuun. Sulku ei ollut pitkä, mutta kaikki tärkeimmät piirit kärähtivät. Ihme kun rakentamismotivaatio ei loppunut siihen."

"Jos joku on joskus koittanut miten kaksipuoleiselta piirilevyltä, jossa reiät on holkitettu, saadaan mikropiiri irti ehjänä, on varmaan huomannut sen olevan vaikeaa tai ainakin hidasta. Tinaimurilla tai -imunauhalla homma ei mielestäni onnistu kovin helposti. Irrotellessa huomasin, että jos leikkaa peltisaksilla piirilevyä sopivasti ja taivuttaa sitä piirin jalkojen suuntaisesti se katkeaa. Katkos tulee jalkojen keskelle, koska levy on siinä heikompi kuin muualla. Tämän jälkeen voi juottimella pukata holkit ja jalat irti levystä. Kun toinen reuna on irti, voi toiselle puolelle tehdä saman. Kun piiri on irti, tarvitsee vain vähän oikaista jalkoja. Komponentti ei ehdi edes lämmetä toimenpiteen aikana."

"Koska olin tekemässä prosessoripohjaista laitetta, piti sitä varten tehdä ensin EPROM-emulaattori. Sen avulla pystyn kehittämään tarvittavaa ohjelmistoa ilman, että ohjelmoin muistipiirin jokaisen ohjelmamuutoksen välissä. Teoriassa kaiken pitäisi mennä ongelmitta, mutta emulaattorin toiminnassa tuntui olevan jotain vialla. Jokaisen ohjelman päivityksen jälkeen piti flipperikortin resettiä painella kymmeniä kertoja ennen kuin ohjelma käynnistyi. Tähän oletin syyn olevan jossain prosessori-emulaattori-PC -akselin kytkennöissä. Niitä tarkistelin useita kertoja. Epäilin jopa Z80:n kellotaajuuden (2.6MHz) olevan liian suuri minun kytkennöilleni, joten vaihdoin sen 1MHz:iin. Parin kuukauden pähkäilyn jälkeen epähuomiossa katselin esimerkkiohjelmia. Jossain sellaisessa huomasin, että pinon osoite oli jäänyt omasta ohjelmasta pois. Koska aliohjelmien alussa edellinen osoite sekä akun ja rekistereiden arvot laitetaan pinoon talteen, sai prosessori aina mitä sattui, ellei pino-osoite ollut vapaalla RAM-alueella. Resettiä painellessa pinon osoite kelautui hiljalleen sopivalle kohdalle muistiavaruutta, jos prosessori oli aliohjelmassa resetin tullessa."

"Näihin aikoihin hankin ensimmäisen oikean flipperin, Bram Stokerin Draculan, kun satuin saamaan niin halvalla. Pelissä ei ole ollut vielä minun aikanani mitään kunnon vikoja, että olisi pitänyt oikeasti miettiä miten korjata. Ostaessa siinä toimi vain pelikentän alaosan valot. Yläosa oli pimeänä. Myyjä oli ratkaissut ongelman asentamalla seinälampun pelin yläpuolelle. Self testin ilmoittamia vikoja en sanoisi vioiksi, jos ne voidaan korjata pelikentän alapuolelta (johtoja irronnut). Niitä oli muutamia."

"Koteloinnin omaan Z80-ohjattuun flipperiin tein kopioimalla hieman Williamsin ratkaisuja. Mitään pintoja ei ole vielä maalattu, mutta sen tekee varmaan sama henkilö kuin teki edellisenkin version maalaukset. Jos en kehtaa pyytää niin sitten maalaan itse tekemällä sopivia muotteja kalvosta ja tuputtamalla läpi. Siinä tapauksessa pelistä ei varmaan tule kovin näyttävää. Suurin ongelma maalauksessa on kuminauha-alueiden muovit. Niihin ei voi maalata niin ettei maalikerrosten paksuus näkyisi valoa vasten läpi. Mielessä on käynyt, että printtaa kuvion kalvolle ja liimaa sen kiinni muovin pintaan. Jos sille tielle lähtee, niin miksei koko pelikenttää voisi tehdä samalla periaatteella."

"Pelin Softa on tehty assemblyllä. Tähän mennessä se sisältää kaikki ajurit ja koskettimien tilojen luvut. Pelikentän keskellä olevan näytön ohjaus on hieman kesken. Tähän mennessä ohjelmaa on käytetty apuna testatessa, että pelikentällä kaikki toimii niin kuin pitää. Varmistusvaihe kestäisi vielä muutamia viikkoja, koska kytkennöissä on vielä pientä säätämistä kuten valojen kirkkaus. Valojen ohjauksessa ei ole tällä hetkellä oikosulkusuojaa, jonka olen ajatellut sinne lisätä. Näiden vaiheiden jälkeen pitäisi kotelointi tehdä loppuun ja koodata peliin jonkinlainen idea. Pelikenttä mahdollistaa monipallopelin kolmella pallolla. Pallon vapautus alhaalta vaatii varmaan vielä mekaanista hiomista, jotta jonossa voi olla kaikki pallot ja vain yksi vapautuu silloin kun on pakko. Taitaa siinä kaikki mekaniikka vaatia vielä tarkistusta. Äänikorttikin on vielä tekemättä, vaikka liitin olisi jo valmiina."

"Piirilevyt olen tehnyt kaksipuoleiseksi. Teollisuudessa niihin laitetaan holkit kaikkiin läpivienteihin. Itse en ole holkkeja käyttänyt, joten olen joutunut suunnittelemaan piirilevyt niin, ettei piirien alle jää juotettavia kohtia. Tämä ei kuitenkaan käytännössä onnistu. Ratkaisuna on käyttää piikkirimoja piirien kantoina, koska siten pääsee juottamaan helposti molemmin puolin."

Lopuksi

"Jos jotain neuvoja pitää antaa, niin ei kannata rakentaa klo 21:00 jälkeen. Näiden harrastusten aikana on useita kertoja pohtinut, että miksi elämästä puuttuu undo-nappula. Tosin tulee sitä mietittyä muinakin kellonaikoina, mutta suurimmat tuhot ovat tapahtuneet juuri tuolloin."

"En rakenna siksi, että pitää tehdä parempi kuin saatavilla oleva, enkä rahan vuoksi. Rakentelu on eräänlaista itselleen todistelua. Ennen kuin joku laite toimii niin olettaa olevansa kykenemätön tekemään mitään toimivaa. Sitten kun se toimii niin olettaa olevansa kykenemätön tekemään sitä niin, että se toimisi varmemmin tai näyttäisi esittelykelpoisemmalta. Vuosien saatossa on tullut kärsivällisyyttä lisää. Jos mielessä on joku idea, niin en enää nykyään välttämättä heti lähde tekemään mitään konkreettista. Suunnittelen kytkennät ennemmin itse kuin kopioin valmiita. Tokihan minä valmiitakin kopioin, mutta se on sellaista pienien kokonaisuuksien yhdistelyä. Esimerkiksi analogiaelektroniikka on jäänyt hieman heikolle pohjalle, joten lähes kaikki siihen liittyvä pitää kopioida."

"Jokin aika sitten ostin toisen oikean flipperin, Operation Thunderin. Siinä on ollut hieman enemmän korjausta kaipaavia ominaisuuksia kuin mitä Draculassa oli. Mm. bumberit olivat liian heikot. Varmaan se sama asentaja, joka kummittelee muidenkin henkilöiden flipperipäiväkirjoissa, oli laittanut levylle vääriä ohjaintransistoreja. Flippereiden ajurilevyllä on usein käyttämättömiä lähtöjä. Niin oli tässäkin, joten otin oikeat transistorit käyttämättömistä linjoista. Tätä kannattanee tehdä muidenkin flippereiden kohdalla, jos tarvitsee vain muutaman uuden osan."

Linkkejä:

Ohessa joitakin aiheeseen liittyviä linkkejä. Kaikki allaolevat linkit aukeavat uuteen ikkunaan.

Omatekoisia flippereitä:

• Swann Pinball - Ruotsalaisten rakennusprojekti.
• Gothic - The Making of Monster - Omatekoinen flipperi, jossa PC ohjaa peliä.
• PC to Pinball - Flipperinrakennusprojekti, jossa tietokoneohjelma ohjaa oikean pelin pelikenttää.
• Chief Bank-A-Flip Galactic Poker Dice - Duncan Brownin itse tehty flipperi.
• Project Solar Ride 2004 - Terry Cummingin projekti, jossa vanhaa flipperiä ohjaa moderni tekniikka.
• Futurama Project - Omatekoinen Futurama-flipperi.
• The Next Generation - Videopeli flipperikabinetissa.
• Coconut Island - Itse tehty flipperi.
• Homemade pinball hits the street Itse tehty flipperi.
• Homemade Pinball - Jos meillä pikkupoikana tehtiin jassoja, niin jenkkipojat väsäilivät flibuja.

Yhteystiedot

Mikäli haluat tiedustella Jarnolta enemmän hänen projekteistaan, häneen saa yhteyden flipperit.net -sivuston keskustelufoorumilla. Esimerkiksi lähettämällä yksityisviestin. Hänen nimimerkki foorumilla on JaVa.