E da questo punto in poi cominciano i problemi...  

La ricerca del guasto

Quando Walter mi contattò per avere qualche consiglio su dove andare a cercare il guasto, il comportamento della macchina unito alla grande quantità di logica TTL presente mi ispirò un suggerimento: "controlla le alimentazioni, potrebbero esserci dei disturbi in giro". Non so se seguì il mio consiglio, ma per prima cosa ho collegato l'oscilloscopio sulla linea dei 5V di alimentazione della logica ed ho scoperto che sovrapposti alla continua si trovavano impulsi della durata di frazioni di microsecondo seguiti da oscillazioni smorzate, con ampiezza che nei picchi massimi raggiungeva anche i 2-3V. L'ideale per far impazzire qualsiasi logica TTL, che con le sue soglie poteva tranquillamente interpretare queste spurie come segnali logici validi.
Dato che la frequenza di ripetizione di questi disturbi era esattamente quella del PWM di alimentazione dei motori dei reel, è stato ovvio andare a verificare le forme d'onda sui vari transistor pilota. Ecco la sorpresa:

Vedete quell'impulso sulla forma d'onda superiore, in corrispondenza del fronte di discesa dell'altra ? Indica che in quell'istante entrambi i transistor del ponte che pilota uno dei motori sono in conduzione, e causano il passaggio di un fortissimo impulso di corrente che "rimbalza" tramite le masse sull'alimentatore e su tutte le tensioni da esso generate, in particolare sul +5V. In condizioni di funzionamento normale, i due transistor che alimentano il motore non devono essere MAI in conduzione contemporaneamente, ed in effetti le forme d'onda rilevate sul canale che alimenta l'altro motore non presentano quel picco.

La presenza del difetto su un solo canale farebbe pensare ad un componente guasto, forse un transistor o un condensatore in una delle reti RC di temporizzazione, ma non è così: tutti i componenti misurati uno ad uno sembrano in perfetto ordine, eppure il circuito non funziona.

Esaminando con attenzione lo schema elettrico però si scopre una cosa interessante: i due transistor in TO220 che fungono da driver di corrente per lo stadio di potenza vero e proprio (montato sul telaio che ha funzione di dissipatore di calore) non sono originali: qualcuno li ha sostituiti con altri, diversi, che presentano tempi di commutazione più lunghi di quelli montati inizialmente.
Sostituendo i transistor in questione con altri più adeguati, il picco scompare e i disturbi presenti sulla linea di alimentazione si riducono drasticamente. Sembrerebbe quindi di avere trovato il guasto, ma in realtà le cose non stanno proprio così.

Non è mica finita...

In effetti, una parte dei problemi è risolta: adesso la macchina prende i comandi in modo più sicuro, non commuta da sola da play a record ed al termine dell'avvolgimento veloce la frenata risulta regolare e non strappa più il nastro. Tuttavia proprio al termine della frenata, nel momento in cui il nastro si ferma e viene sollevato dalle testine, i motori perdono per un attimo il controllo, il nastro si allenta, i braccetti si spostano verso la posizione di riposo quel tanto che basta e la macchina va in blocco come se fosse finito il nastro. Quando questo non accade, i motori tentano di tensionare il nastro e gli applicano comunque un leggero strappo.

Nastro allentato (bobina destra) dopo l'arresto da avvolgimento veloce.

La ricerca prosegue, ma nel corso delle prove accade una cosa stranissima: all'improvviso il difetto scompare, e contestualmente il tape lifter smette di funzionare: il nastro non viene più sollevato dalle testine nel corso della marcia veloce. E' facile verificare che non si tratta di un problema meccanico: il solenoide che comanda il meccanismo non viene più alimentato dal transistor di potenza che lo comanda.

Altra sorpresa: anche il transistor in questione, ormai bruciato, non è originale. Rimesso al suo posto il componente giusto, il tape lifter funziona di nuovo ma ricompare il difetto. Anzi peggio: spesso al termine dell'avvolgimento veloce il tape lifter non viene completamente rilasciato, ed il transistor sostituito scalda in modo esagerato con rischio di una nuova bruciatura.

Vedete il diodo cerchiato nell'immagine ? Si tratta del diodo di soppressione delle extratensioni di apertura del solenoide che comanda il tape lifter: aveva un terminale staccato, probabilmente per colpa di una saldatura fredda. Ricollegato il diodo, la macchina si mette finalmente a funzionare come si deve.

Cosa era successo ? Semplice: non essendoci il diodo, nel momento in cui il tape lifter veniva rilasciato (stop) si generava un'altissima extratensione che andava a scaricarsi sulla giunzione B-C del transistor driver ed attraverso essa sull'elettronica di controllo. Il transistor non originale dopo pochi "colpi" ha ceduto, mentre quello nuovo, molto più robusto, subiva una specie di effetto-valanga che lo metteva in conduzione (ecco perchè il lifter non veniva rilasciato...) ma non in saturazione. Il rientro dell'impulso (oltre 50V) nella logica, poi, era la causa dell'attimo di "panico" del servo reel che reagiva sganciando il nastro.

Conclusione

Riassemblaggio: è già stato montato il meter bridge

E' difficle concludere senza scrivere banalità, ma non credo sia possibile fare altrimenti.

Se il progettista ha scelto componenti con determinate caratteristiche (i transistor del driver) un motivo probabilmente c'è, e non è possibile sostituirli con altri diversi senza criterio. Non dico che non sia possibile sostituirli in assoluto, tanto che anche quelli che ho montato non sono identici agli originali, ma è quanto meno necessario capire quali parametri del componente sono essenziali per il buon funzionamento del progetto (non solo quelli più immediati), e verificare che il componente scelto li rispetti. In caso contrario, è molto probabile che l'oggetto riparato non funzioni correttamente.
In questo caso particolare i parametri più critici sono i tempi di commutazione, e non solo per i transistor: anche la sostituzione degli integrati della logica di controllo sulla scheda PWM va fatta con attenzione. Quelli montati sono tutti TTL standard, serie 74xx non LS o altro. Poichè le temporizzazioni sono determinate da reti RC connesse agli ingressi di queste porte, la sostituzione con componenti di serie diversa (ad esempio LS o HC) varia i valori delle soglie di tensione e delle correnti assorbite, modifica le costanti di tempo e scombina completamente il funzionamento della scheda. Prova fatta per sostituire un SN7420, è stato obbligatorio trovarne uno non LS altrimenti non c'era modo di far funzionare il tutto (in realtà un modo ci sarebbe stato: modificare anche i valori di due gruppi RC...)

Non esistono componenti inutili: il diodo di soppressione delle extratensioni poteva sembrare poco importante, ma era invece essenziale per evitare che il transistor pilota si guastasse e per impedire che i disturbi passassero all'interno della logica. Mai togliere niente perchè "non serve", a meno che non si sappia esattamente perchè quel componente è stato montato e cosa succede se lo si toglie.

Infine: le linee di alimentazione sono un veicolo che consente agli effetti di un guasto in una sezione del circuito di propagarsi nelle altre. Se una macchina complessa sembra completamente impazzita, è bene verificare se per caso l'alimentazione risulta "sporca", e se questo è vero va trovata l'origine dei disturbi che vi transitano. In questo caso per scoprire quale delle varie schede generava i disturbi è stato sufficiente collegare in serie all'alimentazione di ognuna una piccola induttanza toroidale e verificare con l'oscilloscopio la presenza del disturbo prima e dopo di essa. La scheda che genera il rumore mostra i disturbi di maggiore ampiezza a valle dell'induttanza mentre quelle che lo ricevono lo hanno più ampio a monte, così è stato semplice stabilire che il problema si trovava nella scheda servo reel.

Test finale collegato ad un impiantino di servizio: impossibile trasportarlo per due piani di scale.

La conclusione del lavoro è stata spiacevole: ho dovuto chiamare il proprietario dell'ATR e comunicargli che la macchina era a posto e poteva tornare nel suo studio. Cosa c'è di "spiacevole" ? Semplice: il fatto che questa meraviglia se ne deve andare. Chissà come sarebbe stato bene, comodo e coccolato nel mio "parco macchine" accanto agli Studer...