Archiv der Kategorie: Retrocomputer

Amiga und Genlock

Dieses Gerät oder besser gesagt, diese Geräteklasse werden sicherlich viele Commodore Amiga Anwender kennen, die den Amiga seinerzeit auch bei der Videonachbearbeitung benutzt haben.

Das Amiga Genlock VES one

Das Amiga Videosignal hatte ja genau die Zeilenfrequenz der damaligen Fernsehstandards (15,625kHz). Also konnte als Monitor am Amiga ja auch ein Fernseher angeschlossen werden. Vorausgesetzt es war ein Fernsehgerät mit einem R-G-B Scart Videoeingang. Als Bastler hat man sich aus den R-G-B und Sync-Ausgängen des 23poligen Amiga Monitor einen CVBS (Color-Video-Blanking-Sync) Converter zusammengelötet, der alle Signale zu einem Signal zusammenfasst. Und das war im Heimvideobereich das klassische Videosignal, das man aus jeder Camera oder jedem Recorder  heraus bekam. Also wurde der Amiga dann einfach an den Videorecorder angeschlossen und schon war eine tolle Deluxe Paint Grafik das Titelbild des letzten Urlaubsfilmes…

Effekte und Fader des VESone

Was aber, wenn man damit noch nicht zufrieden war und beispielsweise in das Videobild Titel (Bauchbinden) und Grafiken eingeblendet haben wollte? – Das ging nicht so einfach. Dafür gab es das „Genlock“ (Generator Lockingdevice). Hierbei machte man sich die Eigenschaft des Amiga AGNUS-(später ALICE) Chipssatzes zu nutzen, der als Adressgenerator und Timingchip im Amiga arbeitete. Dieser Custom Chip konnte extern synchronisiert werden. Und genau das machte sich das Genlock zu nutzen. Denn um zwei Videosignale zeilengenau mischen zu können, ist es notwendig dass sie auch taktgenau anliegen (das bedeutet, sie müssen in Frequenz und Phase des Bildwechsels synchron anliegen).

Korrekturmöglichkeiten der Signalquellen

Das Genlockinterface oder (der Genlock) gewann aus dem angelegten Videosignal einer Videocamera oder eines Videorecorders den Referenztakt und synchronisierte den Amiga nach diesem Takt. So waren jetzt beide Signale – sowohl das Monitorsignal des Amiga und das Videosignal der Videokamera oder -recorder taktgleich.  Jetzt können die beiden Signale gemischt werden. Es existierten einige Geräte auf dem Markt von ganz einfachen Genlocks, die lediglich den „Alpha Farblayer“ des Amiga heranzogen und gegen das Videosignal der externen Quelle ersetzten. Damit konnten schon wunderbar Titel und Grafiken im Videofilm realisiert werden. Wollte man diese noch Ein- und Ausblenden bzw. noch die Sättigung, Helligkeit und Kontrast der beiden Quellen anpassen, dann konnte man komplexere Geräte erwerben. Hier ist ein semiprofessionelles Genlock der Firma Videocomp, das VESone (Video Effect System) dargestellt.

Anschlüsse des VESone

Es gab aber auch noch professionelle Geräte, die in Fernsehstudios eingesetzt wurden um zum Beispiel die Senderlogos in das laufende Programm einzublenden. Diese Profigeräte hatten mehrere Signalstandards als Ein- und Ausgänge zur Verfügung. CVBS, YC (S-VHS), RGB. Vor allem die getrennte RGB-Verarbeitung der Signale ermöglichte viel bessere Bildqualitäten.

Innenleben des VES one

Als Herzstück arbeiteten im VESone die folgenden IC´s:

Ein SAA1043 Universal Sync Generator generiert alle Syncsignale, ein TDA8390 Pal Decoder und RGB Matrix Chip ermöglicht das Mischen und Einfügen eines externen RGB Signals. Als RGB-Video Amplifier kommt ein LM1203 Chip zum Einsatz.

Als Software zur Erstellung von Grafiken, Animationen und Titeln aller Art, kamen Programme wie: Amiga Videotitler, Adorage, Deluxe Paint, Broadcast Titler, Scala Multimedia (ScalaMM), Texture Studio, ART Effect, Imagine etc.  zum Einsatz.

 

 

Alter Computer wieder schön – oder wie man Kunststoff entgilbt

vergilbter C64

Als Sammler der 80iger Jahre Computer sind sicher schon viele mit dem Problem der „gelben“ oder „vergilbten“ Kunststoffgehäuse konfrontiert worden. Die Gehäuse sehen aus, als wären sie Jahre lang in einem Raucherzimmer gestanden und haben durch das Räuchern die Farbe angenommen. Das mag vielleicht für einige auch zutreffen, doch im Allgemeinen ist es das Material bzw. die Materialmischung und der UV Anteil des Sonnenlichtes, der das Vergilben verursacht. Die Gehäuse bestehen aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere) einem thermoplastisch formbaren Kunststoff, der in seinem Urzustand farblos bis grau ist. Durch Zusatz von Farbstoffen werden die Granulate, die vorwiegend im Spritzgussverfahren verarbeitet werden, in allen erdenklichen Farben hergestellt. Um die Materialeigenschaften auch dahingehend zu optimieren, dass sie flammhemmend und schlecht brennbar sind, wird Brom zugesetzt. (quelle: Internet). Und genau das Brom verursacht mit UV Licht die Gelb-bräunliche Färbung des Materials.

Tasten eines Amiga 1200

Will man nun so ein altes Gerät restaurieren und wieder in seinem originalen Glanz erstrahlen lassen, so reicht es leider nicht, die Gehäuseteile mit Seifenlauge oder ähnlichen Mittelchen zu waschen. Hier löst sich zwar jeglicher Schmutz und Verunreinigungen, aber der „Gilb“ bleibt. Ich habe an einem kleinen Teststückchen wirklich einiges versucht, die Vergilbung zu entfernen. Mit Isopropanol, Terpentin, Waschbenzin, Kunststoffreiniger, Scheuermilch, Platinenreiniger, etc. – alles vergeblich. Ein mechanischer Abtrag der Oberfläche durch Anschleifen funktioniert zwar, aber dann kann man das Gehäuse gleich entsorgen. Im Netz findet man eine geeignete Lösung. Es gibt hier ein Produkt namens „Retr0bright“, das im Wesentlichen aus Wasserstoffperoxid und einem Verdickungsmittel besteht. Mit diesem Mittel bestrichen und dem direkten Sonnenlicht für mehrere Stunden ausgesetzt, wirkt es Wunder. Das Peroxid bleicht mit der UV-Strahlung die Verfärbung des Kunststoffes, sodass er wieder seine ursprüngliche Farbe annimmt. Also habe ich beschlossen, diese Methode zu testen und mir in einer Apotheke 12% iges Wasserstoffperoxid gekauft.

Peroxid und Verdickungsmittel

Als Verdickungsmittel wollte ich Xanthan verwenden, doch das war in unserem „Dorf“ nicht zu bekommen. Hier wurde mir, ebenfalls in einer Apotheke ein Nahrungsverdickungsmittel auf Maisstärke-Basis verkauft. Auch das erfüllt seinen Zweck.  Was ich jedoch dabei gelernt habe – solche Dinge nicht mehr in einer Apotheke zu kaufen. Denn die Preise dort sind extrem. Allein für das Peroxid musste ich 28 Euronen hinblättern. Der „Dickmacher“ kostete mich nochmal 16 Euro… Das bekommt man online viel, viel günstiger. Aber jammern hilft nicht – also machte ich mich an die Mischung. Eine halbe Tasse Peroxid und drei Teelöfel „ThickenUP“ geben eine gut verarbeitbare Konsistenz. Mit einem Pinsel habe ich die Gehäuseteile möglichst gleichmäßig bestrichen und mit Frischhaltefolie abgedeckt. (Dies wird in einigen Internetforen beschrieben, um die Austrocknung der Bleiche zu verhindern) Dabei ist es notwendig, die Frischhaltefolie so glatt und faltenfrei wie möglich auf die Oberfläche aufzulegen. Jede Falte ist dann im Bleichergebnis zu sehen. Danach kommen dann alle Teile in die Sonne. Ich habe sie einen Tag lang in der Sonne liegen lassen, am nächsten Tag nochmal bestrichen und wieder der UV-Strahlung ausgesetzt.

1541II er Floppygehäuse beim „Bleichen“

Nach der Belichtungs- und Reinigungsprozedur wurde wieder zusammengebaut… Die Ergebnisse sind teilweise hervorragend, aber auch mittelmäßig. Besonders wichtig ist es, einen homogenen Auftrag der Bleiche und eine konstante gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen. Die Lösung mit der Frischhaltefolie funktioniert zwar, ist aber noch nicht das Gelbe vom Ei. Hier die Ergebnisse:

Commodore C64

 

Amiga 1200

8-Bit Generation: Der Sinclair ZX-Spectrum

 

Der ZX-Spectrum von SInclair

Am 23.April 1982 ist der Sinclair ZX Spectrum von der Firma Sinclair Research auf den Markt gebracht worden. [Quelle: Wikipedia] Er wurde damals zu einem Preis von umgerechnet 140 Euro bzw. 194 Euro verkauft. Die zwei Preise beziehen sich auf die 16kByte Version bzw. auf die 48kByte Version.  16kByte und 48kByte sind die Größen des RAM-Speichers mit der die Rechner ausgestattet wurden. Der ZX-Spectrum ist der Nachfolger der Sinclair ZX81 und der Vorgänger des ZX-Spectrum Plus und Sinclair QL.

Der kleine Rechner (die Abmessungen betragen  gerade einmal 23.5cm *14.5cm*3cm) wird von einer Z80A CPU angetrieben, die mit 3.5MHz Taktfrequenz arbeitet. Die ULA (Uncommitted Logic Array) ist der größte Chip auf dem ZX-Mainboard. Sie ist verantwortlich für die Grafik, die Audio IO´s (für das Laden und Speichern der Programme auf Kassette) und für die Keyboardeingaben. Dann befinden sich, je nach Ausführung noch die DRAM-Chips (Upper und Lower RAM) auf dem Board und noch ein ROM – IC, der den BASIC Interpreter beherbergt. So schafft es der kleine Rechner bunte Grafiken auf den Bildschirm zu zeichnen und das mit einer Auflösung von 256 x192 Pixeln bei 15 Farben. Die Bildausgabe wird über einen eingebauten RF-Modulator an den Antenneneingang eines Fernsehers gesendet. Mit Bildausgabe meine ich aber wirklich nur das „Bild“, denn für den Ton wird nicht der Audiokanal der TV-Gerätes benutzt. Dafür gibt es am Mainboard einen kleinen Lautsprecher, der die Geräusche des Rechners ausgibt. Die wiederum werden nicht wie etwa beim C64 in einem eigenen Chip (SID-Chip) erzeugt und das noch in mehreren Stimmen – nein dafür wird der MIC/TAPE Pin der ULA verwendet, der den Lautsprecher einfach über einen Transistor an 5V schaltet. Damit können dann einfache „Beep-Geräusche“ erzeugt werden. Aus heutiger Sicht betrachtet, ist das natürlich gar nichts Besonderes, aber für all jene, die damit in Ihrer Kindheit konfrontiert waren, sind bestimmt auch einige Erinnerungen damit verbunden. So eben auch für mich. Ich hatte damals zumindest die Möglichkeit, zusammen mit meinem Bruder ein solches Gerät von einem Freund ausleihen zu dürfen. Darauf wurde dann natürlich – wie kann es anders sein – gespielt. Titel wie „Manic-Miner“,  „Ant-Attack“ oder Flight-Simulator, gehörten zu den am häufigsten geladenen Kassetten. Ja – Kassetten. Zu der Zeit war es üblich, die Programme auf einer Audiokassette zu kaufen. An den ZX-Spectrum wurde ein einfacher Kassettenrecorder über die Kopfhörerbuchse angeschlossen und über die Gummitasten des ZX der Befehl LOAD „“ eingegeben. Dann musste man am Kassettenrecorder nur mehr Play drücken und es konnte losgehen. Voraussetzung war natürlich, dass die Bandgeschwindigkeit und der eingestellte Lautstärkepegel passte. Nur dann war das Laden des Programmes erfolgreich und das Spiel startete. Die Ladezeiten betrugen je nach Programm von zwei bis oft über zehn Minuten.

Datenrecorder zum Laden und Speichern von Programmcode

In meiner 8Bit – Retrorechner Sammlung fehlte bis jetzt die komplette Serie der Sinclair Rechner, doch endlich konnte ich ein Schnäppchen machen und ein ganzes Set mit ZX-Spectrum, Joystickmodul, einem Datenrecorder und vielen originalen Spielekassetten erwerben. Die Aufbereitung und Restauration des ZX möchte ich hier kurz beschreiben. Wenn man einen Rechner mit unbekannter Vorgeschichte, der sicherlich die letzten 30 Jahre in irgendeinem Keller herumgelegen hat, in die Hände bekommt, so sollte man keinesfalls versuchen, ihn direkt in Betrieb zu nehmen. Falls er es nicht ohnehin schon ist, könnte das dann sein Tod sein. Denn wie immer gibt es darin einige Teile, die altern und ihre Parameter ändern können. Es könnte auch jemand vorher darin herumgebastelt haben um etwas zu reparieren oder umzurüsten.  In diesem Fall war das Gehäuse zwar staubig und schmutzig, aber es gab keine fehlenden Schrauben, Dellen oder von außen ersichtliche Nachrüstungen, wie Taster oder Stecker. Also konnte ich die Gehäuseschrauben lösen.

Die Tastaturfolie war schnell aus den Klemmbuchsen gezogen und der Deckel mit den Gummitasten entfernt. Jetzt offenbarte sich das Innenleben des Spectrum – und was soll ich sagen – 1A. Alles im Originalzustand. An dem Gerät wurden noch keine Reparaturen oder Basteleien durchgeführt. So begann ich zuerst mit der Reinigung der Gehäuseteile. Die Tastatur ist einfach zu zerlegen. Bei dieser Revision des Spektrums (ISSUE 4A) ist das Blech, das die Gummimatte im Gehäuse hält, mit vier „Messing Biegenasen“ befestigt. Diese lassen sich leicht zurückbiegen und das Blech entfernen. 

Frontblech und Gummitastenmatte enfernt
freigelegte Tastaturfolie

Die Gehäuseteile waren jetzt ganz einfach zu reinigen. Ich habe sie mit Seife unter lauwarmem Wasser gespült. Auch die Rückstände zwischen den Tasten der Gummimatte ließen sich so leicht entfernen. Während die Teile jetzt zum Trocknen beiseitegelegt wurden, widmete ich mich dem Mainboard.

Mainboard des ZX-Spectrum 48K Issue 4A

Hier waren alle Lötstellen sauber, keine Spuren von Fremdeingriffen und alle Teile noch im Originalzustand. Also konnte ich direkt mit den ersten Prüfungen beginnen. Mit einem Ohmmeter wurde zunächst auf Kurzschlüsse im Bereich der Spannungsversorgungen geprüft. Wenn man sich die Schaltpläne des Spektrums ansieht, so kann man schnell erkennen, dass der Rechner mit einer Eingangsspannung von DC9V versorgt wird. Wobei hier die Belegung der Netzteilbuchse zu beachten ist. Hier ist der Plus-Pol nicht der innere Stift, sondern der äußere Ring des Steckers. Dies ist besonders wichtig, wenn das originale Netzteil nicht mehr vorhanden ist und man einen Ersatz nimmt. Der weitere Aufbau des Versorgungskonzeptes ist wie folgt: Aus den 9VDC wird über einen Linearregler 7805 die +5V Versorgung gemacht. Über eine DC/DC- Converter Schaltung bestehend im Wesentlichen aus den Komponenten TR4 und TR5 und einem kleinen Transformator (Zylinderspule mit zwei Wicklungen), werden eine 12VDC und weiters eine -5VDC Spannungsversorgung generiert.  Diesem Bereich gilt eine besondere Aufmerksamkeit, denn hier kann eine falsche oder fehlende Spannungsversorgung weitere Bauteile (insbesondere die DRAM-ICs) beschädigen. Dazu sind mit einem Dioden Tester die Transistoren auf ihr Durchlass- und Sperrverhalten der PN-Übergänge zu prüfen. Den kleinen Übertrager testet man am einfachsten mit dem Ohmmeter auf niederohmiges Verhalten der jeweiligen Wicklung und auf ein hochohmiges Verhalten zwischen Primär- und Sekundärwicklung. Ist hier alles in Ordnung testet man noch den Ausgang jeder der drei Spannungsquellen gegenüber dem Masse 0V Potential. Hier sind folgende Richtwerte zu messen:

  • Eingang des Linearreglers (9V) gegen GND -> ca. 100k-150k
  • Ausgang des Linearregler (+5V) gegen GND oder an Pin9 des RAM ICs -> ca. 300 – 500 Ohm
  • Pin1 des RAM ICs (-5V) gegen GND -> ca. 300 Ohm (im 400Ohm Messbereich)
  • Pin8 des RAM ICs (12V) gegen GND -> ca. 2.6k bis 2.8kOhm
Elektrolytkondensatoren erneuern

Im nächsten Schritt werden die über 30 Jahre alten axialen Elektrolytkondensatoren getauscht. Dies ist eine reine Vorsichtsmaßnahme, denn wie allseits bekannt, ändern diese Teile gerne ihre Werte mit der zunehmenden Alterung oder laufen aus. Und was ausgelaufene Elektrolyten so alles anrichten können, habe ich ja schon in älteren Beiträgen gezeigt. Um dem ZX also wieder ein längeres Überleben zu ermöglichen, werden alle Elkos getauscht.

die alten Elkos
Mainboard mit neuen radialen Elkos

Sind diese Arbeiten erledigt, dann beginnt jetzt der spannende Teil. Die Spannungsversorgung wird eingeschaltet. Am besten man versorgt den ZX über ein Labornetzteil mit einstellbarer Strombegrenzung. Er darf nach dem Einschalten nicht mehr als 750mA bei 9VDC nehmen. Passt auch das, können die Spannungen (am besten an einem der Lower RAM-ICs gemessen werden). Hierbei sollte an PIN1 -5V, an PIN9 +5V und an PIN8 12V gemessen werden.

Umbau des RF-Modulators auf Videoausgang

Um den ZX-Spectrum auch an ein Sichtgerät anschließen zu können, gibt es den RF-Modulator, der das intern generierte Composit-Videosignal auf einen UHF – Kanalträger moduliert, um damit einen klassischen analogen TV zu bedienen. Da Fernsehempfänger mit analogem Tuner mittlerweile kaum mehr vorhanden sind, aber viele TV zumindest einen SCART oder Videoeingang besitzen, wird der RF-Modulator des ZX-deaktiviert. Die ehemalige Antennenbuchse wird zu einem Videoausgang umfunktioniert. Zuerst werden die beiden Drähte, die aus dem Modulator herauskommen vom Mainboard abgelötet. (Dies sind +5V und CVBS).  Dann wird innen im Modulator der Pin des Widerstandes vom Innenleiter der Antennenbuchse abgelötet und weggebogen. Somit ist der Modulator von der Schaltung komplett getrennt. Jetzt muss nur mehr der CVBS Ausgang vom Mainboard über einen Kondensator an den inneren Stift der Buchse gelötet werden. Der Kondensator sollte dabei um die 100uF haben. Er dient als DC-Entkopplung des Signals.

Wenn das alles erledigt ist, dann kann jetzt angeschlossen und eingeschaltet werden. In meinem Fall war es ein voller Erfolg. Der Sinclair meldete sich sofort mit seinem grau hinterlegten Einschaltbild „(c) 1982 Sinclair Research Ltd

Als nächstes versuchte ich ein altes Originalspiel (Backgammon) über den Kassettenrecorder (Datarecorder) in den ZX zu laden. Das klappte vorerst nicht. Manchmal wurde ein Teil geladen, dann wieder nicht und es kam zu „Tape Error“ Meldungen. Also wurde der Kassettenrecorder auch noch schnell überholt. Ein neuer Riemen sorgte für einen besseren Gleichlauf des Bandes und eine Kopfreinigung für schönere Pegel des Ausgangssignals. Doch auch jetzt klappte das Laden noch nicht. (das erinnerte mich doch stark an die damalige Zeit, wo oft sehr lange versucht wurde ein Spiel zu laden) Also sah ich mir mit dem Oszi das Ausgangssignal an und vor allem die Periodendauer des Initalsignals (der erste Pfeifton am Band 🙂 )

Einstellung der Bandgeschwindigkeit

Hier war es, das Problem. Die Frequenz des Initalsignals lag bei ca. 890-910Hz. Das bedeutet das Band läuft viel zu schnell. Das Problem ist schnell behoben. Fast jedes Kassettenlaufwerk hat ein kleines Poti mit dem man die Bandgeschwindigkeit des Servoantriebes einstellen kann. Auch so in diesem Fall. Die Frequenz sollte so um die 800Hz liegen. Das Ergebnis war dann folgendes:

 

Hier ist das Programm aus mp3 Datei: Backgammon

 

Taschenrechner aus dem Jahr 1975: PICO PA-80N

Aus dem Jahr 1975 stammt dieser japanische Taschenrechner. Er wurde von 1975 bis 1976 von der Eduscho – Tchibo Kaffeekette verkauft. Das Gerät trägt die Bezeichnung „PICO“ PA-80N. Genau dieses Modell  war auch einst im Besitz meines Vaters und ich war als Kind schon fasziniert von den leuchtenden Siebensegmentanzeigen. Und das war wieder das Problem. Soweit ich mich erinnern kann, war ich etwa im Volksschulalter, als ich das Gerät das erste mal in seine Einzelteile zerlegte. Das war ansich noch nicht das Problem, jedoch es blieb nicht dabei. Im Laufe der Zeit zerlegte ich den Rechner einige male. Irgenwann brachen dann Drähte ab und es funktionierte nichts mehr. Wieder zusammengebaut verwschwand der Pico dann in einem Kasten und wurde Jahre später von meinem Vater entsorgt. Warum ich den kleinen Rechner immer wieder auseinandernahm und zusammenbaute, kann ich heute nicht mehr sagen. Scheinbar war es das Erfolgserlebnis eines Achtjährigen, nach dem Zusammenbau wieder ein funktionierendes Gerät zu haben – eben bis zuletzt. 🙂 Auf einer Online – Flohmarktplatform habe ich genau so einen Rechner gefunden und das noch dazu in einem TOP-Zustand und noch dazu fast geschenkt. Also musste ich ihn haben…

Pico mit dem Kunstleder Etui
Zu den Daten:
Das Display hat acht 7 Segment Ziffern (Digits), die auf LED-Technologie aufgebaut sind. Um die MikroLED´s auch ablesen zu können sind sie in einem konvex geformten Kunsstoff eingebettet. Damit wird ein Lupeneffekt erreicht, der die Ziffern ablesbar macht.
Siebensegment – Anzeige mit 8 Digits

LED´s unter der konvexen Kunststoffvergußmasse
Das Gehäuse besteht aus Aluminium und Kunststoff und hat die Abmessungen inetwa einer Zigarettenschachtel. 8.2 x 5.7 x 2.4 cm. Um den Rechner schonend aufbewahren zu können, gab es ein Kunstleder Etui dazu.
Mainboard des PICO

Angetrieben wird der Rechner von zwei Tripple A (AAA) Batterien, also mit 3V. Optional gab es dazu auch ein extenes Netzteil das lt. damaliger Preisliste um knapp 18DM erworben werden konnte. (leider keine Preisinformationen für Österreich)

Netzteilbuchse an der Oberseite
Technisch betrachtet besteht der kleine Rechner aus einer Display-Platine, einem „Mainboard“ und einer Tastaturplatine. Diese Platinen sind untereinander mit einer mehrpoligen Stegleitung verbunden. Diese sollte nicht all zu oft gebogen werden, da dann schnell einzelne Drähte abbrechen…
Aufgeklappte Platinen
Die Displayplatine wird von einem Toshiba T1337 Displaydriver IC angesteuert und der Rechner selbst, ist ein GI C593 (General Instruments) Prozessor, der die Grundrechenarten und Prozentrechnung beherrscht.  Der Prozessor arbeitetmit einer Versorgungsspannung con 15-17VDC und ist imstande Floureszentdisplays direkt zu treiben. Um in dem kleinen Pico Rechner aus den 3V der AAA Batterien auch die 17VDC zu erzeugen abeitet ein kleiner DC/DC Converter am Mainboard.
Prozessor
Displaytreiber
DC/DC Converterschaltung für die 17V der CPU
Datenblatt des C593 (Quelle: 1977 Datacatalog GI Microelectronics)
Neben dem Kunstleder Etui gab es auch noch eine Karte mit einer Bedienungsanleitung und einen Flyer. Der war mit Garantiehinweisen und einem Werbespruch bedruckt:
„Der Pico wird für Sie zum unentbehrlichen Rechenhelfer werden. In der Schule, im Haushalt, im Beruf – überall wo es was zu rechnen gibt, ist der Pico schnell zur Hand. Einfach Tasten drücken, und schon haben Sie die kompliziertesten Aufgaben ausgerechnet. So wird Rechnen zum Vergnügen!“(Quelle:Internet)

Retrocomputer in neuer Technik: MIST FPGA

 

Commodore C16 am MIST FPGA

In den Sommermonaten und vor allem mit meinem kleinen Sohn, ist die Zeit, hinter dem Rechner zu sitzen und über die „Projekt’chen“ zu schreiben, doch sehr dünn gesät. Schon etwas länger beschäftige ich mit den Retrocomputern, wie den Commodore C16, C64, Amiga etc. Mittlerweile ist auch schon eine kleine Sammlung an originaler Hardware zusammengetragen. Um die alten Customchips in den „Brotkisten“ zu schonen, ist es interessant auf alternative Hardware auszuweichen. Für jeden modernen Rechner und auch die kleinen Computer der Raspberry-Foundation ist es kein Problem, einen C64 oder Amiga zu emulierten. Dafür gibt es viel Software (Vice, Yape, Mame, ePSXe, Stella, etc.), die auch ausgezeichnet funktioniert. Bei den Emulatoren wird die Funktionalität der alten Maschinen per Software nachgebildet. Programme und Spiele, die früher per Datasette oder Floppydisk geladen wurden, werden beim Emulator einfach als „Imagedatei“ geladen und gestartet. Das klappt zum größten Teil. Es gibt aber auch Spiele, die so trickreich programmiert worden sind, dass sie das Maximum aus der Hardware herausholen und dafür beispielsweise Bereiche im Speicher für Gamecode verwenden, der für ganz andere Dinge vorgehen war… In solchen Fällen kann es dann vorkommen, dass der Emulator hier versagt.

Noch viel exklusiver und weniger umständlich in Betrieb zu nehmen, um schnell mal einen alten „Rambo“ zu spielen, ist ein Retrocomputer in einem FPGA. Den Elektronikern unter den Lesern ist FPGA sicher ein Begriff. FPGA bedeutet Field-Programmable-Gate-Array. Das Wiederum bedeutet, man hat hier einen Chip, dessen Logikgatter per Softwarebeschreibung erstellt werden. Mann stelle sich zum Beispiel einen TTL Baustein  7408 vor. Er beinhaltet vier unabhängige UND-Gatter mit je zwei Eingängen und einem Ausgang. Solche einfachen und viel komplexere Bausteine bilden von der Funktionalität her, die Basis jeden Computers. Solche „Bausteine“ lassen sich auch in einem FPGA erstellen. Man „beschreibt“ quasi mit einer Hochsprache die Funktion, synthetisiert diese und erstellt einen Programmingcode, der im FPGA dann die Gates zu den gewünschten Gattern zusammenschaltet.

HDL nennt man diese „Hochsprache“ (HardwareDescriptionLanguage). Ein solch ein FPGA enthält nun wirklich sehr, sehr viele GateArrays, die alle zu einer gewünschten Funktion geschaltet werden können. Man baut sich quasi seinen eigenen Chip. Der grosse Vorteil ist natürlich, dass alle Schaltvorgänge in Echtzeit und je nach Beschattung parallel ausgeführt werden. FPGAs von den Herstellern Altera oder XILINX sind mittlerweile in der Lage im Higspeedbereich zu operieren mit zig Megagates, IO-Buffers für SingleEnded und LVDS Signalen  geliefert zu werden.

Mit solchen FPGA´s ist es natürlich auch gar kein Problem einen alten 8 oder 16Bit Computer aus den 80igern nachzubilden. Und zwar in Hardware – das bedeutet die Funktion aller Chips die auf einem C64 Board montiert waren (CPU, RAM, PLA, ROM, SID, VIC, CIA ) wird per VHDL beschrieben und  die Gates des FPGA dann so zusammenschaltet, dass er dann sozusagen ein C64 Chip ist, der alles kann was ein echter C64 kann.    

Altera Cyclon III FPGA
Microcontroller Atmel

Ein solches Projekt wurde im Rahmen des MIST (aMIga atariST) realisiert. Die MIST Community hat hier ein Board entwickelt, dessen Kern ein ALTERA Cyclon III ist.  Ein SD-Kartenslot dient als Datenquelle. Über die SD-Karte wird zum einen das FPGA bin-file (also der Core, der den FPGA zum Computer macht) und zum anderen die Daten für den entsprechenden nachgebildeten Computer, wie Spieleimages. Das Management und übernimmt ein kleiner Atmel-Microcontroller. Die Community hat mittlerweile eine ganze Reihe von Rechnerkernen (Cores) gebastelt, die Rechner wie Atari XL, ZX81, ZX Spectrum, C64, Atari VCS, Atari 5200, Apple II, Sega Master System, NES, Odyssey2 und viele mehr nachbilden.

MIST Board Vorderseite

Das Mist-Board bringt eine Reihe von Schnittstellen mit. Eine MicroUSB-Buchse dient als Eingang für die Energieversorgung. Der MIST kann mit einem normalen USB-Handy Steckernetzteil versorgt werden.

MIST Board Hinterseite

Zwei 9 polige SUB-D Male-Buchsen ermöglichen das Anschliessen der originalen Retro-Joysticks, wie Quickshot etc.  Vier USB-Hostbuchsen, nehmen Datenträger wie USB-Sticks und auch HIDs wie Maus, Keyboard oder auch Game Controller auf. Eine Klinkenbuchse gibt den Ton der Rechner aus und das Bild kommt über eine VGA-Buchse. Hier liegt auch ein kleiner Haken. Denn das Videosignal kommt mit der Frequenz aus der Buchse, mit der auch der originale Rechner gelaufen ist. Wenn ein C64 PAL also mit 50Hz Bildwechselfrequenz arbeitet gibt die Buchse das V-Sync auch mit 50Hz aus. Bei NTSC wären es dann 60 Hz usw. Und das ist schon das Problem. Die meisten neuen LCD Monitore können mit einem 50Hz Signal nicht umgehen. Hier kommt meist eine Meldung wie: „Signal out of range“ Ich habe nur einen alten HP1955 und einen noch älteren IBM Bildschirm zum Laufen gebracht.

MIST – MIDI Buchsen

Wer sich mit Retro Computern und Musik, vor allem mit MIDI beschäftigt, der kann auch mit dem MIST und den Atari ST Sequencern arbeiten. Das Board hat auch zwei Midi DIN Buchsen.

Wenn man seine SD-Karte nun vorbereitet, also einen Core von GitHub geladen, als core.rbf umbenannt hat, dann gehts auch schon los. Ich habe als Beispiel einen Commodore C16 Core gewählt und als Spiel das Jump an Run Spiel „Big Mac“ als .prg Datei auf die SD-Karte gelegt. Wenn´s auch viele nicht kennen, mein Bruder dürfte sich daran erinnern, falls er sich in den Blog hierher verirrt 🙂 

Commodore C16 BASIC Einschaltbildschirm

Nach dem Startbildschirm des C16, kann mit einem angeschlossenen Keyboard mit F12 per Imageinjection das File in den C16-Speicher kopiert werden. Das geht so schnell, dass man nicht merkt, ob zwischen der Enter Taste und dem Ready am Commodore Basic Bildschirm, etwas passiert ist. Mit RUN startet man das Spiel und es kann losgehen 😀

C16/Plus4 Game: BigMac

 

 

 

Amiga und Gotek Floppy Emulator

Als interessanten Ersatz für die alten internen und externen Diskettenlaufwerke (Floppydrives) gibt es mittlerweile Emulatoren, mit denen es möglich ist, auf USB-Medien gespeicherte Disk-Images als 3,5 Zoll Diskette zu emulieren. Dabei können viele Images auf einem USB-Stick gespeichert und per Tasten am Emulator ausgewählt werden. Der Emulator wird rechnerseitig über das 34polige FDD Interface angeschlossen. Auf dem Emulator läuft ein ARM Core Microcontroller von ST. Diese Drive-Emulatoren, in diesem Fall der Gotek Floppy Emulator, sind für IBM-PCs geeignet und können direkt anstelle des originalen Laufwerks angeschlossen werden. In meinem Fall soll der Emulator aber ein Diskettenlaufwerk eines Amiga ersetzen. Dazu ist es notwendig, die Firmware des Gotek neu zu flashen. Wie das gemacht wird, ist in vielen Anleitungen online beschrieben. (z. Bsp. ist es auf Mingos Commodore Page sehr ausführlich erklärt). Ich habe habe mir also einen USB-UART-TTL Adapter (mit PL2303MDL-Chip) bestellt, die Software von ST (in verschiedenen Versionen) heruntergeladen und versucht die Firmware zu flashen.

PL2303 USB-UART

Die Verbindungen zwischen USB-UART Controller und dem Gotek Emulator sind schnell hergestellt. Die Funktion und korrekte Installation des UART Controller habe ich mithilfe von hterm (einem Terminalprogramm) im Loopback getestet (einfach TX zu RX verbinden). Aber das Flashloader Programm von ST bringt immer die Fehlermeldung: „Unrecognized device… Please, reset your device then try again“

Fehlermeldung

Schön brav, wie auch in Mingos Anleitung beschrieben, habe ich den Reset auf dem Emulator durchgeführt und erneut versucht, die Verbindung herzustellen. Aber keine Änderung. Egal in welcher Reihenfolge ich den Reset und den Verbindungsaufbau versuche, es kommt keine Datenaustausch zustande. Leider habe ich kein Oszi zuhause um die Pegel und Timings des RS232 Signals  zu überprüfen – aber es kann ja fast nur daran liegen. Glücklicherweise befindet sich in meinem Fundus aber noch ein FTDI232 USB Kabel (von den Arduino Experimenten). Also warum nicht mit dem versuchen?

FTDI232 Kabel an Gotek

Gedacht – gemacht. Die Pinbelegung des FTDI Kabels ist im Netz dokumentiert. Und siehe da, die Verbinung zwischen PC und Gotek wird sofort aufgebaut. Jetzt kann die Protection des IC aufgehoben und die Firmware für die Amigaemulation geflasht werden.

FTDI232 RX,TX,+5V und GND mit Gotek verbunden

 

 

Spielekonsole: Sega Game Gear reparieren

 

Der Game Gear von Sega ist eine Handheld-Konsole, die in Europa 1991 verkauft wurde. Er ist quasi die tragbare Version des Sega Master System. In seinem Inneren arbeitet eine Z80 CPU mit 3,58MHz. Der 8.1cm große LCD Farbbildschirm hat eine Auflösung von 160×144 Pixeln bei 32 gleichzeitig darstellbaren Farben. Die gesamte Farbpalette beträgt 4096 Farben. Im Gegensatz zum Gameboy Color hat der Game Gear einen größeren Bildschirm und vor allem gibt es hier eine Hintergrundbeleuchtung. Kein Vorteil ohne Nachteil: Die Beleuchtung wird mit Hilfe einer kleinen Leuchtstofflampe inklusive der Hochspannungsquelle erzeugt (Led´s waren damals noch nicht hell genug). Diese ist ein Stromfresser und saugt die 6 Stück AA-Batterien  in knapp 3 bis 4 Stunden aus. 

Game Gear im Größenvergleich mit einer Sony PSP

Als Zubehör gab es für den Game Gear eine Vielzahl an Geräten. Das bekannteste Add On war wohl der Fernsehtuner, der die kleine Konsole in einen vollwertigen Pocket-Fernseher verwandelte. Radio-Tuner, Uhr,  Master System Converter, Bildschirmlupe und sogar eine Uhr gehörten ebenso zum erhältlichen Zubehör.

Ein Überblick der über die technischen Daten:

  • CPU:  Z80 Zilog
  • CPUclock: 3,58MHz
  • RAM: 8kByte, Video RAM 16kByte
  • Bildschirm: 8,1cm LCD mit Backlight und 160×144 Pixel
  • Stromversorgung: 6xAA Batterien, 9V Stecknetzteil, Akkupack
  • Größe: 200x110x34mm bei ca 400g

Ein großes Problem nach 25Jahren, egal ob im Betrieb oder nur gelagert, ist das Altern der Bauteile. Ganz besonders betroffen sind hier die Elektolytkondensatoren in SMD Bauweise. Diese trocknen aus, oder werden undicht, sodaß der flüssige Elektrolyt aus dem Kondensator austritt und seine Kapazität verliert. Die ausgetretene Flüssigkeit lässt ausserdem auch die Leiterbahnen und Bauteilanschlüsse  korrodieren. Bei dem hier beschriebenen Modell ist genau das der Fall. Der Defekt äußert sich in einem kaum mehr erkennbaren Bild (kein Kontrast) und fehlender Audioausgabe. 

Wenn man den Bildschirm in einem ganz flachen Winkel betrachtet, dann ist das „SEGA“ Logo gerade noch zu erkennen. Blick man direkt von oben auf das Display so sieht man gar nichts. Also wird hier eine Überarbeitung der Boards hinsichtlich der Elkos notwendig. Das Gerät wird von sechs Schrauben mit Kreuzschlitz und einer Spezialschraube zusammengehalten.

Die Spezialschraube lässt sich zum Beispiel sehr leicht mit einer starken Pinzette lösen. Im Netz findet man auch noch viele andere kuriose Lösungen, um ohne Originalwerkzeug an das Innenleben heranzukommen.

Die Konsole ist geöffnet. Die Verbindungsleitungen vom Powerboard und vom Audioboard sind mit Steckern versehen und können abgesteckt werden. 

Ein erster näherer Blick (hier das Audioboard) bestätigt den Verdacht. Zwischen den beiden Kondensatoren sind schon verkrustete Bauteile zu erkennen. 

Der wahre Schaden offenbart sich, wenn die Kondensatoren entfernt sind. Verkrustungen und Korrosionen. Also zunächst alle  Kondensatoren entfernen und dann kann mit der Reinigung begonnen werden.

Mit Alkohol, einer Bürste oder auch Fluxremover, lässt sich der Schrund entfernen. Korrodierte Lötpads habe ich mit einem Glaspinsel bearbeitet. Ist dann alles sauber, so kann mit dem Neubestücken  begonnen werden.

Ich habe hier SMD-Tantalkondensatoren verwendet. Es gibt mittlerweile auch Keramikkondensatoren in sehr kleiner SMD Bauweise mit hohen Kapazitäten (47uF, 22uF, usw. ) und Spannungsfestigkeiten mit bis zu 10 – 16V. Das Audioboard ist jetzt neu bestückt und ein schneller Test zeigte auch vollen Erfolg. Weiter geht´s mit dem Mainboard. Auch hier tausche ich alle Elektrolytkondensatoren.

Das sind ein paar der alten „Leichen“. Auch wenn man optisch nichts erkennt und auch noch nicht gemessen hat, dann kann man schon beim Löten einen defekten Kondensator erkennen. Sobald das Pad, oder der Anschlussdraht des Elkos erhitzt wird, beginnt es nach Fisch zu stinken 🙂 . Wenn der Elko „fischelt“ dann ist er undicht …

Jetzt sind alle Kondensatoren ersetzt und die Platine gereinigt. Der Funktionstest kann nun  erfolgen.

Sofort nach dem Einschalten ist zu erkennen, dass wieder ein helles, konstrastreiches Bild erscheint. Die Audioausgabe ist wieder laut und klar. So kann der Game Gear jetzt wieder für die nächsten Jahre ins Archiv …

 

 

Retrocomputer: Floppyadapter für Amiga die Zweite

Im Blogeintrag „Eine alte Freundin braucht Pflege – Amiga Floppyumbau“ habe ich gezeigt, wie man ein defektes Amiga – Diskettenlaufwerk gegen ein umgebautes PC-Laufwerk tauschen kann. Hierzu war nicht nur eine kleine Modifikation im Laufwerk selbst notwendig, sondern es musste auch ein Steckeradapter vom 34poligen Floppyanschluss zum 26poligen Controller (eines externen Amigafloppy-Gehäuses) gebaut werden. Diesen habe ich quick und dirty auf einer Lochrasterplatine aufgebaut – nicht schön, aber funktionell. Aber ein Layout war flott gezeichnet und mittlerweile hatte ich die Gelegenheit, die kleine Platine im Rahmen eines anderen Projektes zu fertigen.

Die Platine ist klein und handlich, ohne viel Drahtwerk 🙂

Ausser Buchsenleisten sind hier keine weiteren Bauteile notwendig.

So ist sie schnell bestückt und kann gleich ihren Dienst antreten.

Hier der Vergleich: Die „redneck“ Variante links und rechts im Bild die Kompakte Version.

Passt wunderbar auf das Laufwerk und funktioniert.

 

 

 

 

Eine alte Freundin braucht Pflege – Amiga Floppyumbau

Der Amiga, der Nachfolger der legendären C64er Computer von Commodore, der Ende der 80iger in Form des A500 und später des A1200 bzw. A4000 mein Begleiter wurde, ist jetzt, auch trotz sorgfältiger Pflege und Archivierung nicht vor den Alterserscheinungen verschont geblieben. Die ersten SMD bestückten Mainboards haben mit ausgelaufenen Elektrolytkondensatoren zu kämpfen. Die Gummiriemen der Antriebseinheiten der Diskettenlaufwerke haben ihre Elastizität verloren und natürlich sind auch Vergilbungserscheinungen der Kunststoffgehäuse aufgetreten. All das muß behandelt und repariert werden. In diesem Beitrag werde ich die externen Diskettenlaufwerke, die es für diese Gerätetypen gab, ein wenig unter die Lupe nehmen.

Es handelt sich hier um ein originales Roctec RF-332C Diskettenlaufwerk (Floppydrive 🙂 ), das ein Problem mit dem Antriebsriemen hat. Hier ist kein Capstan Motor verbaut, der die Disk direkt dreht, sondern ein DC-Motor, der über einen Riemenantrieb seine Kraft an die Magnetscheibe weitergibt. Und dieser Riemen ist nach 30 Jahren leider kaputt, nicht mehr elastisch und kann auch keine Kraft mehr übertragen. Den Riemen zu tauschen ist natürlich kein Problem, man bekommt bei diversen Onlineplattformen natürlich neue Riemen. Aber die Preise sind unverschämt! 6 bis 8 Euro plus Versand für ein „Gummiringerl“ ist Wucher. Mit diesem Problem bin ich aber nicht alleine. So ist im Netz viel darüber zu finden. Beispielsweise lassen sich alte PC-3,5″ Laufwerke auf den Amigastandard umbauen. Also habe ich ein altes PC-Drive (danke Mario) von Mitsumi der Type D359T6 hergenommen und Dank der Anleitung der Webseite http://honi.hucki.net/ umgebaut.

 

 

Die folgende Anleitung für den Umbau stammt von honi.hucki.net:

Bild von honi.hucki.net

Das D359T6 ist anscheinend eine kostengünstige Version des D359T5. So ist die Drive Select-Einstellung eingespart worden. Das Laufwerk ist standardmäßig auf DS1 voreingestellt. Drive Select kann aber dennoch geändert werden.

– Einstellung Drive Select durch Kreuzen von PIN 10 mit PIN 12 am FDD-Kabel
– Alternative: Leiterbahnen bei PIN 10 und PIN 12 durchtrennen und kreuzen mittels Lötbrücken auf der Platine
– Lötbrücke bei DCH entfernen (/DC an PIN34)
– Lötbrücke bei RDY verbinden (/RY an PIN34)
– Verbinden des DCH-Lötpad mit PIN2 (/ DC an PIN2) (Amiga)

 

Also habe ich den einfachen Umbau entsprechend der Anleitung durchgeführt. Jetzt besteht noch das Problem der unterschiedlichen Pinouts des originalen Roctec Laufwerks mit 26Pins und den PC-Diskettenlaufwerken mit 34 Pin – Interface und eigener Spannungsversorgungsbuchse. Auch am Controller des externen Gehäuses ist ein 26Pin Flachbandkabel verbaut. Dieses ist auch nicht gesteckt, sondern mit einem Einschneidverbinder direkt am Board angelötet. Also musste zuerst eine vernünftige Steckverbindung geschaffen werden.

Im Bild ist der umgebaute Steckverbinder zu sehen. Um bei Bedarf auch das originale Laufwerk wieder verwenden zu können, habe ich auf das 26polige Flachbandkabel anstelle der Lötverbindung einen Einschneid-Buchsenleiste gepresst. Jetzt ist noch die Adaption von der 26poligen auf die 34polige Verbindung notwendig. Auf hier findet man im Netz die Pinouts der unterschiedlichen Laufwerke. Also schnell ein Schematic gezeichnet (es soll ja vielleicht später einmal ein schönes Adapterplatinchen werden…), und dann mit Lochraster einen Testaufbau zusammengelötet.

Nach diesem Schaltplan habe ich nun begonnen, den Adapter auf einer Lochrasterplatine aufzubauen.

Eine 34polige Buchsenleiste steckt im Laufwerk. Darauf habe ich die Platine gelötet.

Danach habe ich ein Stück 26poliges Flachbandkabel auf einer Seite mit einer ebenfalls 26poligen Buchsenleiste bestückt (Die Seite zum Controller). Das andere Ende wird entsprechend des Schaltplanes auf den richtigen Pins auf der Laufwerkseite angelötet. Die Verbindungsleitung für die 5V Spannungsversorgung des Laufwerks stammt von einem alten PC-Netzteil.

So sieht der fertige Adapter aus. Die gelbe +12V Leitung des Versorgungssteckers muß noch mit Pin23 des SUB-D23 Floppysteckers an der Controllerplatine verbunden werden.

Ein Layout für diesen Adapter könnte in etwa so aussehen…

 

Retro Controller ganz neu

NES – Nintendo Entertainment System ist sicher auch noch vielen ein Begriff. Es war die 8-Bit Spielekonsole der Firma Nintendo, die Mitte der 80iger Jahre auch in Europa verkauft wurde und die Jugend der Zeit geprägt hatte. Mittlerweile ist sie doch ein Museumsstück, das bereits den Titel „Retro“ verdient. Vielleicht auch aus diesem Grund, beginnt sie in der Retrogamergemeinde wieder aufzuleben. So soll beispielsweise noch dieses Jahr ein Remake der NES in miniaturisierter Form mit moderner Technik und vorinstallierten Spielen auf den Markt kommen.

dsc_2760Auch über Emulatoren für alle möglichen Plattformen kann man die alten NES Spieletitel wieder zum Leben erwecken. Um diese Spiele auch „artgerecht“ bedienen zu können, (natürlich geht es auch mit der PC Tastatur oder über den Touch-Screen am Handy) hat das Unternehmen 8Bitdo Tech den NES30 GamePad Controller auf den Markt gebracht. Es handelt sich dabei um einen Wireless Bluetooth Controller der exakt dem originalen NES Controller nachempfunden wurde. Er ist mit einem Integrierten Akku ausgestattet, der über eine MicroUSB Kabelverbindung geladen werden kann. Der Controller ist so konstruiert, dass er sowohl als PC-Gamecontroller, als Joystick, als Bluetooth-Keyboard und als USB Joystick konfiguriert werden kann. Das lässt sich über fünf unterschiedliche Modes realisieren. Diese Modes können durch Tastenkombinationen während des Einschaltens ausgewählt werden. Die Tabelle unten zeigt die unterschiedlichen Modi:

Mode1 Mode2 Mode3 Mode4 Mode5
Joystick BT-Keyboard iCade Emu-Touch USB-Joystick
Power ON START START+B START+A START+X Kabelverbindung
Blaue LED blinken 1x 2x 3x 4x
OS WIN Android WIN/Apple Android Android Apple Android Apple WIN

dsc_2759Im Bild ist die USB-Ladebuchse zu sehen, rechts davon sind zwei Status-LEDs .

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auf der Rückseite der Platine ist der Akku untergebracht

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die Platine des Controllers; der die Firmware des Mikrocontrollers kann aktualisiert werden

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Kontaktmatten stellen die Tasten dar. Unter den beiden Schultertasten liegen echte Mikrotaster …

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Hier wird der Emulator „NES Emu“ auf einem Android-Handy mit dem NES30 bedient 😉