Konfigurierbare Steckernetzteile

Dieser kurze Beitrag soll nur als Hilfe dienen, um gegebenenfalls schnell nachsehen zu können. Im Laufe der Zeit sammeln sich bei vermutlich jedem von uns unzählige Steckernetzteile und Adapter an. Einige sind Festspannungsnetzteile, andere wiederum sind im Bereich der Ausgangsspannungen einstellbar. Einstellen lassen sich die Ausgangsspannungen dieser Netzteile mit Schiebe- oder Drehschaltern oder auch mit kleinen Steckern (Jumpern) in denen Widerstände verbaut sind.

Auf den Jumpern ist auch immer die Spannung aufgedruckt, die damit eingestellt wird. Es gibt jedoch einen kleinen Haken an der Sache. Wenn man mehrere unterschiedliche Netzteile (unterschiedlich im Bereich der Leistung und auch im Ausgangsspannungsbereich) hat, dann hat man schnell ein Sammelsurium unterschiedlicher Widerstandsjumper. Das Problem ist jetzt, dass die Jumper alle gleich aussehen und auch mit gleichen Spannungswerten bedruckt sind. Sortiert man die nicht ordentlich zu den jeweiligen Netzteilen, dann ist das Malheur schnell passiert. Ein Beispiel: Ein Netzteil der Type SPS24-24W hat einen Jumper mit Aufdruck 9V. Der Jumper hat einen Widerstand von ca. 9kOhm. Ein anderes Netzteil der Type SPS12-23W hat ebenfalls einen Jumper mit Aufdruck 9V – allerdings einen Widerstand von nur 1.5kOhm. Und so ist es schnell passiert, dass man (oder ich) den Jumper vom falschen Netzteil einsteckt. In meinem Beispiel habe ich den 9V Jumper mit 1.5kOhm in das SPS24-24W Netzteil gesteckt. Bevor ich noch mit den Messstrippen an der Kabelbuchse war, gab es einen dumpfen Knall, eine allzu bekannte Rauchschwade und den dazugehörigen Geruch eines geplatzten Kondensators (Elkos).

Was war passiert? Der Wert des falschen Jumperwiderstand war kleiner als der kleinste Wert des korrekten Jumpers (24V = 2.42kOhm). Also war die Ausgangsspannung deutlich höher als 24V und somit auch deutlich höher als die Spannungsfestigkeit des Sieb Elkos am Ausgang (der hatte bei 220µF eine Spannungsfestigkeit von 25V).

Um das zukünftig zu vermeiden, habe ich die Widerstandswerte passend zu den Netzteilmodellen der Reihe SPS herausgemessen.


Modell SPS12-12W-A
(von dem Modell habe ich leider kein Expemplar zur Verfügung – falls jemand eines zur Hand hat, würde ich mich freuen die Widerstandwerte hier in die Liste aufnehmen zu können)

Spannungen:
3V ………….  0.00k
4.5V………..  0.00k
5V…………… 0.00k
6V…………..  0.00k
7.5V……….  0.00k
9V …………  0.00k
12V………..  0.00k

Modell SPS12-24W-B
Spannungen:
3V …………. 373.0k
4.5V………..  6.01k
5V…………… 4.51k
6V…………..  3.08k
7.5V……….  2.04k
9V …………  1.54k
12V………..  1.02k

Modell SPS24-24W-A
Spannungen:
9V ………….  9.09k
12V…………  5.75k
13.5V……..  4.97k
15V…………  4.29k
18V…………  3.39k
20V ………..  2.98k
24V………..   2.42k

Modell SPS24-48W-B
Spannungen:
9V ………….  17.38k
12V…………  8.27k
13.5V……..  6.78k
15V…………  5.48k
18V…………  4.20k
20V ………..  3.60k
24V………..   2.78k

Restauration / Umbau eines Arcadeautomaten

Zuerst einmal die Frage – was bedeutet eigentlich „Arcade“?  In Wikipedia findet man dazu folgendes:

Arcade-Spiel ist eine Bezeichnung für Videospiele, die seit den 1970er Jahren in öffentlichen Spielhäusern in den USA, so genannten Penny Arcades, bzw. in Europa in Spielhallen kostenpflichtig angeboten werden. In den frühen 1980er Jahren wurden Arcade-Automaten in Deutschland außer in Spielhallen auch in vielen Imbissbuden, Kiosken und Supermarktvorräumen aufgestellt, bis dies gesetzlich verboten wurde. An Arcade-Automaten kann der Nutzer gegen Geldeinwurf spielen. Der Spielpreis betrug in Deutschland in der Regel eine D-Mark, während er im Ausland meist geringer war. Erfolgreiche Spiele wurden später häufig für den PC sowie für verschiedene Videospielkonsolen umgesetzt. (wikipedia)

Aber das erklärt mir noch nicht warum dafür das Wort „Arcade“ verwendet wird. Als Begriffserklärung für „Arcade“ oder „Arkade“ ist zu finden:  die Arkade – der Säulengang oder „eine Arkade ist eine Abfolge von Bögen, von denen jeder gegen den nächsten stößt und der von Säulen oder Pfeilern oder einem überdachten Gang getragen wird.“ Darin würde sich für mich eher der Sinn der Wortwahl ergeben, da die Spielautomaten in den Hallen dicht an dicht aufgestellt wurden und so das Bild eines Ganges ergeben – und so nannte man dann die Spielautomaten einfach Arcade-Automaten… so meine Idee. Wenn jemand die Herkunft genauer oder richtig erklären kann – bitte darum.

Nun aber zu meinem kleinen Projekt. Mein Kollege hat einen alten Scheunenfund – einen Arcade Spielautomaten – mit der Jamma – Spielplatine „COMBAT SCHOOL“  bei Räumungsarbeiten gefunden und vorbeigebracht. JAMMA (Japan Amusement Machinery Manufacturers Association) bezeichnet auch eine 56-polige Schnittstelle, die das Automatenkabinett mit der Spielplatine verbindet. Bevor mit mit der technischen Inspektion begonnen werden konnte, musste einmal reichlich Schmutz entfernt werden. Nach einigem Staubsaugen und Wischen im Inneren des Kabinetts kam die Elektronik wieder zum Vorschein.  Augenscheinlich sah auch alles sehr vollständig aus. Die Bildröhre war auch nicht gebrochen und es fehlten keine Kabel und es war auch nichts abgeschnitten worden. Also wurde die Kiste mutig ans Netz gesteckt und der Hauptschalter betätigt. Ich erwartete alles, vom Knall und Rauch, bis hin zum Zischen der überspringenden Anodenhochspannung der Bildröhre. Doch es verhielt sich ziemlich normal. Der Entmagnetisierungsvorgang der Röhre war kurz zu hören und wenige Augenblicke später war am Monitor ein komplett farbfleckiges, verzerrtes Bild zu sehen. Mit etwas Fantasie konnte man den Schriftzug „Combat School“ erkennen. Und das Erfreuliche daran – trotz dass der Automat einige Minuten eingeschaltet ist, blieb der Zustand stabil. Es gab keine Rauchzeichen, noch irgendwelche Gerüche oder andere Veränderungen. Ausgenommen der modrige Geruch, alter in Kellern gelagerter Geräte. Also alles in allem, ein Projekt mit Erfolgsaussicht. Die folgende Aufzählung zeigt die Schritte, in denen ich die Reparatur bzw. Restaurierung durchführen möchte bzw.  auch durchgeführt habe:

(1) … Gerät reinigen und auf Vollständigkeit prüfen
(2) … kurzer Funktionstest
(3) … Monitor reparieren
(4) … kurzer Funktionstest um die Spielplatine zu testen
(5) … parallel zur Spielplatine einen auf Raspberry PI basierenden Emulator einbauen. Der Emulator soll über ein kleine Jamma Platine wahlweise an das Kabinett angeschlossen werden können.
(5.1) … Jamma Steckerplatine Ätzen
(5.2) … RGB Videoplatine für Raspberry PI zeichnen und ätzen (auf Basis eines R2R Widerstandsnetzwerkes zur D-A-Wandlung)
(5.3) … Raspberry Pi auf Trägerplatte montieren, mit Audioverstärker und Joystickinterface ausstatten und ein geeignetes Emulator-Image installieren
(6.0) … Funktionstest mit dem Raspberry PI Emulator

Zur originalen Spieleplatine vorab: Diese funktioniert nur teilweise. Es wurden einige Sprites nicht korrekt dargestellt. Die Fehlersuche und Reparatur des „Gatterfriedhofs“ habe ich bisher noch nicht durchgeführt. Der Schwerpunkt der Restauration lag vorerst auf der Raspberry Emulator Plattform, die anstelle der Originalplatine das Kabinett versorgen soll.

Monitor Platine mit 50Hz Videomonitor mit RGB Eingang

Im ersten Schritt wurde der Monitor, bzw. die Monitorplatine repariert. Hier waren in erster Linie im Bereich der Kissenentzerrung ein paar kleine Fehler durch defekte Kondensatoren und eine thermisch ausgelötete (kalte Lötstelle) Induktivität das Problem der fehlerhaften Bildgeometrie. Nach einer gründlichen Reinigung, und einem neu justieren der Bildgeometrie mit einem Bildmustergenerator konnte das Board dann wieder an seinen Platz.

Monitor Platine wieder an ihrem Platz

Ein weiteres Problem war die Bildröhre. Sie wies in den Ecken eine Falschfarbendarstellung auf. So wurde eine rote Farbfläche teilweise violett dargestellt. Dieser Effekt ist auf ein Problem mit der, in der Röhre vorhandenen Lochmaske zurückzuführen. Diese wurde entweder lange Zeit stark magnetisiert, oder noch schlimmer, durch eine raue Handhabe des Gerätes verbogen. Jedenfalls treffen die Elektronenstrahlen nicht an jeder Position auf die vorgesehene Leuchtschicht. Dieses Problem konnte ich zum größten Teil durch Entmagnetisieren mit einem mit Wechselstrom betriebenen Elektromagneten realisieren. (Ähnlich, wie es auch die ohnehin vorhandene Degausspule an der Röhre nach dem Einschaltvorgang macht – nur gezielter und wesentlich stärker)

Nachdem der Monitor wieder seinen Dienst verrichtet, ging es an den Bau eines Jamma – Steckverbinders. Dazu übernahm ich einfach die Abmessungen des originalen Steckverbinders in das Layout Tool und zeichnete ein neue Steckerplatine.

der originale Jamma Platinensteckverbinder mit 44 Polen
der gebastelte neue Steckverbinder

Jetzt ging es daran, auf einer kleinen, ca. 20 x 25cm grossen Trägerplatte die Komponenten für die neue Hardware aufzubauen. Das Herzstück ist der viel geliebte Raspberry Pi 3, den ich mit Abstandhaltern auf der Platte befestigte. Für die Eingabe, also alle Joysticks, Buttons, Münzzähler etc. kamen fertige USB-Joystickplatinen zum Einsatz. Diese wurden ebenfalls auf der Platte montiert.

Raspberry PI auf Trägerplatte mit Joystickinterface

Erweitert wurde das Arrangement um einen Audioverstärker, der ebenfalls auf der Platte seinen Platz fand. Alle Leitungen zum und vom Raspberry bzw. auch zu den Joystickinterfaces führen zur Jamma Steckerplatine. Diese wird dann einfach anstelle der originalen Platine angesteckt und der Automat soll dann zur Schonung der alten Hardware mit dem Raspberry Image laufen.

im Bild links, das Raspberry Board, rechts die originale Spieleplatine

Das Bild oben zeigt das Raspberry Board montiert neben der alten Spieleplatine. Die Joysticks sind bereits auch alle funktionstüchtig. Hier ist nur zu erwähnen, dass die originalen Joys und Buttons high-aktiv sind und das USB-Joystickboard low-aktiv. (oder war es umgekehrt?) Dieses Problem ließ sich einfach mit einem Potentialumschalter der Summenleitung der Bedienkonsole des Kabinetts lösen…

Was jetzt noch fehlt, ist die Videoausgabe des Raspberry auf dem originalen 50Hz Röhrenmonitor. Dies könnte man mit einem HDMI – CVBS Converter und einem CVBS – RGB Komponentenkonverter lösen. Aber es ist doch viel cooler, die Möglichkeiten des Raspberry zu nutzen.

Hierzu habe ich eine kleine Platine gebastelt, die über ein R2R Netzwerk aus fünf Widerständen je R G B Kanal aus den Raspberry GPIOs die analoge Ansteuerung des Monitors erzeugt.

Infos und Anregungen dazu findet man auch auf GitHub unter vga666. Um den Raspberry zu motivieren, den HDMI Ausgang abzuschalten um über die GPIOs das Videosignal zu senden, muss lediglich die config.txt im root Verzeichnis der SD-Karte angepasst werden.

 

Das „Hineinhorchen“ mit der Osziprobe in einen der drei Kanäle zeigt ein sauberes Sync- und Videosignal. Also die drei Ausgänge und die Synchronisation über Elkos entkoppelt und über den Jamma Stecker an den originalen alten Monitor geschaltet:

Das Ergebnis ist doch ganz zufriedenstellend… Jetzt ist nur mehr der Fehler an der originalen Platine zu beheben und einige kleinere Schönheitsarbeiten am Holzgehäuse des Kabinetts durchzuführen. Aber das ist eine andere Geschichte…

 

 

 

„Puckman“ (oder „PackMan“)?

Wieder ein Schmuckstück des Herstellers Tomy bzw. Tomytronic oder auch Tomy Electronic ist der „Puckman“ – Tabletop Spielautomat. Im Rahmen der Aufbereitung dieses Gerätes habe ich auch wieder ein paar Fotos gemacht, die das Innenleben und ein paar Details zeigen.
Der Hersteller Tomy, genauer gesagt Tomy Company, Ltd. ist ein japanisches Unternehmen, das Kinderspielzeug herstellt bzw. herstellte.

Es entstand aus einer Fusion zweier Unternehmen am 1. März 2006: Tomy (gegründet 1924 als Tomiyama, 1963 in Tomy umbenannt) und der langjährige Rivale Takara (gegründet 1955).  Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Katsushika, Tokio. [Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Tomy]

Das Spiel „PuckMan“ später auch mit „PacMan“ gebrandet, stammt aus dem Jahr 1981 und trägt die Modellnummer TKY-7612. Das Spielprinzip gleicht dem des klassischen PacMan der Arcade Spieleautomaten. Aber warum Puck-Man? Dazu findet man im Netz folgende nicht bestätigte Geschichte.

Man könnte meinen, es liegt daran, dass die Spielfigur wie ein Hockey-Puck aussieht, aber tatsächlich stammt die Bezeichnung von der japanischen Phrase „Paku-Paku“, was bedeutet, den Mund auf und zu zu machen. Um aber negative Änderungen der Spielautomatenbeschriftung zu verhindern, wurde aus „Puck“ „Pack“ gemacht. Denn die Designer dachten, wenn man das „P“ von Puck ein wenig abkratzt, dann wird es schnell zu einem „F“ und – naja – das will ja niemand…

Die Geschichte zur Entstehung des „PuckMan“ oder „PackMan“ beginnt im Jahre 1977 mit seiner Entwicklung. 1979 wurde das Spiel von Namco in Japan veröffentlicht und 1980 in Lizenz von Midway in Amerika.

Auch in der Handheld oder Tabletop Ausführung ist es das Hauptziel des Spielers, die Punkte zu essen und dabei den Geistern zu entkommen. Durch das Essen eines Power-Pellets (die roten Sterne im Display) werden die Geister ungefährlich und können ebenfalls gegessen werden. Aber nur für wenige Sekunden.

Da die Hardware des VFD Spiels aber im Vergleich zu der, der Arcade-Automaten oder der damals verfügbaren TV-Konsolen in der Leistung sehr eingeschränkt ist, musste auf einige Funktionen verzichtet werden. Pac-Man kann beispielsweise nur die Punkte von rechts nach links essen. Dreht er die Richtung um, so werden die Punkte nicht gegessen. Es gibt auf dem Display auch nur 18 Punkte und zwei Geister.

Zu den technischen Daten:

Das Gerät besteht aus gelbem Kunststoff und wird mit vier Batterien der Größe C mit Energie versorgt. Die Batterien sind alle in Reihe geschaltet. Somit beträgt die Versorgungsspannung 6V. Um die Spielzeit verlängern zu können, hat man dem Spiel auch eine Netzteilbuchse spendiert. Hier konnte ein externes Steckernetzteil angeschlossen werden.  Zur Steuerung dienen die vier im Kreuz angeordneten weißen Richtungstasten. Mit den zwei Schiebeschaltern kann das Gerät aus- und eingeschaltet werden. Der andere Schalter ändert den Schwierigkeitsgrad.

Die zentrale Recheneinheit im PacMan, ist der D553 von NEC. Die genaue Bezeichnung lautet NEC UPD553C und gehört zu der Mikrocomputer Reihe von NEC, die in vielen, der damals erhältlichen VFD Handhelds eingesetzt wurde. Es ist ein 4-Bit Single Chip Mikrocomputer, dessen Ausgänge in der Lage sind, direkt die Segmente eines Fluoreszenz Displays zu treiben. Die Spannungen liegen hier in Bereichen von ca. 30V bis 38V. Die CPU selbst wird mit  bis zu 10VDC versorgt. Der Prozessor arbeitet mit Betriebstakten von 150kHz bis 440kHz (ja KiloHertz).

im Bild rechts oben, die CPU

Ein Blick auf die Platine zeigt, dass die Versorgungsspannung der VFD Anzeigeeinheit mit einem kleinen, diskret aufgebauten DC-DC Converter arbeitet. Der Ton zum Spiel wird über einen Piezo erzeugt. Die Tasteneingabe, also das Steuerkreuz ist mit einer Zusatzplatine realisiert worden. Auf dieser befinden sich die Kontaktflächen, die von einer, mit leitfähigem Material beschichteten Gummimembrane, geschlossen werden. Das Prinzip ist hinlänglich bekannt.

DC/DC Converter (Übertrager mit Treibertransistor)

Im Rahmen der Instandsetzung habe ich das Spiel komplett demontiert und alle Einzelteile gereinigt. Die Kontaktpunkte der oben erwähnte Gummimembrane wurden nach der Reinigung wieder mit einem weichen Graphitstift nachbeschichtet und sollten ihren Dienst wieder einige Zeit verrichten.

Reinigen der Gehäuseschalen

Im Bereich des Batteriekastens war der meiste Reinigungsaufwand notwendig. Denn hier hat es einer der Vorbesitzer leider verabsäumt, die Batterien zu entfernen. So ist es wie sehr oft dazu gekommen, dass die Batterien ausgelaufen sind. Genauer gesagt ist es das Elektrolyt der Zelle, die hier austritt und im Gerät einen Schaden verursacht. Im besten Fall ist es ein verunreinigter Batteriekasten. Es passiert aber leider immer wieder, dass Metallkonakte, Leiterbahnen auf den Platinen, oder Bauteile korrodieren und beschädigt werden. Hier konnte mit viel Gallseife, einer Bürste und Schleifpapier noch gereinigt werden.

stark verunreinigtes Batteriefach
Anzeigeeinheit (VFD-Technik)
Detail des Spielfeldes und der Spielfiguren
Tastenkreuz auf der Gummimembrane
gereinigte Einzelteile
die Platinen wurden mit Alkohol gesäubert

 

 

FPGA CPU für Commodore 16

Meine erste Begegnung mit Computern hatte ich in den frühen 80iger Jahren, als meine Kollegen im Gymnasium ihren ersten VC20 und C64 von Commodore bekamen. Das war damals eine völlig neue Welt für mich – ein Computer – ein Gerät mit Tasten, wie bei einer Schreibmaschine, das man am Fernsehgerät anschließt. Und man kann in einer Sprache, die sich „Basic“ diesem Computer Befehle erteilen, die er dann ausführt.  Man konnte sogar ganze Programme schreiben und diese dann mit dem Befehl „RUN“ starten. Und dieser Computer arbeitete diese Programme dann ab. Das war faszinierend und eröffnete uns damals neue Welten. Erst recht als ich Kassetten bekam, die wie Musikkassetten aussahen, jedoch für den Computer gedacht waren. Darauf befand sich, spielte man sie in einem Kassettenspieler ab, ein Gepiepe, das man später von Faxgeräten oder der Einwahlsequenz von Modems kannte.

Stöpselte man den Kassettenplayer jedoch mit einem Klinkenkabel in den Computer und gab dort den Befehl „LOAD“ ein, so wurde aus dem Gepiepe ein Spiel oder ein Musikprogramm, oder was auch immer auf der Kassette gespeichert war. Jedenfalls war das das Tollste was man als Kind besitzen konnte. Und den jugendlichen Adrenalinschub bekam ich, als unter dem Weihnachtsbaum mein eigener Commodore C16 mit zugehöriger Datasette und der Spielekassette BigMac lag. Der Commodore C16 war also mein erster richtiger Computer. Es dauerte nicht lange, da waren die 16kB (KiloByte) Ram, die der C16 hatte zu wenig für die selbst gebastelten Basic Programme. Und was noch schlimmer war, es gab auch tolle Spiele, die mit 16k nicht liefen. Dazu gehörte der Kampfflugsimulator „ACE“ und das Vector-Grafikgame „MERCENARY“. Also musste der Computer aufgerüstet werden. Das war aus heutiger Sicht sehr einfach – es mussten lediglich zwei DRram Bausteine ausgelötet und gegen andere ersetzt werden. Damals jedoch, im Alter von – ich denke 11-12 Jahren, war das mangels geeignetem Lötwerkzeug und Erfahrung eine Herausforderunge. Doch irgendwie hat es geklappt und der C16 meldete sich mit folgender Statuszeile:

COMMODORE BASIC V3.5 60671 BYTES FREE

READY

Das war im Vergleich zum originalen Speicher, von dem für den Basic Interpreter gerade einmal 12277 Byte frei verfügbar waren, ein Paradies an neuen Möglichkeiten. Leider war die Lebensdauer des Commodore 16 im Dauerbetrieb nicht sehr lange. Ich denke, es hat nicht mal ein Jahr gedauert, da zeigte der Rechner erste Probleme. Entweder reagierte der Cursor nicht mehr, es kamen wirre Zeichen am Bildschirm, oder er startete erst nach häufigem Aus- und wieder Einschalten. Irgendwann blieb der Bildschirm dann ganz schwarz.  Schuld daran war, zumindest vermute ich das heute, der Hitze Tod der CPU und/oder des TED IC´s. Damals konnte man diese Chips in den einschlägigen Elektronikläden noch für kleines Geld bestellen. Heute sieht das aber anders aus. Eine MOS7501 oder MOS8501 CPU findet man, wenn überhaupt, dann nur bei eBay und co und das für Preise von 50 Euro und mehr für gebrauchte Chips.

MOS7501 (MOS8501) CPU der Commodore 264er Reihe

In meiner Sammlung besitze ich einige wenige Exemplare der 264er Serie von Commodore, die mehr oder weniger alle in einem originalen, einwandfreiem Zustand sind (C16, C116, Plus4). Aber eben nicht alle. So habe ich mir in den Kopf gesetzt, die 8501 CPU in einen FPGA zu implementieren, eine kleine Platine zu entwerfen, die die Größe eines DIL40 IC´s hat und direkt in den CPU-Sockel des C16 bzw. Plus4 passt. Es existieren ja bereits einige erfolgreiche Projekte, die sich mit der Implementierung eines 8Bit CPU Core in einen modernen FPGA befassen.  Hier die Links:

Sellmy Retro: https://www.sellmyretro.com/offer/details/mos–7501~~8501-cpu-replacement-for-c16~~116~~%2B4-30475

oder ein universel configurierbarer CPU – FPGA Ersatz: https://hackaday.io/project/165624-mocka65xx-universal-650285xx-cpu-replacement

Ich habe mich aus Kostengründen und auf Empfehlung entschlossen, mit einem Lattice MACHXO FPGA zu arbeiten. Ein Evaluation Board ist für unter 30 Euro zu bekommen und für die Entwicklungsumgebung bekommt man bei Lattice eine gratis Lizenz. Einziger Nachteil – ich hatte bis dato keine Erfahrung mit Lattice Produkten. In meinen beruflichen Projekten wird hauptsächlich mit XILINX gearbeitet. Aber nach der Installation der Lattice-Software und ein bisschen Übung war schnell klar, damit sollte ich zurechtkommen.

LATTICE MACH XO Evaluationboard

 

Ich habe mir also vorgenommen, diesen Beitrag als dynamischen Beitrag zu gestalten und immer wieder zu erweitern. Da meine letzten FPGA Projekte wieder einige Zeit zurückliegen und ich mich auch wieder in die FPGA-Welt eingewöhnen muss, wird es wohl einige Zeit dauern bis (falls) ein brauchbares Ergebnis zustande kommt. Zu Beginn steht die Analyse des Datenblattes des MOS8501 IC und dessen Pins zur Aussenwelt. Der 8501 ist eine abgeänderte Version des 6502 (die CPU aus dem Jahr 1975 die in vielen Rechnern eingesetzt wurde). Dazu zählen unter anderem der VC20, der Atari800, auch der APPLE 1 usw. arbeiteten mit dem 6502 Prozessor. Der 6502 ist auch schon als Verilog und VHDL Modell verfügbar… Diese Cores mit den Anpassungen für den 8501 will ich in den MachXO reinquetschen und mit entsprechender Anpassung der Signallevels direkt statt dem originalen MOS-Chip in das C16 Mainboard stecken…

 

 

 

 

 

 

 

BUSCH ELECTRONIC 2070

An dieser Stelle möchte ich mich bei Christian Neubacher, einem Leser meines Retroblogs recht herzlich bedanken. Von ihm habe ich den BUSCH ELECTRONIC Experimentierbaukasten „Studio-Center“ 2070 gespendet bekommen. Der Kasten enthält inhaltlich die Komponenten der Serie 2060 und des Erweiterungskasten 2061 und ist von den Elektronikkomponenten her, fast vollständig erhalten. Lediglich die Umverpackung (Kartonschachtel) und Kleinteile (Drähte und die Kunststoffstöpsel) sind wohl den letzten 40Jahren Lagerung etc. geschuldet.

Auf der Website: https://www.experimentierkasten-board.de/viewtopic.php?t=1362 findet man einen schönen Überblick der Zusammenstellung der Busch Baukastensysteme. Auf der Originalschachtel wurden einige, der mit dem Kasten durchführbaren Experimente beschrieben. Das las sich in etwa wie folgt:

Ohne Vorkenntnisse sofort experimentieren!

Das perfekte Electronic-Center mit Armaturenboard und rauchglasfarbiger Abdeckung

Elektronik-Bausteine mit Elementbezeichnung und Schaltbild, einbaufertig und funktionsgeprüft. Umfangreiches Anleitungsbuch mit über 370 Abbildungen und Schaltplänen.

Die spezielle Leitungs-Klemmtechnik garantiert absolut sicheren Kontakt. Einfacher geht es nicht.

Über 130 realistische Geräteschaltungen, z. B.: Rundfunkempfänger (UKW, MW, LW, KW), Elektronisches Klavier, Lichtgesteuerte Harfe, Reaktions- und Hörfähigkeits-Tester, Opto-elektronische Geschwindigkeitsmessung, Ferngesteuerte Schalter, Elektronisches Roulett, Lichtschranke und Lichtorgel, Alarmanlagen, Metall-Suchgerät, Drehzahl- und Belichtungsmesser, Elektroskop, Abhöranlagen

 

HomeMatic Bilder über Telegram pushen – UPDATE fix

Update 2: scheinbar klappt es bei einigen Usern noch immer nicht, oder nicht mehr, Bilder von IP-Kameras zu speichern und dann per Telegram Nachricht zu versenden. Bei mir hat es auf meiner ziemlich vollgestopften CCU2 immer funktioniert.

Jetzt, da ich ja aufgrund der Covid Ausgangsbeschränkungen, wie viele Österreicher immer zuhause sein muss, habe ich mir die Zeit genommen und mich ein wenig genauer mit der Thematik beschäftigt. Und da niemand lange um den „heißen Brei“ herum lesen möchte, komme ich gleich zur Sache: Dass es auf meiner CCU2 funktioniert hat, liegt daran, dass sie aufgrund des „mit Skripten und Programmen vollgestopften Zustandes“ in ihrer Abarbeitungsgeschwindigkeit ziemlich gebremst war. Darum funktionierte es auch in ein und demselben Skript, die Bilder von den IP Kameras abzuholen und im /tmp/ Ordner zu speichern und sie nur zwei Zeilen weiter im Skript per Telegram API zu versenden.

Die Bilder waren einfach noch nicht fertig im Filesystem gespeichert und die unvollständigen Dateien wurden schon gesendet.

Hier die einfache Lösung:

Das Skript in zwei separate Teile zerlegen und nach einander mit einer Verzögerung von ein bis zwei Sekunden abarbeiten lassen:

anklicken zum Vergrößern

Im ersten Skript werden jetzt lediglich die IP-Cams aufgerufen und die Bilder als Dateien gespeichert. Im zweiten Skript wird, wie schon zuvor die Telegram API aufgerufen. Jedoch wird das zweite Skript 1-2 Sekunden später gestartet. Dann sind schon alle Files gespeichert und kommen auch über Telegram an…

getestet auf CCU2, RaspiMatic (sollte auch auf der CCU3 klappen)

 

Homematic Aktor Schnellreparatur (Dimmaktor RS485)

Zum Thema „Alterung und Homematic Smart Home“ habe ich wieder einen kleinen Beitrag beizusteuern. Vielen Dank an Fritz für die Aufbereitung und Analyse. 

Wie im letzten Post „Homematic Aktor Schnellreparatur“, geht es auch dieses Mal wieder um ein Gerät der Smart Home Serie.  Es handelt sich um den Dimmer Aktor mit der Bezeichnung „HMW-LC-Dim1L-DR“. Das ist ein Phasenanschnitt Dimmer Aktor für Glühlampen und Niedervolt Halogenlampen mit konventionellem Transformator. Auch viele moderne LED-Lampen lassen sich mit diesem Dimmer steuern. Der Aktor gehört der „wired“ Reihe an, was bedeutet, er ist nicht über das BidCos Funkprotokoll mit der CCU verbunden, sondern über den RS485 Bus. Die Stromversorgung für die Datenkommunikation bekommt der Aktor von einem 24V Netzteil. Damit wird auch der µC im Aktor versorgt. Die Netzseite wird mittels Optokoppler von der Niedervoltseite mit Steuerdaten versorgt.  So ist die galvanische Trennung gewährleistet. Auf der Netzseite befindet sich einer Dimmer Controller Baustein, der wiederum den Triac steuert. Dieser Controller muss mit einer Spannung von ca. 15V versorgt werden. Um die zu erzeugen, hat der Hersteller einen Kapazitiven Spannungsteiler eingebaut. Und hier beginnen die Alterungsprobleme….

Das Fehlerbild äußert sich wie folgt: Die angeschlossene Lichtquelle lässt sich nicht dimmen beziehungsweise einschalten. Der Dimmer kommuniziert jedoch korrekt mit dem Bus. Die rote Funktions Led leuchtet korrekt. Die Befehle für „Aus“ und „Ein“ per Taster werden auch in der CCU angezeigt.

Schaltplan der Netzseite auf der „Hauptplatine“
defekter 330nF X2 Kondensator

Die Ursache: Der IC U2008, ein Dimmer-Control Baustein wird laut Datenblatt mit einer Spannung von DC 15V versorgt. Die Versorgungsspannung war in diesem Fall aber deutlich kleiner (bei ca. 5,8V) Diese Versorgungsspannung wird den 330nF / 275V X2 Kondensator C4 gemacht. Optisch ist der Kondensator in einwandfreiem Zustand, jedoch eine einfache Kapazitätsmessung zeigt schnell, dass hier nichts mehr passt. Der Kondensator C4 hatte nur mehr eine Kapazität von ca. 30-40nF. Es ist also wie so oft -> Der Kondensator war´s  😀

Dimmermodul Seitenansicht

Nach Austausch war die Spannung am U2008 wieder ok und der Dimmer verrichtet wieder seinen Dienst. Präventiv wurden auch noch die zwei weiteren auf dem Board befindlichen X2 Kondensatoren (C1 47nF/275V und C2 100nF/275) erneuert.

Einbauorte von C1 und C2

 

 

 

 

 

 

Homematic Nachrichten per Telegram UPDATE

Update: bei mir war auch die Pfadangabe zum „curl“ Befehl das Problem. Mit Angabe des „pseudo“ absoluten Pfades zum Befehl wurde er nicht mehr gefunden. Siehe unten:

 es genügt, den curl Befehl direkt aufzurufen, also anstelle von : ….State(„extra/curl -s -k https://api.telegram.org/bot“#botAPI#“/sendMessage…..

die Pfadangabe „extra/“ entfernen, je nach CCU Variante und Cuxd Version, also:  …… State(„curl -s -k https://api.telegram.org/bot“#botAPI#“/sendMessage …..

Wer sich nicht sicher ist, wo das Commando liegt, am besten im cuxd oder über SSH nachsehen…

Update Ende.

In den Kommentaren zum Beitrag „Nachrichten pushen mit Telegram“ wurde mehrfach darauf hingewiesen, dass die Pushnachrichten nicht mehr gesendet werden. Zuerst dachte ich es gibt irgendwelche grundlegende Änderungen bei der Telegram Api. Aber dem war nicht so. Also habe ich noch einmal ein Skript zusammengebastelt. Um zu debuggen, habe ich einen gesamten String aus einzelnen Teilen zusammengebaut. Das ist zwar alles andere als schön, aber es lässt sich leichter nachvollziehen was funktioniert oder eben nicht. Auch den Pfad zum curl-Kommando habe ich vollständig angegeben. Mit dem folgenden Beispiel Skript funktioniert bei mir die Textausgabe wieder:

 string msg = "Hallo Telegram";  
 string chatid = "123456789";                     
 string botAPI = "987654321:AABBCCDDEEFFGGGHHIIJJKKLLMMNNOOPPQQ";   
 string request;  
 string command1 = "/usr/local/addons/cuxd/curl -s -k https://api.telegram.org/bot"; !#botAPI#   
 string command2 = "/sendMessage -F text="; !#msg#   
 string command3 = " -F chat_id="; !#chatid#  
 request = command1+botAPI+command2+msg+command3+chatid;  
 dom.GetObject("CUxD.CUX2801001:1.CMD_EXEC").State(request);  

 

Dann sollte alles wieder klappen….

Tennis Spielekonsole von Tommytronic

Als „On Table“ oder „Tabletop“ bezeichnet man diese Art von Spielekonsolen. Genauer gesagt handelt es sich um eine Tennis-Spielekonsole aus dem Jahr 1979/80 von der Firma Tommytronic.

Dieses Gerät habe ich wieder zu einem sehr günstigen Preis im Online – Flohmarkt erstanden. Es wurde mit der Eigenschaft „Funktion unbekannt – wird als defekt verkauft“ angeboten. Da musste ich einfach zuschlagen und es erwerben.

Mit den Abmessungen von ca. 24 x 22 x 6 cm hat es eine doch beachtliche Größe. Hinter dem grünen Spielbildschirm verbirgt sich ein VFD-Display (Vaccum-Floureszenz-Display). Das benötigt zum Betrieb auch ordentlich Energie. Darum wird die Energieversorgung mit vier Stück 1,5V Babyzellen realisiert.

Die Spielhandlung ist einfach. Man kann gegen den Computer oder gehen einen zweiten Spieler ein Tennismatch bestreiten. Die beiden Spieler können sich je Spielfeldseite in zwei vertikalen und drei horizontalen Positionen bewegen. Der Schläger ist in jeder Mannposition in drei Stellungen animierbar. Die Animation des Tennisballs wird durch insgesamt 42 einzeln ansteuerbare Balldarstellungen realisiert.  Der Punktestand je Spielfeld wird durch je zwei Siebensegment-Digits dargestellt. 

Anzeigeröhre mit allen Spielpositionen

Im Inneren des Elektronikspiels arbeitet ein µPD552, ein 4 Bit Single Chip Microcomputer vom Hersteller NEC Microcomputers. Die Ausgänge des D552er können ein Fluoreszenz Display ohne weitere Treiberbausteine direkt ansteuern. Die Spannungsversorgung ist auf bis maximal 10V ausgelegt. Die Gitter des VFD können mit maximal 35V getrieben werden.  Der uPD552 wurde in PMOS – Technik gefertigt (p-type metal-osxide semiconductor) und ist mit dem Instructionset der µCom-44 Familie kompatibel. Er beherrscht 58 Instuktionen und  hat einen Interrupt Eingang. Diese 4 Bit Single Chip Microcomputer wurden damals in fast allen Handheld Spielkonsolen verbaut. Die Taktfrequenz liegt bei 260kHz bzw. bei 360kHz im „Pro“ Modus. Somit ist der „Schwierigkeitsgrad“ schaltbar.

Platine des Tennis Spiels

Um die hohe Spannung für das VFD Display zu erzeugen, wird mit Hilfe eines Schaltwandlers gearbeitet. Er erzeugt aus der Spannung der vier in Reihe geschalteten Monozellen die maximal 35V. (gemessen hab´ ich die Ausgangsspannung aber nicht – die 35V ist die Spannungsfestigkeit der Ausgänge des Prozessors – also höher sollte sie nicht sein).

Schaltwandler für die Versorgung des VFD

Um ein perfektes Spielerlebnis zu erhalten, hat man auf eine Tonausgabe der Konsole nicht verzichtet. Ballgeräusche und Faults werden als Pieptöne über einen Piezokristall wiedergegeben. Während der Restaurierungsarbeiten an der Spielkonsole habe ich ein paar Fotos gemacht, die den Aufbau und das Innebleben darstellen.

 

 

 

 

 

Smartes Licht mit Philips und Ikea

Von der Firma Philips wird das smarte Lichtsystem mit der Bezeichnung „hue“ angeboten. Es handelt sich dabei um Lampen und Leuchten, die über integriertes Funkmodul von einem Zentralgerät, oder auch Gateway genannt („hue bridge“) gesteuert werden können. Steuern bedeutet, dass die Lampen (solange sie mit Netzspannung versorgt sind) in Ihrer Helligkeit gedimmt, aus- und eingeschaltet und je nach Ausstattung auch in ihrer Lichtfarbe geändert werden können. Das Zentralgerät (die „hue-bridge“) ist dabei über eine LAN Schnittstelle mit dem im Haus befindlichen Internetrouter verbunden. Es ist sozusagen der Server für die Lampen. Die Kommunikation zwischen der Bridge und den Lampen findet über das Funkmodul statt. Hier hat Philips den ZigBee Standard implementiert. ZigBee wird übrigens auch bei vielen anderen Herstellern eingesetzt.

Um nun eine smarte Lampe mit der Bridge zu verbinden, benötigt man ein Terminal um auf die Bridge zugreifen zu können. Da ja heutzutage fast jeder auch ein Smartphone besitzt, ist es ein Einfaches, dieses als Konfiguration- und Steuerterminal zu verwenden. Die Hersteller haben, passend zu ihren Bridges, eine „App“ zur Verfügung gestellt, über die die Einrichtungsvorgänge einfachst zu realisieren sind. So muss eine neue Lampe nur eingeschaltet sein und in der App unter „Einstellungen -> Lampeneinstellungen -> Leuchte hinzufügen“, gewartet werden, bis die Lampen in Funkreichweite gefunden werden. Dann können sie im Netzwerk verbunden, benannt und in Gruppen arrangiert werden.

Auch die Homematic CCU bietet mit den aktuellen Firmware-versionen einen Zugriff auf Bridges zweier Hersteller. (Es werden die Bridges von Philips HUE und Osram Lightify unterstützt). So können die smarten Lampen auch über Homematic-Skripten und Programme gesteuert werden.

Jede Firma bringt also zu seinen smarten Lampen und Leuchten ein passendes Gateway mit.

Aber wie sieht es aus, wenn man in ein Hue-System eine Ikea – Trådfri Lampe integriert, oder es zumindest versuchen möchte? Ganz einfach – es klappt.  Voraussetzung ist nur, die Ikea Lampen in den Werkszustand zu versetzen. Auch das ist ganz einfach. Das Leuchtmittel in eine passende Fassung drehen und den Strom zur Lampe einschalten.  Jetzt die Lampe AUS – und wieder Einschalten. Und das insgesamt 6x in kurzen Abständen (ca. 500ms). Nach dem letzten „Aus – Ein“ sollte die Lampe langsam in der Helligkeit schwanken.  Jetzt kann sie im Hue-Gateway angelernt werden.

Somit stehen alle Smarten Leuchtmittel, die im Hue-System angelernt sind, auch im Homematic System zur verfügung.