{"id":5177,"date":"2020-11-19T23:46:16","date_gmt":"2020-11-19T22:46:16","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/?p=5177"},"modified":"2021-02-23T13:56:11","modified_gmt":"2021-02-23T12:56:11","slug":"die-vectrex","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/2020\/11\/19\/die-vectrex\/","title":{"rendered":"Die Vectrex"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/a>Es liegt schon einige Zeit zur\u00fcck, dass ich dieses Sch\u00e4tzchen bearbeitet und aufbereitet habe. Einen Beitrag dar\u00fcber zu schreiben, ist dann wieder ein ganz anderes Thema. Oft habe ich mir gedacht, man k\u00f6nnte die Reparaturen und Aufbereitungen ja gleich mitfilmen und dann einen kleinen Film daraus machen und auf einer Videoplattform ver\u00f6ffentlichen… Na zumindest jetzt, im mittlerweile zweiten Corona Lock down und einer schlaflosen Nacht, sitze ich wieder vorm Rechner und versuche \u00fcber dieses St\u00fcck geniale Hardware ein paar Zeilen zu verfassen. Dieses „geniale St\u00fcck Hardware“ habe ich zwar selber nie besessen und auch sp\u00e4t von dessen Existenz erfahren, aber als ich mich dann ein wenig eingelesen hatte, musste ich eines haben – aber nat\u00fcrlich auch zu einem bezahlbaren Preis. Also wie immer, lange nach defekten Ger\u00e4ten gesucht – und da die nur kurze Zeit hergestellt wurden, sind sie auch rar und schwer zu finden. Aber nach langer Suche hatte ich Gl\u00fcck und ein defektes, aber in Teilen vollst\u00e4ndiges Ger\u00e4t gefunden. Wie oben im Titel schon geschrieben, handelt es sich um die (oder auch „den“) Vectrex.<\/p>\n

Die Vectrex ist ein Heim-Arcade Automat, mit einer 24cm Monochrombildr\u00f6hre, einem ausklappbaren und auch herausnehmbaren Joystick. Dieser Spielautomat ist ein vollst\u00e4ndiges „stand-alone“ System, das nur mehr eine Energieversorgung aus der Steckdose ben\u00f6tigt und es kann direkt losgelegt werden. Das Spiel der Vectrex nennt sich „MINE STORM“ und ist ein Klon des ASTEROID Spiels. Man hat damals also einen ASTEROIDS Automaten f\u00fcr daheim gekauft. Wenn ich von „damals“ spreche, dann bedeutet das von 1982 bis 1984. Denn die US Firma General Consumers Electronics (GCE) hat 1982 mit dem Verkauf des Automaten begonnen. Zu der Zeit war allerdings auch schon Atari mit dem 2600er auf dem Markt und erfreute sich gro\u00dfer Beliebtheit. Auch der Verkauf des C64 von Commodore stand kurz bevor. Diese Begebenheiten verminderten die Chance auf den gro\u00dfen Durchbruch der Vectrex zumal der Startpreis mit 200$ kein Schn\u00e4ppchen war. So ging die Vertriebsfirma GCE 1984 pleite. In Europa war „MB“ Milton Bradley ab 1983 Rechteinhaber und vertrieb den Vectrex (oder die?). Um nun nicht nur das integrierte MINE STORM spielen zu m\u00fcssen, gibt es einen Erweiterungsport, in den Spielemodule in ROM-Form gesteckt werden k\u00f6nnen. An Spieletiteln gab es ein \u00fcberschaubare Menge – damit will ich sagen, dass es nicht besonders viele waren. Ein paar davon habe ich in dem Beitrag „Spielemodul f\u00fcr die Vectrex selbstgemacht“<\/a> erw\u00e4hnt. Es existiert aber auch noch heute eine Community, die sich mit der Hardware und Software f\u00fcr die Vectrex besch\u00e4ftigt und eigene Games entwickelt (sog. Homebrew Games). Auf der Website vectrex.de<\/a> findet man eine reichhaltige Sammlung an Informationen \u00fcber die Hardware. Auch Youtuber wie Zerobrain<\/a> und Wolfgang Robel<\/a> besch\u00e4ftigen sich mit dieser Thematik und haben interessante Beitr\u00e4ge dazu ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

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Driverboard f\u00fcr Hochspannung und Ablenkung usw.<\/p><\/div>\n

So – aber nun zur Technik der Konsole. Die Vectrex besteht aus einem schwarzen Kunststoffgeh\u00e4use. Darin eingebaut ein CRT (auf Deutsch eine Kathodenstrahlr\u00f6hre, also Bildr\u00f6hre) im Hochformat. Ein Board f\u00fcr die Ansteuerung der R\u00f6hre mit der Hochspannungserzeugung und Treibern f\u00fcr die Ablenkspulen. Dann gibt\u2019s da einen 50 Hz Netztransformator der als Niederspannungsversorgung der gesamten Elektronik dient. Hier ist anzumerken, dass die Prim\u00e4rseite des Trafos, als die 240VAC Seite direkt mit dem Netzkabel verbunden ist. Der Trafo verbraucht also IMMER Energie. Der kombinierte Lautst\u00e4rke-Netzdreschalter ist an der Niederspannungsseite angebracht und trennt also nur die Elektronik. Der Trafo bleibt immer am Netz. Also wenn man das Ger\u00e4t nicht verwendet, dann sollte man auch den Netzstecker ziehen.<\/p>\n

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Mainboard<\/p><\/div>\n

Um mit der Aufz\u00e4hlung der Innereien fortzufahren: Es fehlt noch das, naja, nicht ganz unwichtige Teil – das Mainboard mit dem „Rechner“. Darauf arbeitet eine 6809 CPU von Motorola. Das ist eine 8Bit CPU die mit einem Takt von 1.6MHz angetrieben wird. Der Takt wird vom On-Chip Oszillator erzeugt, der nur mehr den Quarz an der Au\u00dfenwelt ben\u00f6tigt. Die genauen technischen Features findet man wie immer im Datenblatt. Zur Sounderzeugung ist ein Dreikanal – Synthesizer – Soundchip verbaut, der AY-3-8910. Leider wurde bei der weiteren Signalverarbeitung gespart und das Audiosignal muss auf dem Weg zum NF-Verst\u00e4rker so ziemlich alles an eingestrahlten St\u00f6rungen mitnehmen, was die Leistungsstufen zur Ansteuerung des Bildrohrs so abstrahlen. Das ist aber ein durchaus bekanntes Ph\u00e4nomen. Die Vectrex ist bekannt f\u00fcr die „ich nenne es“ unsaubere, verrauschte Tonausgabe. Daran erkennt man aber auch die Originalit\u00e4t der fr\u00fchen Konsolen. Angeblich sollen den letzten Generationen vor dem Verkaufsende dieses Problem nicht mehr haben. Ich habe bisher aber nur die verrauschten Vectrexen kennengelernt.<\/p>\n

Vom Ton zum Bild. Und das ist auch einer der gro\u00dfen Unterschiede zu herk\u00f6mmlichen Videospielkonsolen. Eine herk\u00f6mmliche Spielekonsole wie auch jeder Fernsehempf\u00e4nger rastert das Bild. Da bedeutet der Elektronenstrahl der R\u00f6hre schreibt die Bildinformation Zeile f\u00fcr Zeile auf die Leuchtschichte. Je nach Standard gibt es hier Unterschiede, wie Halbbildverfahren oder Anzahl der Zeilen oder auch Anzahl der Bildwechsel. Aber das Prinzip ist bei allen Rasterschreibern gleich. Links oben wird begonnen, eine Zeile mit den unterschiedlichen Helligkeits- und Farbinformationen zu schreiben. Dann erreicht der Strahl das rechte Ende des Bildrandes und wird dunkel geschaltet um ganz schnell in der n\u00e4chsten oder (je nach Verfahren) \u00fcbern\u00e4chsten Zeile wieder zu beginnen. Beim PAL-System dauerte die Zeit von links nach rechts 64\u00b5s und das bei 625 Zeilen. Das bedeutet ein vollst\u00e4ndiges Bild war in 0.04s geschrieben. Das wiederum bedeutet in einer Sekunde erreicht man damit eine Anzahl von 25 dargestellten Bildern:<\/p>\n

64\u00b5s pro Zeile * 625 Zeilen = 0.04s je Bild * 25 Bilder = 1 Sekunde<\/p>\n

Soweit so gut. Die Ablenkung des Elektronenstrahls wurde mittels magnetischen Feldern \u00fcber Spulen am Bildr\u00f6hrenhals realisiert.<\/p>\n

Bei der Vectrex funktioniert das etwas anders. Der Name Vectrex, so mein Ansatz stammt von dem Begriff „Vektor“ also per Definition: Gr\u00f6\u00dfe, die als ein in bestimmter Richtung mit bestimmter L\u00e4nge verlaufender Pfeil dargestellt wird und die durch verschiedene Angaben (Richtung, Betrag) festgelegt werden kann<\/em>. Im Datenblatt der Vectrex liest man bei Bildschirmaufl\u00f6sung 256×256 Positionen. Das bedeutet, der Elektronenstrahl kann ausgehend von seiner Nullposition (also beide Ablenkspulen erzeugen kein Magnetfeld) jeweils in 128 Stufen nach oben, nach unten, nach links und nach rechts abgelenkt werden. (also beide Achsen haben je eine Aufl\u00f6sung von 8 Bit). Wie funktioniert das jetzt? Nehmen wir an ein kleines Dreieck soll im linken oberen Bildschirmbereich dargestellt werden. Wir nehmen an, der linke Bildrand liegt bei x=-128, der rechte bei x=+128, der obere bei  y=-128 und der untere bei y=+128.<\/p>\n

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Bildr\u00f6hre der Vectrex<\/p><\/div>\n

Dazu wird der Elektronenstrahl von seiner Nullposition nach links oben, also zum Beispiel in x=-50 und y=-50 ausgelenkt. Von dort f\u00e4hrt er zum n\u00e4chsten Punkt des Dreieckes z.B.  -40\/-60 und von dort zum n\u00e4chsten (z.Bsp. -30\/-50) und dann wieder zur\u00fcck zu -50\/-50. W\u00e4hrend des Anfahrens dieser drei Punkte ist der Elektronenstrahl hell geschaltet. Er zeichnet also das Dreieck. Vom letzten Punkt und auch ersten Punkt des geschlossenen Dreiecks geht\u2019s dann wieder zur\u00fcck zur Nullposition und das nat\u00fcrlich mit dunkel geschaltetem Elektronenstrahl.  So lange das Dreieck auf dem Bildschirm dargestellt wird, wird der Vorgang mit der maximalen Geschwindigkeit wiederholt um ein sch\u00f6nes, flimmerfreies Dreieck zu sehen.  Jetzt kann man sich denken was passiert, wenn nun ganz viele Symbole gleichzeitig gezeichnet werden sollen. Das geht nat\u00fcrlich nicht. Der Strahl muss alle Symbole nacheinander anfahren und zeichnen. Das bedeutet wiederum je mehr Symbole, umso l\u00e4nger dauert es, bis das Bild fertig gezeichnet ist und im Umkehrschluss umso langsamer wird die Bildwiederholrate. Also je mehr Grafiksymbole, umso mehr Geflimmer.<\/p>\n

Die X\/Y Daten werden digital als jeweils 8Bit Werte erzeugt und \u00fcber zwei 8 Bit DA-Wandler (Digital\/Analog) in eine analoge Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird an das nichtlineare Verhalten der Ablenkelektronik angepasst (mittel OP-Amp Integratoren) und einer zweikanaligen Verst\u00e4rkerstufe zugef\u00fchrt, die auch Frequenzen im h\u00f6heren Kiloherz-Bereich schafft und im Stande ist, die Ablenkspulen, also Induktive Lasten zu treiben. Und was bietet sich hier an: Eine Audioendstufe aus einem Audioverst\u00e4rker. Und genau so wurde es hier gel\u00f6st. Unter dem K\u00fchlk\u00f6rper befindet sich ein LM379 ein Dual 6W Audioverst\u00e4rker IC von National Semiconductor. Ein nettes Detail am Rande: Der Hochspannungstransformator wird von einem NE555 IC-getaktet…<\/p>\n

Um nun die Spiele auf der Vectrex auch bedienen zu k\u00f6nnen, ist ein abnehmbarer Controller – also Joystick – mit vier Tasten in Form der unteren Frontabdeckung integriert. Der Zweiachsen – Stick besteht aus zwei Potentiometern mit denen eine feine, „quasi stufenlose“ Kontrolle der Spieleobjekte m\u00f6glich ist.<\/p>\n

Nun ja, und eine solche Konsole, oder Home Arcade, oder einfach nur ein solch ein Sch\u00e4tzchen habe ich nach ewiger Suche g\u00fcnstig gefunden. Nat\u00fcrlich mit ein paar Problemchen. Wichtig war mir zuallererst einmal, dass alles vollst\u00e4ndig ist und nach M\u00f6glichkeit keine Teile fehlen. Von au\u00dfen betrachtet, war auch, bis auf ein abgeschnittenes Netzkabel, alles da. Der Controller war komplett – auch das Spiral – Anschlusskabel fehlte nicht und war in einem guten Zustand. Leider hatte schon jemand am Controllergeh\u00e4use herumgebastelt und versucht, die beiden Geh\u00e4useh\u00e4lften mit einem Schraubendreher auseinander zu hebeln, aber er hatte scheinbar nicht bedacht, dass unter dem oberen Aufkleber etliche Schrauben zu finden sind, die alles zusammenhalten. Dem entsprechend sieht das Geh\u00e4use heute auch aus. – leider-<\/p>\n

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Geh\u00e4useschale des Controllers mit Besch\u00e4digung durch Schraubendreherhebeln<\/p><\/div>\n

Die Vectrex hatte aufgrund der Staubansammlung und des Modergeruches die letzten 35 Jahre scheinbar in einem Keller oder Dachboden verbracht. So war mein Plan nun, einmal das ganze Ger\u00e4t komplett zu zerlegen und dabei gleich die Vollst\u00e4ndigkeit zu \u00fcberpr\u00fcfen. Schon beim \u00d6ffnen der Geh\u00e4useschrauben fiel mir auf, dass ein paar Schrauben fehlten. Also war da auch schon jemand drinnen. Nach der kompletten Demontage war erst einmal eine intensive Reinigung angesagt. Genauer gesagt war es eher eine Waschung. So musste von der Bildr\u00f6hre, der Ablenkeinheit bis hin zu den Boards alles ins Seifenbad. Nach der Trocknung kann sich das Ergebnis auch sehen lassen. Die Teile sehen wieder aus wie neu. Jetzt konnte mit den Reparaturen begonnen werden.<\/p>\n

Es stellte sich schlussendlich heraus, dass bis auf ein paar Kleinigkeiten soweit keine gr\u00f6\u00dferen Probleme vorlagen. Zuerst mal war der Netzschalter an den Kontakten so verharzt, dass an beiden Polen kein geschlossener Kontakt mehr zu erreichen war. Dann gab es keine Hochspannung an der R\u00f6hre – hier war der Transistor BU407 defekt und schaltete nur mehr ganz m\u00fcde bis gar nicht durch. Die diversen Potis ben\u00f6tigten ein wenig Zuneigung und der eine oder andere Kondensator musste noch erneuert werden. Aber das war\u00b4s dann auch schon. Nachfolgend lade ich noch ein paar Bilder zu den Reinigungs- und Reparaturarbeiten hoch.<\/p>\n

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