Speichertester für SRAM Chips (Arduino Shield Prototyp)

Vor ein paar Tagen habe ich von meinem Speichertesters für SRAMs berichtet. Heute kann ich bereits einen Prototypen eines Arduino Shields zeigen.

Speichertest eines 2114
Für den im Video gezeigten Aufbau verzichte ich aus Kostengründen noch auf einem ZIF-Sockel, da die Platine noch einmal überarbeitet wird (u.a. sind die Bohrlöcher für die Mini-Switches zu klein). Ansonsten ist die Schaltung voll funktionsfähig und die Software unterstützt bereits 2102, 2114 und 6550 SRAMs. Für DRAMs ist ein weiteres Arduino Shield in Vorbereitung.

Speichertester für 2114 und 6550 SRAM Chips (Prototyp)

Da es sehr mühselig ist alte Speicherchips durch Ausprobieren zu testen (die aktuellen Programmer kennen die alten Chips meistens nicht mehr), habe ich mit einem Arduino Mega 2560 einen einfachen eigenen Tester improvisiert. Aktuell kann dieser nur SRAMs vom Typ 2114 (1k x 4), 2102 (1k x 1) und 6550 (4k x 4) testen, ich möchte aber noch weitere Chips, wie z.B. die gängigen DRAMs (41xxx und 44xxx), hinzufügen.

Speichertest eines 2114

Im Video dauert der Test noch extrem lang, da hier noch jede Aktion auf dem Display angezeigt wird. Aktuell dauert ein vollständiger Test eines 2114 SRAMs mit vier Pattern ca. 3-4 Sekunden.

Auch ein 6550 kann getestet werden, trotz einiger Besonderheiten, wie vier Chip-Selects und Taktsignal. Hier schon die optimierte (schnellere) Software.

Speichertest eines 6550
Tritt ein Fehler auf, wird dieser mit der entsprechenden Speicheradresse angezeigt. Im Bild wurde an Adresse 0 eine 0x0 erwartet, aber eine 0x3 gelesen.

Für den Speichertester ist bereits ein Arduino-Shield in Vorbereitung. Der Code muss aktuell noch speziell für den zu testenden Chip geladen werden.

6502 RAM/ROM Adapter für Commodore PET/CBM

Mit einem RAM/ROM Adapter kann ein Commodore PET oder CBM recht einfach mit 32 KByte RAM und Commodore BASIC 4.0 ausgestattet werden. Die alten ROMs und RAMs dürfen dabei noch auf dem Board bleiben, nur die CPU bekommt einen Zwischensockel.

Der hier vorgestellte 6502 RAM/ROM Adapter wurde inspiriert durch den Universal 6502 RAM/ROM Adapter von Nicolas Welte. Diese Variante ist mehr auf meine Bedürfnisse zugeschnitten und nicht mehr ganz so „universell“ wie die Ur-Version, hat aber auch einige Vorteile.

Die Änderungen zur Ur-Version sind recht zahlreich: Die Option-ROMs werden zusammen mit den ROMs umgeschaltet, DIL28-3 und SOIC sind für den RAM nicht mehr vorgesehen, die DIP-Schalter wurden entfernt und durch einfache Jumper ersetzt (der GAL enthält bereits Pull-ups, die in der Ur-Version mit einem Widerstandsnetzwerk auf Masse gezogen und bei Bedarf mit den Schaltern wieder hochgezogen wurden), der Bus-Transceiver 74HCT245 kann jetzt gesockelt werden und der Multiplexer 74157 wurde vollständig entfernt.

Weiterhin können anstelle eines 29C010 EEPROMS nun auch die Typen 29C020 und 29C040 eingesetzt werden (letzterer erlaubt 16(!) verschiedene ROM-Banks). Insgesamt werden mehrere Bausteine eingespart und die GAL-Logik ist einfacher.

Reparatur alter Computer

In den letzten Wochen habe ich einige Ausstellungsstücke wieder in Betrieb genommen, nachdem sie teilweise 15-20 Jahre gut gelagert waren. Dabei sind wieder typische Alterungsfehler aufgetreten, die ich hier einmal vorstellen möchte.

Apple II und Apple Macintosh LC Netzteile

Die Folienkondensatoren der Schaltnetzteile neigen dazu regelrecht zu „explodieren“ und auch die Hochspannungs-Elektrolytkondensatoren (200-400V) sind meistens defekt (oft zu erkennen, dass diese sich aufgebläht haben oder ausgelaufen sind). Die Kondensatoren können recht einfach gegen neue ausgetauscht werden.

Das Bild zeigt einen Entstörkondensator, den es regelrecht zerrissen hat.

 

Ein Beispiel für einen defekten Elektrolytkondensator ist auf diesem Bild zu sehen. Normalerweise haben Elkos an der Oberseite Sollbruchstellen, diesen hier hat es aber unten aus den Gehäuse getrieben.
 
Am besten werden gleich alle Elkos und Folienkondensatoren ausgetauscht (auch als „recapping“ im Elektronikbereich bezeichnet).

Das Bild rechts zeigt das Netzteil eines Basis 108, einem Apple II Clone, dessen Kondensatoren komplett erneuert wurden und so wieder zum Laufen gebracht wurde.

 

VEB Robotron Z9001 und KC85 Netzteile

Die Sicherungshalter der Schmelzsicherung ist schon sehr anfällig gegen normale Luftfeuchtigkeit. Über die Jahre sind diese oft so stark korrodiert , dass kein Kontakt mehr vorhanden ist. Der Halter kann aber wieder sauber geschliffen werden oder gegen einen neuen ausgetauscht werden.

Das Bild zeigt die Sicherung und den Sicherungshalter eines Z9001.

 

Acorn Atom Video-/TV Signal

Bei vielen Rechnern ist das Bild nach 30 Jahren sehr schlecht. Dieses liegt oft an ausgetrockneten, d.h. defekten, Elkos. Beim Acorn Atom wird das Ausgangssignal des Videochips über einen Hochpassfilter mit einem 22μF-Elko geführt und über eine Darlingtonschaltung mit zwei weiteren Elkos verstärkt. Die Kondensatoren sind sehr leicht zu ersetzen. Gleichzeitig sollten auch noch die Transistoren getauscht werden.

Das Bild zeigt oben in der Mitte die drei getauschten Elkos und Transistoren.

 

Commodore PET und CBM

Die 6550 Speicherchips (1k x 4) sind qualitativ so schlecht, dass etliche von diesen Chips auf einmal defekt sein können. Da man diese nicht mehr bekommt (zweite Wahl bringt in diesem Fall aufgrund der schlechten Qualität nicht viel), kommt nur ein Austausch mit gegen einen neuen Speicher infrage. Mit einem entsprechenden Adapter lässt sich ein Commodore PET oder CBM auf bis zu 32 KByte aufrüsten und wahlweise auch noch die fehleranfälligen 6540 ROMs ersetzen.

Das Bild zeigt den Adapter in einem PET 2001 alter Bauart mit 6540/6550 Chips.

 

Sinclair ZX80/81, Spectrum und Timex Computer

Bei den Sinclair und Timex Geräten ist die CPU oft nicht mehr in Ordnung. Leider ist diese fest verlötet, so dass der Wechsel mit etwas Aufwand verbunden ist.

Das Bild zeigt eine gesockelte ZX80 CPU in einem Sinclair/Timex 2068.

 

EACA Video Genie I und Dick Smith System 80

Der Videospeicher ist sehr primitiv in TTL-Technik aufgebaut und besteht bei älteren Modellen aus sieben(!) RAMs vom Typ 2102 (1k x 1). Diese können nur Großbuchstaben darstellen. Neuere Modelle setzen auf zwei Chips vom Typ 2114 (1k x 4) und können Groß- und Kleinbuchstaben anzeigen. Da die 2102 Chips nicht mehr zu bekommen sind (bzw. nur zu Wucherpreisen), kann man diese mit etwas Bastelei durch zwei 2114 ersetzen.

Das Bild zeigt einen Versuchsaufbau mit einem 2114 und einem Tri-State-Bustreiber.

 

 

ZX-Spectrum ROM Adapter für EPROM 27128

Leider kann das ROM des ZX Spectrum nicht direkt durch ein 27128 EPROM ersetzt werden. Zwar sind 613128 (Mask-ROM) und 27128 (EPROM) (fast) Pin-kompatibel, aber aufgrund der etwas unglücklichen Schaltung im ZX Spectrum können diese nicht einfach ausgetauscht werden. Das Mask-ROM verfügt über ein zusätzliches /OE1 (Pin 27) Signal, das EPROM dafür über Vpp (Pin 1) und /PGM (Pin 27). /OE0, /OE1 und /CS sind jeweils mit /RD, /ROMCS und /MEMRQ verbunden. Um nun ein EPROM zu verwenden, müssen zwei Signale UND-verknüpft werden, in diesem Fall /MEMREQ (Pin 20) und /ROMCS (Pin 27) und als /CE dem EPROM zugeführt werden. Das Bild zweigt den Prototypen, der mit Hilfe von zwei IC-Sockeln aufgebaut wurde.

Theoretisch könnte ein 7432 Gatter dafür verwendet werden, es reichen aber zwei schnelle Dioden aus (idealerweise Schottky-Dioden, zwei 1N4148 tun es aber auch). Die von mir auf Basis des Prototypen erstellte Platine verwendet zwei Dioden und zwei Widerstände. Da der Platz in einem ZX Spectrum sehr knapp ist, wird das EPROM kopfüber eingebaut. Sobald ich die Platinen vom Fertiger erhalten habe und diese passen, werde ich die Gerber-Daten hier zum Download anbieten. Wer dann Interesse an einer Platine hat, kann sich dann auch gerne an mich wenden.

Die Platine erlaubt auch den Einsatz eines 27256. In diesem Fall kann mit einem Jumper zwischen zwei Banks umgeschaltet werden.

Update vom 21.05.2019:

Nach knapp 10 Tagen sind die fertigen Platinen jetzt da. Der Adapter funktioniert perfekt. Leider geht es in einem ZX Spectrum mit Gummi-Tastatur sehr eng zu, so dass der Adapter nur dann passt, wenn die CPU nicht gesockelt ist und die Anschlussleisten kurz gehalten werden (ggf. muss das EPROM auch auf dem Adapter eingelötet werden). In einem 128er-Gehäuse passt die Platine so gerade eben auch bei einer gesockelten CPU. Zur Fehlersuche mit einem Test-ROM in einem 27128 oder 27256 EPROM ist sie aber auf jeden Fall bestens geeignet.

ZX Spectrum Nachbau: Superfo Harlequin (Rev.G)

Vor kurzem hatte ich einen ZX Spectrum Nachbau „Superfo Harlequin“ fertiggestellt. Die Platine in der Revision F wies allerdings noch ein paar kleinere Fehler auf, die leicht mit etwas Fädeldraht beseitigt werden konnten.

Auch wenn der Rechner problemlos läuft, habe ich mir die aktuelle Rev. G besorgt und den Harlequin noch einmal aufgebaut. Inzwischen sind die notwendigen Bauteile sogar relativ leicht – sogar als Kit – zu bekommen; entschließt man sich aber dazu ein Kit-Bausatz zu kaufen, sollte man einplanen ggf. noch ein paar Bauteile auszutauschen: Billige IC-Sockel mit Federkontakten sollten durch Präzisionssockel ersetzt werden und bei den Elkos sollte man auf möglichst kleine Baugrößen setzen, damit der zusammengebaute Rechner auch in ein ZX Spectrum Gehäuse passt.

Damit der ZX Harlequin auch richtig zur Geltung kommt, sollte man noch ein Replika-Gehäuse mit Tastaturmatte und Tastaturabdeckung dazukaufen. Diese gibt es von einigen Händlern in verschiedenen Farben, aber auch in den Originalfarben. Ich habe mir für den ZX Harlequin ein transparentes Gehäuse mit schwarzer Tastaturabdeckung besorgt.

ZX Spectrum Nachbau: Superfo Harlequin (Rev.F)

Es ist jetzt knapp fünf Jahre her als sich Ingo Truppel daran machte einen ZX Spectrum Nachbau, den Superfo Harlequin, aufzubauen. Als er mit dem Aufbau gerade fertig war gab es eine neue Revision der Platine (Rev.F), die einige Fehler ausmerzte. Kurzerhand startete er in seinem Sinclair Forum einen Aufruf für eine Sammelbestellung. Das Gesamtpaket umfasste nicht nur die Platine, sondern Ingo besorgte auch alle notwendigen Bauteile und verpackte diese in unzählige, sorgfältig beschriftete, Tütchen. Gut 22.000 Bauelemente kamen so zusammen, die an die ca. 100 Interessenten verschickt wurden. Zum Aufbau benötigte man nur ein Gehäuse – am besten gleich mit einer neuen Tastaturmatte.

Ich war einer der Interessenten und bekam Anfang 2014 alle notwendigen Bauteile zugeschickt. Leider hatte ich lange keine Zeit den Rechner aufzubauen und so schlummerte die Platine bis Weihnachten dieses Jahres in der Schublade. In den letzten drei Tagen habe ich den Rechner jetzt zusammengelötet.

Der Aufwand für den Aufbau war überschaubar: In nur knapp sechs Stunden war die Platine komplett bestückt. Mit eingerechnet ist auch der Aufwand einiger Korrekturen, die oben links an der Chich-Buchse und an den ICs in der zweituntersten Reihe zu sehen sind. In einer neuen Platinenrevision (Rev.G) sind diese Probleme inzwischen korrigiert worden.

Insgesamt ist der Harlequin ein genialer ZX Spectrum Nachbau, denn die fehleranfällige ULA wird nicht benötigt, da sie komplett durch TTL substituiert wurde. Dadurch sind zwar ein paar ICs mehr auf der Platine als beim Original, aber Platz ist ja genug vorhanden ;)

Update:

Ich habe den Fehler auf der Platine nachträglich noch etwas eleganter gelöst, indem einige Leiterbahnen aufgetrennt und dann die neuen Verbindungen per Fädeltechnik hergestellt wurden. Das ist zwar nicht ganz so trivial wir die Verdrahtung auf dem ersten Bild, dafür aber optisch durchaus ansprechender.

 

TheC64 mini: Gelungene Neuauflage des C64

In den 1980er Jahren war er der Renner: Der Commodore 64. Er wurde auf der CES 1982 vorgestellt und Commodore knackt mit ihm den Jackpot. In nur zwei Jahren nach Markteinführung, bricht Commodore alle Rekorde mit 4 Mio. verkauften Rechner weltweit und sogar bis heute ist der C64 der bestverkaufte Heimcomputer mit über 17 Millionen Geräten. Selbst heute noch gibt es zahlreiche Entwicklungen rund um den C64 und im voll im Retro sind derzeit Neuauflagen im Mini-Format, wie das NES Mini, SNES Mini und VCS Mini.

Ab dem 29. März 2018 wird eine weitere (Mini-)Neuauflage unter dem Namen TheC64 mini offiziell erhältlich sein. Entstanden ist der Mini aus einer fehlgeschlagenen indiegogo Kampagne. Trotz verfehltem Finanzierungsziel veröffentlicht nun der Entwickler Retro Games – wenn auch etwas verspätet – zusammen mit dem Distributor Koch Media die kleine Konsole.

Der kleine C64 misst nur 50% eines Original-C64 und verfügt auch nur über sehr wenige Schnittstellen. Mit dabei sind ein moderner HDMI-Anschluss für den Anschluss an heutige Bildschirme und zwei USB-Schnittstellen für Tastatur und Joysticks. Außer dem noch obligatorischen Micro-USB Anschluss zur Stromversorgung war es dann auch schon. Wer hoffte direkt mit dem TheC64 mini in BASIC programmieren zu können wird enttäuscht: Die Tastatur ist nur eine Attrappe. Hier ist man auf eine – wenig Retro-like – USB-Tastatur angewiesen.

Warum die Neuauflage trotzdem gelungen ist: Der Mini kommt mit 64 vorinstallierten Spielen. Eine Übericht aller Spiele zusammen mit einer Beschreibung ist hier zu finden. Zusammen mit dem mitgelieferten Joystick schafft es der Mini echtes Retro-Feeling aufkommen zu lassen. Die Spieleauswahl stellt einen guten Kompromiss aus allen möglichen Genre dar. Eigene Spiele lassen sich per USB-Stick per D64-Image laden. Hier will der Entwickler durch Firmware-Updates noch kräftig nachbessern.

Wer bei der ursprünglichen Kampagne dabei war oder den C64 vor dem 28.9.2017 vorbestellt hat, darf sich über gleich zwei C64 freuen, einmal den TheC64 mini, der derzeit ausgeliefert wird, und einen C64 in einem „großen“ Gehäuse mit funktionaler Tastatur, der später im Jahr ausgeliefert werden soll.