(ANOTACIONES A UN SPECTRUM + ISSUE 3B con varias modificaciones)
Cuando
José Manuel, webmaster del Trastero me propuso que analizara una
placa de spectrum que había sido modificada, las sorpresas fueron
muchas.
La “maquina alucinante” no fue adquirida en subasta, fue una donación directa de una persona altruista, la cual comentó: “lo dejé a mis hijos y ya no funciona, te lo doy con la esperanza que se arregle y que la memoria y el recuerdo del Spectrum no se olvíde, gracias por tener esa pagina que semana a semana mantiene el recuerdo del Spectrum vivo”. Bueno, dejando aparte los sentimentalismos, teníamos una maquina modificada a fondo y si hay que mantener al Spectrum vivo, pues al ataqueeerrr XD.
Este amable mecenas tenía un compañero que a su vez, tenía un amigo que previo encargo, en su taller electrónico, realizaba la modificación en el plazo de una semana. Actualmente no sabemos ni conocemos al que realizaba estas modificaciones.
Probé la placa y efectivamente salía pantalla negra y borde
blanco, llevé la placa a un ingeniero electrónico y la probó
en su taller, ya que yo no sé usar un osciloscopio ;(
Las modificaciones:
En principio esta placa había pasado por varias reparaciones, muchos diodos habían sido cambiados, del 1N-914 se pasó al 1N-4148, ambos son equivalentes, el ZTX650 (TR4) cambiado por un MC140, este MC140 ya no está disponible por lo que sí es necesario cambiar el ZTX650 visita la pagina de Isidro en el Trastero que da amplia información al respecto.
Una resistencia tostada pero no abierta, la R54 que con ¼ w necesita ser cambiada a 1/2W, una resistencia de 10k cambiada de sitio y la ROM 23128 cambiada por una eprom 27128, y además otra eprom 27128 soldada encima con el pin 20 CE no conectado a la inferior, seleccionándose si se precisa por medio de un conmutador de bancos de ROM en la pared externa del spectrum.
Un botón adicional que obviamente no es RESET, pues el Spectrum+ ya lo posee, por lo que ese botón tenia que ser NMI, el “magic” del PlusD, el cual detiene el sistema y da opción a recuperar los datos de RAM, grabando a disco.
Pasando la placa por una lupa de gran aumento se observaba estaño proyectado como perdigones, debido al poco cuidado en las reparaciones, estas diminutas bolitas mientras no se muevan del sitio, bien, pero con el tiempo se resisten a quedarse quietas y pueden hacer un desastre.
Llama la atención que IC24 (ic1) está doblado con otro idéntico (ic2) encima. Aparecía una imagen negra en la TV, yo previamente había medido con polímetro la placa en cuanto a voltajes y todo parecía estar “en su sitio”.
Pasada la placa por el analizador lógico en el taller tuve esperanzas que se pudiera arreglar. El colega me dijo: “Julio, la placa está “viva”, el Z80 y la ULA están bien, el sistema se queda bloqueado esperando los datos de la eprom, no "mapea" la eprom. Existe la posibilidad de dejarlo en su estado original”. Así que me vuelvo a casa y de camino recojo dos integrados y unas cuantas resistencias.
“De ninguna manera” me dije, y hablado con José Manuel quedamos en que había que dejarla “tal cual nos lo encontramos” pues dejándolo en su estado inicial y quitándole esos añadidos dejaría de ser “la maquina alucinante”.
Observando la placa, primeramente se piensa que los circuitos integrados han sido soldados unos encima de otros, para puentear la lógica defectuosa, sin tener que desoldar el original, “estos integrados son difíciles de desoldar y no se han querido complicar, se alimenta con el de abajo”.
Pero tras una observación mas detenida comprobamos que esto no es
cierto, el integrado original un 74LS00 posee los pines 12 y 13 sin soldar
a placa y conectados a un cable, y el superior únicamente se alimenta
por sus pines 7 y 14 y se usa independiente del inferior, las únicas
patillas que ambos integrados comparten son 7 y 14 (gnd-Vcc), es decir
sólo usa la alimentación del inferior.
El problema principal:
Comprobar si los datos contenidos en la eprom no estaban corrompidos y si la eprom se “dejaba” leer. Desoldé pin a pin la eprom superior y anoté las conexiones, esta eprom está soldada a la inferior, pin a pin, salvo el pin20, usando un programador Willem y leídos los datos, se emuló en Realspectrum y al pulsar F2 (NMI) me llevé una grata sorpresa, el sistema no se cuelga, aparecen unas graciosas bandas amarillas y rojas.
Aquí tienes la rom: la llamaremos 1986ES.rom
Con la ayuda de José Manuel se desensambló la ROM superior (ic4), la inferior asumimos que era original ya que al pulsar NMI se provocaba un RESET. La ROM modificada es idéntica a la ROM de Sinclair, salvo una rutinas modificadas que ocupan desde la dirección 14448 a la 14780 y desde la 15054 a la 15616, si quieres ver el desensamblado de estas modificaciones:
Al ponerlos nuevos, el Spectrum mapea y queda arreglado.
...tras pulsar NMI aparece la siguiente pantalla:
El problema secundario:
José
Manuel desensambló las rutinas de la eprom y se preguntó,
por si alguien sabia algo, nadie pudo decir si la rutina inteligente (pues
hace un checksum y solo guarda a cinta lo necesario), pertenecía
a algún copión o era parte de las rutinas de volcado a cinta
de algún interface. Es muy probable que esta rutina esté
fuertemente inspirada en alguna otra previamente realizada, pero como parece
única, hubo que buscarle un nombre, a no ser que salga su creador
y nos diese mas datos, cosa que desearíamos pasara algún
día.
El sistema,
en resumen es:
La resistencia en la
zona de puentes programables para conectar pin 20 de IC1 (issue3b)
Hay que decir que hay que armarse de paciencia para desoldar en este tipo de placas, que hay que ponerle ganas e ingenio y que se debe tener una cierta experiencia para acometer las serias modificaciones que la placa posee.
En un articulo del maestro Primitivo de Francisco, en la legendaria MICROHOBBY, y que está disponible en la web de Stalvs (www.microhobby.com) se puede aprender mucho sobre conmutación de ROM y eprom. Este montaje que describo realiza la conmutación externamente.
Primitivo propone que pongamos un conmutador interno y que cada vez que quisiéramos cambiar de sistema operativo DEBERÍAMOS ABRIR EL SPECTRUM, este montaje toma parte de los conocimientos de este articulo y la persona que realizó las modificaciones obviamente “sabía lo que se hacía": se trata de cambiar el sistema operativo pero sin al necesidad de abrir el ordenador y además teniendo la posibilidad de activar NMI. O dicho de otra forma, es tener el sistema operativo original y si queremos tener a nuestra disposición un pokeador transtape integrado en el sistema.
Las copias de seguridad obtenidas son independientes, no requieren la activación de la eprom.
Para poder cambiar el sistema se dispone de un conmutador que debemos seleccionar ANTES de encender el micro.
Con el sistema original, si se pulsa el botón NMI se provoca un RESET pues el sistema original no lo permite.
En el modo modificado aparece: “© 1986 Sinclair Research Ltd.” . Este es el único dato fiable que disponemos, el año aproximado de realización de la eprom, no aparece su autor ni en las líneas de código maquina ni en los cargadores que se generan a cinta.
Ambas eproms están soldadas directamente a placa, si no deseas esto puedes realizar el DISCOROM de Primitivo de Francisco, disponible también en la web de Stalvs www.microhobby.com (sección bricolaje), que permite cambiar de sistema sin necesidad de hacer todas estas modificaciones. Está comprobado que la ROM funciona en el DISCOROM.
Si no sabemos hacer placas, no queremos hacer el DISCOROM, pero queremos tener la opción a este sistema es necesario realizar estas modificaciones y es preciso tener el esquema y el layout de la versión de placa sobre la que vamos a hacer las modificaciones.
Las posiciones de las soldaduras pueden variar en cuanto a disposición de R54, R28 y zona de puentes programables N N’ H H’ pero respetando el esquema y conexiones debe ser viable para todo Spectrum de 48 Kb de la issue 3 en adelante, en la ISSUE TWO, los componentes van en zócalo y es necesario eliminar los zócalos por falta de espacio. Estas modificaciones son validas para los spectrum 48kb+.
Una web de ROMS para spectrum: Davide Barlotti www.zxspectrum.it
Material necesario:
1 conmutador
Material adicional:
Parte práctica:
Siguiendo el esquema, un aficionado a la electrónica puede hacer esto es muy poco tiempo, pero para los que no lo hacen a menudo, se detallan los pasos en su orden mas o menos lógico, y se invita abiertamente a cualquier comentario, a que se quite algo o que se añada lo que esté impreciso.
1- Abrir el Spectrum, y retirada, con sumo cuidado, de la membrana.
2- Retirar la placa de su base y el pulsador RESET si es un Plus.
r54 en posición
real d12 y casi quemada, pero no abierta, se puede cambiar a 1/2w
5-
Montar
PULS y CONM en la caja, identificar en el folio las patas de ambos, deben
tener 3 cada uno.
16- Soldar un cable rojo (el color es orientativo) a las patas libres 12 y 13 de IC1
17- Soldar el otro extremo del cable rojo a PUENTE 1 (ROM CS) (SLOT 25A) (Pcb3b)
18- Soldar un cable violeta a pin 11 IC1, pin 11 debe estar soldado a placa.
19- Soldar el otro extremo del cable violeta a PUENTE 3, (ver esquema sobre puentes) pin 27 de ambas eprom PGM.
20- Soldar IC4 pin a pin sobre IC3, todos las patas, menos la 20 (CE)
21- No soldar R3 hasta haber soldado IC4 sobre IC3
22- Recortar R3 (10k) para soldar a la pata 20 de IC4 y a la placa, posición + C34 (pcb3b)
23- Soldar un cable gris en la unión de pin 20 y la resistencia R3.
Detalle de la unión
del cable gris a Conm1, pin20 (ic4) al aire, no soldado a Ic3.
24- El otro extremo del cable gris, soldarlo a CONM 1
25- Soldar un cable azul a CONM 2
26- Soldar el extremo libre del cable azul a PUENTE 4 (MREQ) (SLOT 16B) (PCB3b)
27- Soldar un cable violeta a CONM 3
28- Soldar el extremo libre del cable violeta a PUENTE 2, (PIN 20 ic3) (CE IC3)
29- Soldar un cable blanco a PULS 1.
30- Conectar este cable blanco con Masa (ground, GND), en la zona de TR7, hay una buena superficie, hay buena masa :D.
34- Cortamos, si, cortamos sin miedo ¿quién dijo miedo? Si habéis llegado hasta el punto 33 no puede haber miedo, yo diría mas bien expectación por si hay que soplar sobre las cenizas al dar tensión :D, bueno, pues eso, cortamos las patas 8,9,10,11,12 y 13, no se utilizan y hemos de cuidar que no queden conectadas a nada en la placa, a n.a.d.a.
35- Colocar Ic2 sobre Ic1 dejando 1 mm de separación y soldar patas 7 y 14, por supuesto hay que respetar la orientación del integrado, si lo giramos invertimos su polaridad y el Spectrum no se avería, pero es una perdida de tiempo al no ser cuidadosos, y de dinero, ya que el IC2, al invertir su polaridad, pasa a estar muerto, no activándose NMI. Así que cuidado con esto, hay que respetar la polaridad de los integrados, también en condensadores y diodos si es el caso, no aquí, pero si en futuras modificaciones.
Para conseguir que el integrado se quede quieto mientras soldamos sus patas, hemos de ajustar perfectamente las propias patitas 7 y 14, tarea concienzuda que nos va a entretener, merece la pena dedicarle el tiempo debido pues una vez bien ajustado el montaje quedará espectacular.
36- Soldar un cable azul a pata 1 y 6
pines 1,2,3+4, 5, 6 de
Ic2, 3+4 al aire y no comunicados a nada mas.
Pin 2 a cable negro y r4
Pin5 a cable marron y r5, r4 y r5 de 2k2 1/4w 5%.
37- Unir patas 3 y 4 y soldarlas cuidadosa y rápidamente, para ahorrar tiempo en la operación se debe empapar el soldador con estaño y por supuesto el soldador debe estar a su correcta temperatura para evitar falsas soldaduras, en esta soldadura al aire de dos patas la disipación térmica se la lleva toda el integrado por lo que no perdamos mucho tiempo en hacerla, menos de un segundo si cabe y estará bien hecha. Si leéis los artículos de Primitivo de Francisco, los tiempos que se indican son en montajes a superficie, en los que las propias pistas de cobre disipan una buena cantidad de la temperatura, pero en el montaje al aire se debe aplicar la temperatura en su justa medida y en el menos espacio de tiempo posible o freiremos el integrado.
38- Ya hemos soldado un cable a pin 1 y 6, bien pues ahora le soldamos otro de igual a pin6 y lo llevamos hasta la zona donde estaba R28 y lo soldamos (ver foto), exactamente ¿dónde?, para evitar dudas cogemos el polímetro, lo ponemos en prueba de continuidad o de resistencias e identificamos la pata 17 del Z80, NMI, la interrupción no enmascarable, la interrupción que para todo el sistema, y que si queremos recobrar el control hemos de dejar los registros a su valor adecuado, si no, el sistema hace un bonito RESET, por eso se ensucia la pantalla con los interfaces. Este invento no iba a ser diferente, en la “basura visual” están los valores de los registros para retornar al sistema.
En issue3b y habiendo
retirado r28 tenemos acceso a pin17
39- Traduciendo las instrucciones del multiface, para un articulo próximo, viene una advertencia que debo añadir, ojo con el Z80 que tenga el Spectrum, si el Z80 no es el original, o sea no pone Z8......, no está fabricado por Zilog, puede ser SGS u otros que bajo licencia lo fabricaron, y si nos encontramos un clónico tipo NEC u otros mas raros todavía como TOSHIBA, pues puede ocurrir que tengan inhabilitada la patita 17 desde fabrica, y no hay manera de activarla, y claro no podemos invocar la NMI, la única solución es cambiar el Z80 y poner un original, y si nos encontramos que no tienen el Z80A y nos dan un Z80C, que aguanta mas de 4Mhz (los hay que hasta 12 Mhz), pues mejor, mas fiable y menos averías, y si encima pones un buen trozo de aluminio con silicona todavía mas fiable, dicho de paso, a la ULA un trozo similar le vendrá bien.
40- Si hemos seguido los pasos adecuadamente nos encontramos libres las patas 2 y 5 del IC2, están estiradas y casi tocan al integrado vecino, pues ahora algo difícil, doblar en ángulo de 90 grados estas dos patillas, para que sirvan de apoyo a R4 y R5.
41- Cortar los extremos de R4 y doblar sus extremos, ajustar el corte de tal forma que, uno de ellos se apoye en la pata 2 de IC2 y el otro extremo a pata 14 de IC2, que a subes está soldada ya a la pata 14 de ic1, porque supongo que habrás sido obediente y seguido los pasos tal como yo los tengo, ¿no?.
42- Una vez ajustada la resistencia R4 y soldada a las patas adecuadas siguiendo el esquema, hacemos los propio con R5, sus extremos van a pata 5 y +5 (pata 14)
Leche que difícil ¿cómo sujeto una resistencia a una pata?, enróllala y rodea a la pata del integrado en su totalidad por lo menos así tienes la suerte que uno de sus extremos no se moverá, la secuencia mas adecuada en mi opinión es:
Después de soldar IC2, se suelda la resistencia R4 a pin 2, después R5 a pin 5.
Después ajustamos ambas a pin14 y en un solo toque soldamos las dos resistencias mas la masa de Ic2 a IC1, para evitar recalentar IC1, piensa que en su pata 14 ya se ha llevado al menos dos calentones para comunicarla con las dos caras de la placa, añade otro calentón para soldar la pata 14 y luego ¿qué? ¿le damos otros dos toques mas de soldadura?
43- Ya está casi casi, suelda un cable negro a la unión de la pata 2 con R4.
44- Suelda un cable marrón a la unión de la pata 5 con R5.
detalle de pin 3,4,5,6,7
(ic2) con sus uniones a R4, R5 y los cables descritos
45- El extremo negro libre lo soldamos a PULS 2.
46- El extremo marrón lo soldamos a PULS 3.
47- Si el pulsador NMI no tiene soldado un cable a masa es hora de hacerlo, la mejor zona cerca de TR7, hay buena superficie de contacto.
La denominación de las patas de pulsador y conmutador puede variar según fabricantes, tener claro que el pulsador en reposo se comunica la pata 5 de IC2 a masa (nivel bajo) y al pulsar ponemos a nivel bajo la pata 2 dejando de comunicar la anterior.
Pulsado la pata 5 no se comunica ni con PULS1 NI CON PULS2.
En el conmutador en la zona central debe estar MEM RQ y en los extremos debe estar la señal del pin 27 de las eprom, para seleccionar una u otra, y se DEBE SELECCIONAR ANTES DE ENCENDER EL ORDENADOR.
Si tuvieramos el ordenador encendido PULSAMOS RESET y LO MANTENEMOS MIENTRAS MOVEMOS EL CONMUTADOR, auqnue es mas aconsejable mover el commutador con el ordenador apagado.
En la pagina de Droy hay mas sustituciones al ZTX650 y al resto de transistores del Spectrum.
Los puentes en cara componentes al lado del zumbador (buzzer) ó micro-altavoz y que están marcados como N N deben eliminarse, obtenemos por tanto 4 vías, esto es denominado “zona de puentes programables”, en su momento se usó por el fabricante para comprobar las placas en fabrica o para modificar el esquema siguiendo las distintas revisiones o ajustar al tipo de ROM", de ellos usaremos dos para seleccionar una eprom u otra activando señal pin20 CE con MEM RQ en IC3.