ZX

ZX 97 Lite építése


A projekt.
Rövid története.
Technikai adatok.
Fájlok.
Építés, kezdeti lépések.
Nyomtatott áramköri lap, és elkészítése.
Élesztés.
Problémák.
Billentyűzet.
A készülékház.
Elkészült. Vagy mégsem?
Tesztelés.
Letölthető programok.
Linkek, egyéb_oldalak.
Beszerzési források.

A projekt.

Ebben a projektemben be szeretném mutatni, egy olyan, egyedi tervezésű számítógép építését, ami gyártásba sosem került, így a minden egyes példánya csak hobbisták által készített változat. A számítógép nem ismeretlen a nagyközönség előtt, mivel a Sinclair ZX81 számítógép egyfajta klónja. Az elnevezése a gép első megalkotásának időpontját tükrözi, ugyanúgy mint a 81 -nél, csak éppen ez 97. ZX-97 lite. Hogy miért lite? Az rövidesen kiderül.

Rövid története…

A gépet Mr. Wilf Righter ötölte ki, 1997 -ben. Az ötlet az volt, hogy készítsen egy ZX81 kompatibilis számítógépet, a speciális Ferranti ULA chip nélkül, hogy az után építhetőség egyszerű legyen. További feltétel volt, alacsony fogyasztású 74HC logikai chippeket használjon. Az eredeti verzióban volt egy RAM disk és párhuzamos port is. 1998 -ban született egy egyszerűsített változat, ami a Lite nevet kapta, nem tartalmazta a RAM disket és a párhuzamos portot, azonban kapott  TAPE IN/OUT csatlakozót, amivel kimenthetjük illetve betölthetjük kazettáról a programjainkat.

Technikai adatok:

  • CPU: Z80A (U880 – NDK gyártmányú Z80 klón, a keleti régióban előszeretettel használták a ZILOG CPU helyett)
  • Órajel: 3,25MHz
  • RAM: 32KB
  • ROM: 128KB
  • I/O: Tape, Soros vonal.
  • Billentyűzet: Mikrokapcsolós kivitel.
  • Ház: 3D nyomtatóval készített
  • Teljes ZX81 kompatibilitás

Fájlok:

Építés, kezdeti lépések.

Első lépésként azzal kezdtem, hogy ismerkedtem a számítógép felépítésével, az áramköri elemekkel, majd felkutattam, hogy melyik alkatrészt hol és mennyiért tudom beszerezni. Ez nem volt nehéz feladat, mert a cikk végén felsorolt webáruházakban minden be tudunk szerezni. Az alkatrész lista alapján leadtam a rendeléseket, és vártam a csomagot. A Z80 -as processzort azonban már nem lehet olyan könnyen beszerezni, itt beszerzési forrásként az ebay -t használtam, ahol Bulgáriából sikerült rendelnem U880 klónt. Érdemes megjegyezni, hogy a hazánkban gyártott Z80 alapú gépekben túlnyomó többségben ez a processzor dolgozott, illetve dolgozik az eredeti Zilog gyártmány helyett.

 Nyomtatott áramköri lap, és elkészítése.

A nyomatott áramköri lap elkészítéséhez talán az otthoni körülmények között legegyszerűbben kivitelezhető módot választottam. A nyomatott áramköri rajzot tükrözve egy műnyomó papírra nyomtattam lézer nyomtatóval, majd a letisztított és zsírtalanított nyák lemezre lamináltam. A laminálást az oldalon lévő cikkben szereplő géppel csináltam. Ennek hiányában a vasalós módszer is beválhat, mivel a nyák egyoldalas kivitelű. A nyákgyártásról az oldalamon szintén olvashatsz, így azt nem részletezem tovább. Az elkészült nyáklemezt kifúrtam, majd elkezdtem az alkatrészek beépítését.

 

Elsőként az átkötések beforrasztásával kezdtem. Az átkötéseket UTP kábel belső réz szálaiból készítettem el. Miután a nem kevés átkötés bekerült a helyére következtek a passzív alkatrészek, ellenállások, kondenzátorok, illetve az IC foglalatok, csatlakozók. Következtek a diódák, tranzisztorok, a kristály, majd az első tesztek.

Élesztés.

Az első lépés az volt, hogy a tápáramkört ellenőriztem. A 9V -os tápot rákötöttem a tápcsatlakozóra, és ellenőriztem, megjelenik-e mindenhol az 5V -os táp. Miután ez rendben volt, jöhetett az órajel generátor élesztése. Ehhez beépítettem az U4 74HC04 és az U5 74HC74 logikai IC -ket. Ellenőriztem oszcilloszkóppal az U4 IC 2. és 4. -es lábán a 6.5 MHz órajel meglétét, majd az U5 IC 6. lábán a 3.25MHz meglétét. Természetesen ellenőriztem, hogy a processzor CLK lábánál is jelen van-e az órajel.

Szép tiszta órajel…

Miután ellenőriztem az órajeleket és a tápfeszültségek meglétét, behelyeztem a logikai IC -ket a foglalatokba, majd a többi integrált áramkört is, kivéve az EPROM -ot. Az EPROM még nem volt beégetve, így először feltöltöttem bele a kellő ROM tartalmat. Az íráshoz egy TOP2049 programozót használtam. A sikeres égetés és ellenőrzés után behelyeztem ezt is a foglalatába. A gépet ez után rákötöttem egy labor tápegységre, és áramkorlát mellett bekapcsoltam. Pár száz mA áramfelvétel jelentkezett, és a CPU elkezdett langyosodni. Ellenőriztem az adat és a cím vonalakon az adatforgalmat oszcilloszkóppal. Láthatóan volt adatforgalom, ez így biztató volt elsőre. Ekkor már lázban voltam, vajon rendben van-e minden? Rákötöttem egy televízióra, és bekapcsoltam…

Problémák.

Videójel volt, a képernyőn megjelent a keret, és a jumperek segítségével lehetett váltani a fekete és a fehér között. Azonban legnagyobb elkeseredésemre a kurzor sehol sem volt. Nah, gondoltam, kezdhetem a hibakeresést. Szinte biztosra vettem, hogy a hibát nyákhiba okozza. Mivel házilagos úton készült, elkerülhetetlen, hogy kisebb hibák néha bekövetkezzenek. Elkezdtem ellenőrizni mikroszkóp alatt a nyákon a huzalozást, és találtam is két hibát. Érdekes, hogy mindkettő nyákszakadás volt, azonban a műszeres mérés nem mutatott hibát. A szakadások javítása után reménykedve újra bekapcsoltam a gépet, azonban a helyzet nem változott. Azonban néha kell egy kis szerencse is. 🙂 Ahogy forgattam a kezemben a gép alaplapját, egyszer csak megjelent a kurzor. Hmm. Ahogy megmozdítottam az áramköri lapot, el is tűnt, dobott egy reset -et. Ekkor már biztosra vettem, hogy még van valami nyákhiba. Nem szaporítom tovább a szót, jöttek újabb ellenőrzések, próbálgatások, mérések, és sikerült megtalálni a hiba okát, ami a RAM ic egyik lába tövénél lévő hajszálrepedés volt. A javítása után a gép stabilan indult, ezzel az alaplap élesztésén túl voltam. Legalábbis ezt hittem…

A billentyűzet.

A következő lépés volt a billentyűzet elkészítése. Több alternatívában gondolkoztam, ezek közül az egyik az volt, amit a ZX80 -nál használtak. Vagyis a nyákon kialakított fólia, és vezető gumitappancsok egy fólia tasztatúrán. Viszont szerettem volna egy picit strapabíróbb kialakítást, illetve növelni szerettem volna a billentyűzet méretét. A megoldás a következő lett. Vásároltam 12x12mm -es smd mikrokapcsolókat, amiknek 7mm -es nyomógombjuk van és 4.3mm magasak. Terveztem egy nyomtatott áramköri lapot, amire kényelmes távolságban elhelyeztem a nyomógombokat.

A billentyűzet nyák, a beforrasztott mikrokapcsolókkal.

A mikrokapcsolók kiemelkednek a nyákról, így készíteni kellett hozzá egy távtartót, amire a billentyűzet takaró fóliáját ragaszthattam. Ezt 3D nyomtatóval nyomtattam ki, több darabból, mivel a nyomtatóm nem képes ekkora méret nyomtatására. Az egyes darabokat epoxi ragasztóval ragasztottam egymáshoz.

A billentyűzet takaró fóliájára egy szivacsos kétoldalú ragasztóval pici gombokat ragasztottam a billentyűk fölé, így a nyomógombok nyomása puhább lett. A takaró fóliát kétoldalú ragasztóval ragasztotta a távtartóra, amit 6 db 3mm -es csavarral fogattam a nyákhoz.

A kész billentyűzet.

A billentyűzet csatlakoztatására két tüskesort forrasztottam, és műszerrel ellenőriztem a működést. Úgy tűnt, minden rendben, de később azért kiderült egy kis hiba. Szerencsére könnyen lehetett javítani. 🙂

A készülékház.

A számítógép burkolatát szintén 3D nyomtatóval készítettem. Ezt is, mint a billentyűzetet, több darabból nyomtattam ki, majd ragasztással rögzítettem össze. A tetejére kapott egy üveglapot, melyen keresztül látható a gép belseje, illetve egy feliratot a tetejére. A gép alja rétegelt falapból készült. Beépítettem még 2 db. piros led -et, a dizájn kedvéért.

 

Elkészült. Vagy mégsem?

A gép összeépítése után következett az első igazi teszt, ami rögtön vakvágányra futott. A gép ugyan elindult, azonban bármely billentyű lenyomására reset -elt. Persze, hogy ne legyen egyszerű, bizonyos billentyűk működtek. Huhh. Újabb hibakeresés következett, méricskélés, IC cserélés. A billentyűzethez kapcsolódó logikai IC -t (74HC245) kicseréltem egy LS sorozatra, mert előforduló hibaként említették, hogy bizonyos esetekben ez gondot okozhat. Semmi változás nem történt. Sok keresgélés után végül rájöttem a hiba okára. El volt tervezve a nyák! A francba! Az eredeti nyomtatott áramköri terv tartalmazott 2 db hibát. Amire egy oldalon fel is hívták a figyelmet, azonban ezt valahogy nem vettem észre. Az egyik hiba, a RAM egy lábának felhúzó ellenállásának a hiánya. Egyébként ez még nem okozott problémát, nem úgy, mint a másik hiba. A memória dekóder egy címlába VCC helyett a GND-re volt kötve. Öreg hiba, hiszen így a címdekódolás nem egészen úgy működött, ahogy kellett volna. Miután kijavítottam a hibát, sokat javult a helyzet, már nem dobott reset -et, azonban bizonyos billentyűk továbbra sem működtek. A nyákrajzok között, már a javított nyákrajz van. Némi keresgélés után találtam egy rövidzárat a billentyűzet panel szalagkábel csatlakozójában, amit elhárítottam, és a gép innentől hiba nélkül működött.

A ROM lista.

Tesztelés.

Most már csak a tesztelés volt hátra. Írtam pár rövid programot, amik teljesen hibátlanul futottak. Aztán megpróbáltam betölteni ZX81 -es programokat. Ehhez kipróbáltam 2 kazettás magnót is, de nem vezetett sikerre. Az egyik magnóval, azonban sikerült programot kimenteni, majd vissza is tölteni, tehát a soros vonalak működtek. Megjegyzem, hogy sem a kazetta, sem a magnók nem mai gyerekek már, illetve az is gondot okozott, hogyan másoljam fel a programokat PC-ről kazettára. A gép működött, de az igazi teszt ekkor még elmaradt, de nem sokáig. Egy másik projektem éppen arról szólt, hogyan lehet ZX, Amstrad, és egyéb gépekbe SD kártyáról programot betölteni. Erre használható egység a TZX-Duino. Miután elkészült a TZX -em, kipróbáltam újra a gépet, és teljes volt a siker! Jupííí!!!

Letölthető programok.

1411 program ZX81-re. (.p fájlok – ZX81stuff.org.uk oldalról.)

Linkek, egyéb oldalak:

https://echorod.home.xs4all.nl/zx/zx97_lite.htm

http://oldcomputer.info/others/zx97lite/index.htm

http://www.angelfire.com/ab6/rodneyknaap/zx97l_e.html

Beszerzési források:

https://hqelektronika.hu/ (TTL IC -k, egyéb alkatrészek)

http://kontel.hu/ (TTL IC -k, egyéb alkatrészek)

https://www.ret.hu/ (6.5 MHz kristály)

http://www.ebay.com/ (Z80)

Hagyj üzenetet