Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

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Fermars
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Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por Fermars » 10 Oct 2014, 19:22

Hola a todos, llevo con esto bastante tiempo y por fin creo que lo he terminado. Se admiten sugerencias de cualquier otra modificación que se le pueda implementar...
Voy a publicarlo también en otros foros porque se que hay gente que pedía ideas de modificaciones para Spectrums.

Este es el mismo Spectrum que cascó hace tiempo y publiqué por ahí un post de mi gomas que se chamuscó por un despiste y le cambié algunos componentes en lo que se hizo llamar el "Kit anticalentones". El caso es que me he ido animando y al final he hecho un Spectrum con mogollón de cosas cambiadas y reparadas. La verdad es que estoy bastante orgulloso del nene, funciona perfectamente y calentamiento muy reducido.

La lista de modificaciones/reparaciones es:

1.- Adaptación de un DIODO en la entrada de aliemtación para evitar averías por cambios de polaridad.
2.- Cambio del 7805 original y el disipador por un StepDown regulado a 5V que no se calienta y tiene una salida de 3A
3.- LED testigo de alimentación
4.- Botón de reset
5.- Potenciómetro de volumen
6.- Interruptor RF/AV para conmutar entre salida de vídeo compuesto o salida de vídeo clásica (soy un nostálgico)
7.- Sustitución de todos los chips de memoria por placas íntegras con memoria SMD (comprados, ver post).
8.- Utilización de una ULA reparada (no funcionaba la carga de juegos, estaba ¡sorda!)
9.- Cambio del PCF1306 por un circuito equivalente con componentes SMD (invento de José Leandro)
10.- Generoso disipador de calor para la ULA
11.- Implementación de salida de imagen por S-Vídeo
12.- Switch para cambio de EPROM
13.- Amplificador de audio para carga desde MP3 o móviles

Y a parte de todo lo anterior, ya hice lo siguiente:

- 99% de los integrados en zócalos (para una sencilla sustitución o pruebas)
- Cambio de membrana (imprescindible)
- Sustitución de todos los condensadores electrolíticos (para mejorar el funcionamiento general y la calidad de imagen)

Vamos paso a paso...

1. Montaje del diodo para evitar averías por cambio de polaridad.

Ya sabéis que una de los fallos más comunes, por despiste o desconocimiento, es alimentar al Spectrum con otra fuente que tenga una clavija de alimentación que "encaje". Esto puede suponer una avería bastante grande porque estamos cambiado el positivo por el negativo. Y es que no se por qué en aquella época, Sinclair lo puso al revés, el positivo por fuera y el pin el negativo.
En cualquier caso, para solventarlo nada mejor que protegerse y que mejor que usar un diodo para tal fin.

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En la primera imagen vemos que tan solo habría que levantar la patilla trasera (negativo) del conector de alimentación, doblarla hacia arriba y meter el diodo por el agujero que tiene la propia placa. La verdad es que el hueco es exactamente igual que el diodo que he usado y queda firme, sin holguras.

2. Cambio del 7805

Esto es ya imprescindible para evitar que nuestro Spectrum se tueste. Al principio probé con un regulador comprado en DealExtreme. Da el mismo rendimiento que los "caros" Tracopowers y tiene también 1A de salida. Al final lo mejor ha sido usar un StepDown que cuesta poco más de 1 Euros y da 3 amperios de salida. El pero es que es un poco grande y hay que ubicarlo, aunque sin el 7805 y el disipador, casi seguro que entra apretado en ese hueco. Yo lo he puesto en otro sitio porque ya tenía usado ese espacio para poner un condensador de filtrado y un conector para el LED testigo de alimentación como veremos después.

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ACTUALIZACIÓN

He conseguido unos reguladores en Ebay con exactamente las mismas características pero con el tamaño justo de un 7805 con disipador, lo que me ha permitido situarlo en su lugar, acortar los cables y montar un condensador en "piggy-back". Mucho más recogido y mas curioso.

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Sin duda es muy fácil de implementar y en su momento me hubiera salvado del Spectrum a la barbacoa porque hubiera visto que se quedó encendido.
La tensión la podemos sacar de ambos polos de C34. Le he puesto un conector que resulta muy útil para poder conectar y desconectar el LED cuando hay que abrir el Spectrum. Al cerrarlo se vuelve a conectar y listo.

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4. Botón de reset.

Yo diría que es imprescindible por muchas razones pero la fundamental es la de no tener que estar quitando y poniendo el conector de alimentación del Spectrum o dándole al interruptor de la fuente(si es que tenéis y si no, entrar al enlace para ver cómo poner uno). El botón de reset alarga la vida de nuestros componentes y del Spectrum en general porque no hay que quitar tensiones de todos los integrados y componentes para al momento volver a alimentarlo todo. Las memorias sobretodo sufren bastante por este motivo y además, es muy cómodo ¿no?

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En un Issue 6A (como es el caso) el botón de reset viene de serie, pero siempre podemos sacarlo de los bornes de C26 o C27.

5. Control de volumen.

Seguro que más de una vez os habéis llevado una bronca porque el gomas chillaba demasiado con algún juego o durante la carga de un programa...Pues eso se acabó con la implementación de un control de volumen a demanda. La verdad es que queda discreto y funciona genial. La idea ya la planteé hace mucho tiempo en Speccy, y finalmente la pude poner en marcha. Por cierto, el potenciómetro es reciclado de una vieja unidad lectora de CD.

Es tan sencillo como esto:

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Y tras buscar una ubicación queda así:

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Hay que mecanizar un poco la carcasa, con cuidado de no dañarla...

6. Interruptor RF/AV

Esto ya es un tema personal, me gusta la idea de poder conectar mi Spectrum por vídeo compuesto o por la salida de antena de toda la vida y qué mejor manera de hacerlo que usar el mismo conector para ambas cosas. La forma que he ideado es la incorporación de un interruptor que permita conmutar entre uno y otro modo según la tele que vaya a usar. El montaje es muy fácil, es como hacer la modificación de vídeo compuesto clásica, pero en vez de unir el cable con la señal de vídeo directamente al polo central del conector, le metemos un interruptor.

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Como véis, lo he situado al lado de los conectores de audio del Spectrum. Hay que mecanizar un poco la carcasa para poder manipular el interruptor pero lo he dejado de tal manera que no moleste al conectar cualquier interface al puerto trasero.

7. Cambio de memorias

Ya desde hace tiempo han surgido algunos sustitutos de las memorias del Spectrum, sobre todo de la memoria baja y es que los 4116 escasean y además son muy propensos a fallos y errores. La solución es cambiarlo por integrados de memoria modernos que únicamente necesitan 5v para funcionar y por supuesto, son más estables y no generan calor, lo que redunda en un consumo más eficiente de la energía. En mi caso he cambiado tanto la memoria baja como la memoria alta, el único requisito (a parte de gastarse la pasta) es que hay que sacar todos los chips de memoria y sustituirlos por zócalos con el fin de poder insertar esas nuevas placas. Más info en el post de eltargui.

viewtopic.php?f=48&t=2068

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8. Uso de una ULA reciclada

Todos sabemos que el punto débil de un Spectrum en cuanto a repuestos es la ULA, el único componente que no puedes sustituir por ningún otro integrado comercial. Sabemos que hay proyectos que permiten su realización pero hoy por hoy no se puede comprar. (He oído rumores de que los chinos tienen clones de ULAs?)
Lo que intenté es hacer uso de una de esas ULAs que están semi-estropeadas, en esta ocasión la ULA parecía funcionar bien pero no cargaba de casete. ¿Se puede reparar? no, pero es posible construir el "trocito" de ULA que controla la carga del casete fuera de ella y que se puedan volver a cargar programas como si todo estuviera bien.
Esta solución la ha aportado mcleod_ideafix en el foro Speccy, sin él no hubiera tenido ni idea de cómo hacerlo pero os podéis imaginar la cara que se me quedó cuando vi que el Spectrum volvía a cargar juegos con normalidad.
Para su reparación usé un integrado 74HCT125.

Al principio monté el integrado y los cables con la ayuda de una placa de pruebas:

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Y funcionó perfectamente y a la primera, casi no me lo creo:

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Después ya lo dejé "bonito" y monté el 74HCT125 en una placa perforada para poder soldar con más comodidad, recorté los cables lo justo para evitar que quedaran demasiado largos y lo que hice fue coger los puntos de soldadura debajo de la placa y pasar los cables por lo agujeros, así queda más recogido.

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Y aquí por la parte inferior:

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Toda la información en este post:
http://foro.speccy.org/viewtopic.php?f=8&t=3707

9. Cambio del PCF1306

José Leandro tiene en el trastero un artículo
http://trastero.speccy.org/cosas/JL/pcf ... 1306P.html

donde explica cómo determinó los componentes que hay dentro del integrado PCF1306 que montan las Issue 6. Un trabajo excelente sin duda y lo mejor es que queda muy bien realizado en componentes SMD (tiene otra versión con componentes discretos). Resulta imprescindible levantar el integrado de 40 patillas y poner un zócalo.
Queda de la siguiente manera:

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Ahora si tenemos alguna avería en alguno de esos integrados se pueden sustituir como hacíamos en ISSUES anteriores.

10. Disipador de la ULA

No cuesta nada y alargaremos la vida de este componente. Simplemente recortar un trozo de aluminio del tamaño adecuado (max. 1,5mm de altura), hacerle algunos cortes tipo rejilla para mejorar la disipación, colocarlo encima de la ULA con pasta térmica y 4 goas de pegamento rápido en las esquinas. No se moverá y hará que la temperatura de trabajo descienda notablemente. Si la ULA se estropea será por otro motivo, pero no por calor. Además, ahora que tengo esta ULA especial (con el fallo de carga de casete) hay que cuidarla ;-).

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11. Salida de imagen S-Vídeo

Todos sabemos las diferentes calidades que le podemos sacar a un gomas, desde la salida RF que es la peor, vídeo compuesto que es fácil de implementar y mejora mucho con respecto a RF y por último en los gomas también es posible sacar una salida compatible con S-VIDEO que es mucho mejor que el vídeo compuesto sin llegar a ser RGB (pero se le acerca bastante). Muchos televisores modernos tendrán esta entrada así que podremos usarla y disfrutar por fin de una imagen nítida, sin movimientos raros, sin interferencias...vamos, una pasada!

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Toda la información de como implementar esta modificación en este hilo:
viewtopic.php?f=48&t=2605

12. Switch para cambio de EPROM

Es tan sencillo de implementar gracias a José Leandro y su explicación en esta página:
http://trastero.speccy.org/cosas/JL/ROM ... EPROM.html

que no podía dejar de hacerlo. Y es que funciona de miedo, pones una EPROM 27C256, grabas en sus dos bandos de 16K sendas EPROMs y poniendo un interruptor por fuera puedes seleccionar cualquiera de ellos. Solo hace falta echar un ratillo, dos diodos, una resistencia de 10K y un interruptor pequeño. Y por supuesto la EPROM grabada.

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Tengo varias EPROMs grabadas con los juegos de 16K que se implementaron en cartucho para Interface 2 y he probado con uno de ellos. Con el interruptor en una posición tenemos el JETPACK:

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Y como no podía ser de otra manera, en la otra posición carga el segundo juego:

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13. Amplificador de audio interno para carga de programas desde MP3 o móviles

Es muy cómodo porque hay pocos dispositivos externos de audio que tengan el nivel suficiente como para que el Spectrum se entere y cargue los programas. Con un sencillo amplificador podemos solventar este problema.
Más información en este post.

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Y finalmente este es el aspecto que tiene mi Spectrum con las 13 modificaciones anteriores.

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Y esto es todo por el momento, hay más cosas que se le puede implementar a estos Spectrum así, en plan casero, pero creo que de momento no va mal...
Hay dos cosas más que no he nombrado y es la incorporación de un condensador para evitar el rizado en la entrada de la alimentación (se puede ver en las primeras fotos) y que el TR4 lo he puesto en zócalo, el más susceptible de quemarse por culpa de alguna memoria baja en mal estado, aunque eso ahora con la instalación de las placas que sustituyen las memorias, creo que será muy poco probable.

Espero que os haya parecido interesante.
Saludos.
Última edición por Fermars el 01 Feb 2015, 19:33, editado 24 veces en total.
Fernando

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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por flopping » 10 Oct 2014, 21:25

Que pena de carcasa, le has hecho mas agujeros que un queso de grullere, jajajaaja...bueno, algunas cosas mas se le podrían hacer, como cambiar la rom por una eeprom de mayor capacidad, con diferentes sistemas, para usar uno u otro según nos convenga, esto no es esencial, pero mola tenerlo, yo lo voy a implementar en un Spectrum, pero con control por teclado, al igual que un reset, también por teclado, sin pulsador ni hacer agujeros, también se le puede poner un Z80 al doble de velocidad y overclockear el ordenador, teniendo así un turbo, y bueno, ya poco mas se le puede hacer, ya que lo de meterle un chip de sonido, y una ampliación de memoria, ya seria cambiar completamente de ordenador, pero como caber, cabria dentro, un día de estos me voy a tunear yo también un Spectrum a ver que le meto, jejejeejejeje...salu2.
No me hago responsable de mis post pues estan escritos bajo la influencia del alcohol y drogas psicotropicas, por la esquizofrenia paranoide que padezco.
(C) 1982-2018, 36 años de ZX Spectrum.
http://www.va-de-retro.com/ un foro "diferente".

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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por eltargui » 10 Oct 2014, 21:43

Queda genial ese mazinger ZX.
ZX eltargui un blog dedicado a los micro-ordenadores Sinclair

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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por Fermars » 10 Oct 2014, 23:03

flopping escribió:Que pena de carcasa, le has hecho mas agujeros que un queso de grullere
Bueno, es de uno que conseguí bastante hecho polvo, la carcasa inferior estaba algo quemada y deformada por algún calentón del regulador así que no me dio demasiada lástima. Hay Spectrum intocables, pero este ya estaba bastante tocado así que ideal para hacer pruebas. Al final fíjate, es el que más cariño le tengo :D.
flopping escribió:cambiar la rom por una eeprom de mayor capacidad, con diferentes sistemas,
Eso ya lo había pensado, pero no tengo ni idea de cómo hacerlo. Lo más que iba a hacer, ya que estamos por meter cosas "no originales" era quitar la ROM y tenerla como repuesto y ponerle una EPROM, pero lo de los 4 sistemas ...ya me gustaría pero necesitaría instrucciones bastante precisas.
El resto de cosas ya se me escapan de verdad y de cualquier manera, cambiarlo tanto ya no sería un Spectrum, sería una especie de clon "Harlequín" ;).
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Mensaje por Sinclair » 10 Oct 2014, 23:11

Un trabajo muy fino y muy bien documentado, si señor ...no me quito el sombrero porque se me ve calva :)) :))
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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por Ben-kenobi » 10 Oct 2014, 23:15

Felicidades ferman , un trabajo muy fino , a ver si hacemos una quedada los de madrid y alrededores , te lo traes y podemos verlo en persona .

X cierto , tienes un privado mio.
Quieres vinilos para makear tu spectrum? Mira Aqui

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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por flopping » 10 Oct 2014, 23:36

Fermars escribió:
flopping escribió:Que pena de carcasa, le has hecho mas agujeros que un queso de grullere
Bueno, es de uno que conseguí bastante hecho polvo, la carcasa inferior estaba algo quemada y deformada por algún calentón del regulador así que no me dio demasiada lástima. Hay Spectrum intocables, pero este ya estaba bastante tocado así que ideal para hacer pruebas. Al final fíjate, es el que más cariño le tengo :D.
flopping escribió:cambiar la rom por una eeprom de mayor capacidad, con diferentes sistemas,
Eso ya lo había pensado, pero no tengo ni idea de cómo hacerlo. Lo más que iba a hacer, ya que estamos por meter cosas "no originales" era quitar la ROM y tenerla como repuesto y ponerle una EPROM, pero lo de los 4 sistemas ...ya me gustaría pero necesitaría instrucciones bastante precisas.
El resto de cosas ya se me escapan de verdad y de cualquier manera, cambiarlo tanto ya no sería un Spectrum, sería una especie de clon "Harlequín" ;).
Bueno, por lo que veo es un Spectrum de batalla y si estaba tan mal, pues vale, a fin de cuentas es solo plástico, jajajaj....

Mira para lo de las roms aqui tienes un método bastante fácil, aunque esa era una primera versión, como te decía mi intención es hacer los cambios de rom, directamente desde el teclado, jejejeejej.....pero bueno, para lo que necesitas, creo que el ejemplo que te he puesto te sirve, si te animas, yo te ayudo en las dudas que puedas tener, salu2.
No me hago responsable de mis post pues estan escritos bajo la influencia del alcohol y drogas psicotropicas, por la esquizofrenia paranoide que padezco.
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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por only8bits » 07 Nov 2014, 11:44

El Stepdown para sustituir el 7805 que utilizas hay que regular la salida a 5v.

¿ Una vez regulada la salidaa 5v si el voltaje de entrada varia siempre salen 5v ?

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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por Fermars » 07 Nov 2014, 11:53

only8bits escribió:El Stepdown para sustituir el 7805 que utilizas hay que regular la salida a 5v.

¿ Una vez regulada la salidaa 5v si el voltaje de entrada varia siempre salen 5v ?
Si, esa placa stepdown permite mediante el pequeño potenciómetro regular y fijar la tensión de salida a 5V. La tensión de entrada puede ser variable y admite un rango muy amplio. La respuesta es sí, podrías usar cualquier transformado de corriente con al menos la misma corriente de salida que la del original que ronda los 1,5A, ¡¡pero ten cuidado con la polaridad!!
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Re: Modificaciones para el ZX Spectrum 48K

Mensaje por javier2112 » 08 Nov 2014, 12:08

Es un trabajo impresionante, especialmente el tema de la memoria RAM o la ULA.

Yo echo de menos algún detalle más en tu exposición. Por ejemplo:
- Qué diodo has usado, o al menos, qué características debería tener.
- Qué modelo es y dónde has adquirido ese StepDown, y por qué no tiene aparentemente conectado el negativo a la salida.
- ¿Tienes interferencias en la imagen ya sea por RF o video compuesto o es buena la calidad?

Luego un par de sugerencias: tal y como lo tienes ¿realmente necesitas -5V y +12V? Porque si no es así, podrías simplificar el circuito de alimentación. Otra cosa que puedes hacer es, además por tener zócalo sería más sencillo, sustituir la ROM por una EPROM.

Un saludo.

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