ZX Spectrum Bus Expander: Expansor multi-puerto para ZX Spectrum

[luisbarna]

Buenas,

¿Sabéis si hay algún expansor de puertos para Spectrum con varios conectores MX4?
Algo así como la Mother-X4 del AMSTRAD CPC. Resulta super practico poder ir colocando hardware en serie.

Gracias.

[cacharreo]

No sé cómo lo harán otros pero yo utilizo ZX Spectrum Dev Kit y/o ZX Spectrum Edge SX 0.00. Si echas un vistazo al tema de mis proyectos puedes encontrar el que mejor se adapte a tu caso porque según el interfaz hará falta uno u otro conector por lo que es mejor tener varios para adaptarlos como si fuera un juego de bloques. Por otro lado hay que tener en cuenta que el ZX Spectrum no está pensado para encadenar muchos periféricos porque con su fuente original no va muy sobrado en cuanto a corriente.

Para mí es la única manera de conectar, por ejemplo, un ZX-VGA-JOY que lo necesito sí o sí para ver el ZX Spectrum por el monitor y una SMART Card v3 porque ninguno tiene conexión de "bus pasante". No es una solución simple ni lista-para-usar en cualquier caso pero resuelve la papeleta.

[luisbarna]

La Mother-x4 tiene un conector de 5V para darle un poco mas de "chicha" a los puertos, ¿no se podría hacer algo parecido para los spectrum?
El ZX Spectrum Edge SX 0.00 me parece una solucion muy "limpia" parece que queda todo bastante bien colocadito.

[cacharreo]

Es posible pero sería mejor saber de antemano las configuraciones de periféricos posibles para ver cómo concretarlo.

[cacharreo]

La Mother-x4 tiene un conector de 5V para darle un poco mas de "chicha" a los puertos, ¿no se podría hacer algo parecido para los spectrum?

Pensando en la base del ZX Dev Kit lo he descartado como posible ampliación porque es mejor una nueva alternativa hecha desde cero como esta:



que constaría de varias partes, la placa principal de estos bocetos (~112x153mm.) y unas placas hijas para poder conectar periféricos también a 90º.

En el área de la izquierda se puede conectar una fuente de alimentación (de más de 7.5V y hasta 24V, 32V o 36V según el modelo escogido para VR1) con el conector DC (un común jack de barril) -da igual la polaridad- para darle más "chicha" a los periféricos conectados.

El conmutador lateral sirve para escoger entre la alimentación del ZX Spectrum (INT) o la generada desde el conector DC.

VR1 es un módulo regulador de 2A que se fija con facilidad a la placa principal mediante una tira de pines 1x03 de paso 2.54mm. Es con diferencia el componente menos económico del diseño (de 4€ largos hasta casi los 18€).

¿Preguntas? ¿propuestas de mejora? ¿sugerencias?

[luisbarna]

Joder que maravilla!!!

¿La alimentación debe ser de más de 7,5V? ¿No seria suficiente con el conector típico de 5V?
Entiendo que sin las "placas hijas" se pueden conectar los periféricos perpendiculares, tal cual.

Tiene muy buena pinta...

[cacharreo]

¿La alimentación debe ser de más de 7,5V? ¿No seria suficiente con el conector típico de 5V?

El uso del regulador para generar los 5V implica que la tensión debe ser más algo alta (>=7.6V) y aunque lo normal sería utilizar un alimentador como los del ZX Spectrum de 9V, también vale uno de 12V, 15V, 18V o 24V que son comunes en routers, electrodomésticos,...

Entiendo que sin las "placas hijas" se pueden conectar los periféricos perpendiculares, tal cual.

Sin placas adaptadoras (rectas o de 90º) se puede enchufar cualquier periférico de conexión vertical con conector IDC (2x28) como -y hablo solo de los que puedo probar- ZX VaDeRetror! SX, VaDeRetro divMMC, SuperCoCo, ZX Spectrum AY Sound Card o SpecSD.

[alvaroalea]

¿Alguien ha probado esto? No se si pasa algo parecido en los mx4 de amstrad, pero yo hice un invento parecido y me dio problemas.

Diseñe unas plaquetas con conectores dil de 60 pines, la idea era hacer algo tipo los bus scsi, y poder conectar varias tarjetas, pero lo descarte porque me funcionaba mal, si el cable media 20 o más cm, las interfaces tenían un funcionamiento errático, (mi idea era poder poner interfaces una al lado de otra).

Yo lo achaco a la excesiva longitud de los buses, y el otro día mirando la especificación del bus S-100 (que se usa con micros z80 y 8085) vi que usan terminadores.

Mi curiosidad es si los terminadores solucionarían el problema en mi invento y en si esa placa que habéis diseñado lo necesitaría.

[cacharreo]

Muchas gracias por tus observaciones y sugerencias.

¿Alguien ha probado esto? No se si pasa algo parecido en los mx4 de amstrad, pero yo hice un invento parecido y me dio problemas.

Con los expansores de bus MX4 para Amstrad CPC (p.e. el de @Rebobinando o el de @hobbyretro) que no superan los 100mm. (~16cm. con el cable) nunca he tenido problemas aunque quizás no sea decir mucho porque tiendo a usar las ranuras de expansión (slots) más cercanas al ordenador y nunca he conectado simultáneamente 4 periféricos.

Diseñe unas plaquetas con conectores dil de 60 pines, la idea era hacer algo tipo los bus scsi, y poder conectar varias tarjetas, pero lo descarte porque me funcionaba mal, si el cable media 20 o más cm, las interfaces tenían un funcionamiento errático, (mi idea era poder poner interfaces una al lado de otra).

Con cable sí que he experimentado para provocar el fallo y, si la memoria no me falla, con los DuPont de 20cm. aparecen rarezas por lo que con mi ZX Dev Kit solo uso de 10cm. entre la placa y las breadboards. No se me pasa que en el prototipo de ULA de Chris Smith había cables de más de 20cm. para señales y parece ser que no le afectaban pero, por otro lado, no descarto que con configuraciones especiales (p.e. un Z80 CMOS) puedan aparecer problemas con algún periférico.

En el caso que nos ocupa la placa completa tiene 153mm. de longitud, las pistas tienen tanto grosor como ancho de sobra y su longitud es mínima o cercana al óptimo (mínimo). Para simular el comportamiento he probado experimentalmente encadenando ZX Dev Kit 1.01 y 2.00 consiguiendo unos 12cm. entre el bus del Spectrum y el último periférico (ZX-VGA-JOY), usando un divMMC en la posición justamente anterior (ambos dispositivos CPLD de un tamaño considerable) y he podido acabar un juego en unos 10 minutos sin incidencias. Añadiendo un VaDeRetror! Mini (DD! todo-en-uno) se superan los 20cm., algo de basura en la zona de atributos de color (3-4 cuadrados) al cargar desde el divMMC y todo acaba en un bonito reinicio pero curiosamente quitando uno de los ZX Dev Kit la distancia es de casi unos 16cm. al divMMC y de más de 16cm. al ZX-VGA-JOY y todo vuelve a funcionar bien.

Se podría estudiar reducir la distancia entre ranuras de expansión (slots) hasta dejar el conjunto en unos 100mm. pero temo que entonces muchos periféricos no podrían conectarse porque no tendrían espacio por abajo.

Yo lo achaco a la excesiva longitud de los buses, y el otro día mirando la especificación del bus S-100 (que se usa con micros z80 y 8085) vi que usan terminadores.
Mi curiosidad es si los terminadores solucionarían el problema en mi invento y en si esa placa que habéis diseñado lo necesitaría.

Sin mirarlo pienso que los problemas aparecerían con seguridad a un mínimo de 2-3 veces la velocidad de reloj de estos equipos y/o usando componentes más sensibles/rápidos (CMOS) pero sin duda que voy a estudiarlo.

[cacharreo]

Nueva versión 1.01 disponible
Un expansor de bus para ZX Spectrum con cuatro puertos y un conector de borde pass-through al estilo de los modelos MX4 para Amstrad CPC con componentes de agujero pasante (through-hole) aunque opcionalmente se pueden cambiar las referencias D1 y R1 por su equivalentes SMD (0805) si estéticamente se prefiere así.

El expansor dispone de un conector DC (jack de barril) donde opcionalmente enchufar una fuente de alimentación externa para los periféricos conectados. Hay 4 opciones para el regulador VR1,

• DD2604MA: Los valores de C1 y C2 deben ser ambos de 10µF. La tensión de la fuente de alimentación externa debe estar en el rango entre 9V y 27V.
• MPS mEZD72402A-G: Los valores de C1 y C2 deben ser respectivamente 2.2µF y 10µF. La tensión de la fuente de alimentación externa debe estar en el rango entre 6V y 36V.
• MPS mEZD71202A-G: Los valores de C1 y C2 deben ser respectivamente 2.2µF y 10µF. La tensión de la fuente de alimentación externa debe estar en el rango entre 6V y 24V.
• RECOM R-78B5.0-2.0: Los valores de C1 y C2 deben ser ambos de 10µF. La tensión de la fuente de alimentación externa debe estar en el rango entre 7.6V y 32V.
• muRata 78SRH-5/2-C: Los valores de C1 y C2 deben ser ambos de 10µF. La tensión de la fuente de alimentación externa debe estar en el rango entre 9V y 32V.

escoger una u otra opción dependerá de preferencias personales en función de la estética del conjunto, el rango de la tensión de alimentación y, siendo con diferencia el componente más caro del montaje, el precio (como referencia y de forma respectiva 2.4€, 9€, 6€, 14€ y 19€).

Esquemas

Expansor de bus


Adaptador para conector de borde vertical y
Adaptador para conector de borde en ángulo recto


Lista de componentes

Expansor de bus (39)

Cantidad	Referencia	Valor	Formato
1	J7	ZX BUS	Conector de borde (edge) de 56 pines para ZX Spectrum⁽¹⁾
1	R1	330Ω	Resistencia axial DIN0207 L6.3mm ⌀2.5mm 𝄩7.62mm (opcional)
1	R1	330Ω 1/8W 1%	0805 (opcional)
1	C1	2.2µF 16V⁽²⁾	Condensador electrolítico radial ⌀4.0mm 𝄩1.50mm
1	C2	10µF 16V	Condensador electrolítico radial ⌀4.0mm 𝄩1.50mm
1	D2	DB207	Puente rectificador DIP-4 L5.00mm W8.80mm (opcional)
1	D2	DF210-G	Puente rectificador DF-4 L5.00mm W8.80mm (opcional)
1	D1	PWR [Red]	LED ⌀3.0mm (opcional)
1	D1	PWR [RED]	LED 0805 (opcional)
1	SW1	POWER	Conmutador SPDT SK-12D07 2A 30V/50V L8.60 W4.30 H4.69 con patas
1	J1	DC POWER	Jack de barril hembra Wuerth 6941xx301002
4	J3-J6	#1,#2,#3,#4	Tira de pines 2x28 hembra⁽³⁾
8	J3-J6	#1,#2,#3,#4	Pin de bloqueo⁽⁴⁾
1	VR1	DD2604MA	Convertidor DC-DC 9-27V a 5V 2A SIP-3 𝄩2.54mm (opcional)
1	VR1	mEZD72402A-G	Convertidor DC-DC Monolithic Power Systems 4.5-36V SIP-3 𝄩2.54mm (opcional)
1	VR1	mEZD71202A-G	Convertidor DC-DC Monolithic Power Systems 4.5-24V SIP-3 𝄩2.54mm (opcional)
1	VR1	R-78B5.0-2.0	Convertidor DC-DC RECOM R-78B5.0-2.0 6.5-32V SIP-3 𝄩2.54mm (opcional)
1	VR1	78SRH-5/2-C	Convertidor DC-DC muRata 78SRH-5/2-C 8-32V SIP-3 𝄩2.54mm (opcional)
9	S1	Tornillos	Tornillo de nylon M3 6mm negro
9	S2	Espaciadores	Espaciador de nylon M3 10mm negro

Lista de componentes interactiva

Adaptador para conector de borde en ángulo recto (1)

Cantidad	Referencia	Valor	Formato
1	J2	ZX BUS	Tira de pines macho de 56 pines 2x28⁽⁵⁾

PCB




Gerbers
Expansor de bus
Adaptador para conector de borde vertical
Adaptador para conector de borde en ángulo recto

⁽¹⁾ La fila 5 no debe tener pines y montar una pieza de bloqueo para evitar que conecte en otras posiciones al ZX Spectrum.
⁽²⁾ Confirmar su valor según VR1 con el texto de la presentación.
⁽³⁾ La fila 5 debe estar obturada con 2 pines de bloqueo.
⁽⁴⁾ DuPont Blocking Pin / AMP-LATCH Keying Plug TE 499712-1 / Harwin M20-003 Polarising Pin.
⁽⁵⁾ La fila 5 no debe tener pines.