Va de Retro (Satanás) -- Versión 3.3 SSL

(viene de aquí)

Este componente de los ZX Spectrum es un problema por lo que ayer mismo pedí unas muestras de unos modernos bastante pequeños (3.9x3.9x1.1mm.) con características muy similares que si una vez los pruebe se ve que van bien, podrían soldarse en una pequeña placa (pcb) diseñada para este propósito que lleve los pines para soldarla al Spectrum por la cara inferior y el nuevo transformador en la cara superior. Más tarde añadiré unos diseños 3D de cómo quedaría.

Recapitulando sobre el componente COIL sabemos que el transformador está hecho con cable esmaltado 28AWG (~0.32mm.) arrollado siempre en el mismo sentido sobre un núcleo de ferrita que, como indica el esquema, tiene 13 vueltas en el primario y 39 vueltas en el secundario. La relación (ratio) del transformador es por tanto 1:3.

La placa en la que está instalado el transformador tiene un grosor de 1.25mm. y el rectángulo que la inscribe es de 14.18x12.63mm. El diámetro del pin es de 0.9mm., la distancia entre los pines del primario o del secundario es de 9mm. (de centro a centro) y la distancia entre los pines del primario y el secundario es de 9.43mm. (de centro a centro).

El núcleo de ferrita tiene una altura de 8.32mm., un diámetro del cilindro exterior de 9.75mm. y un diámetro del cilindro interior de 6.75mm. con una pata central inferior (boss) de 3.53mm. de diámetro para facilitar su fijación a la placa (con pegamento).

La frecuencia de conmutación es de 19.7kHz.

Con la placa vista desde arriba numeramos los pines del conversor (step-up) DC-DC comenzando por el pin #1 en la esquina Noroeste (NO) y siguiendo en sentido antihorario, por lo que el transformador quedaría conectado de la siguiente forma:

Pin#	Conectado a	Posición⁽¹⁾	Tensión⁽²⁾
1	R61 terminal izquierdo	NO	-1.343V
2	TR4 base	SO	-1.341V
3	TR4 colector	SE	+9.30V
4	+9V del jack de barril	NE	+9.34V

en cuanto a medidas relativas entre primario y secundario tenemos:

Pines#	Tensión⁽³⁾	Resistencia ⁽⁴⁾	Corriente (mA)	Inductancia (1kHz)	Inductancia (100kHz)	Q⁽⁵⁾	ESR⁽⁶⁾	θ⁽⁷⁾	DF⁽⁸⁾
1-2	-145.8mV	0.05Ω	570mA	12.6µH	12.406µH	43.8	0.18Ω	88.6º	0.023
3-4	-333.9mV	0.25Ω	155.9mA	73.4µH	72.090µH	66.9	0.69Ω	89.0º	0.015

en definitiva la información con la que podemos verificar tanto los componentes encargados como el diseño final.

⁽¹⁾ con la pcb vista desde arriba en su posición normal (con el conector DC a la derecha).
⁽²⁾ respecto a tierra (GND) en un ZX Spectrum Issue 2 encendido.
⁽³⁾ en un ZX Spectrum Issue 2 encendido.
⁽⁴⁾ con el componente fuera de la placa.
⁽⁵⁾ factor de calidad/selectividad.
⁽⁶⁾ resistencia serie equivalente.
⁽⁷⁾ ángulo de fase.
⁽⁸⁾ factor de disipación.

Como se había anunciado aquí están las imágenes del diseño preliminar de la placa que, al final, tendría unas dimensiones de 12.64x12.64mm. y un grosor aproximado incluyendo la pcb de unos 2.8mm. por lo que la altura final en la práctica la vienen a determinar los pines.



las placas para los prototipos se pedirán mientras llegan las muestras y en cuanto reciba estas últimas las pruebo y os cuento.

Gracias por esta aportación

retrolab escribió: ↑04 Feb 2023, 01:03Gracias por esta aportación

Si todo va bien publicaremos toda la información, esquemas y gerbers para que se las monte quien desee o, si alguien se anima, se organice una tirada. Como de estas plaquitas caben 49 en una en blanco antes de cortar, sumando componentes, placa y portes el coste unitario estaría en principio alrededor de unos 2€.

Para poder conectar y desconectar el transformador original cuando hiciera falta se improvisó un zócalo para el mismo utilizando un zócalo recto DIP-8 cortado por ambos ejes en 4 trozos. En la siguiente imagen se puede ver el componente original conectado y desconectado de su nuevo zócalo:



y como se ve, la frecuencia del step-up (medida esta vez entre la base de TR4 y el terminal izquierdo de R61) sigue siendo la misma, 19.7kHz:



Ni que decir tiene, el comportamiento EMI/RFI (ante interferencias electromagnéticas) del nuevo transformador SMD es espectacular porque está completamente sellado/blindado lo que espero que sea apreciable en las pruebas cuando se utilice el ZX Spectrum a través de su tan entrañable como característico modulador.

Gracias por tan buen aporte y felicidades.
Otra gran ayuda a la comunidad.

Ayuda es ayuda.
Toda aportación es buena.
No hay nada más.

Si el aspecto final supusiera un problema estético se podría diseñar una placa con la misma forma de la original, con su agujero para el boss y preparada para soldar el transformador nuevo por debajo y otro averiado antiguo encima (desconectado) pero, en mi opinión, es una complicación innecesaria.

cacharreo escribió: ↑06 Feb 2023, 08:28 Si el aspecto final supusiera un problema estético se podría diseñar una placa con la misma forma de la original, con su agujero para el boss y preparada para soldar el transformador nuevo por debajo y otro averiado antiguo encima (desconectado) pero, en mi opinión, es una complicación innecesaria.

Y no se puede volver a bobinar el trasformador? Aunque nunca he visto uno roto. Lo mismo voy a sustituir la parte de generación de tensiones por unos reguladores chinorris, la bobina la eliminaré.
No me he leído todo. Si hay tirada de plaquitas, me apunto

Saludos

oldcomput escribió: ↑07 Feb 2023, 01:31

cacharreo escribió: ↑06 Feb 2023, 08:28 Si el aspecto final supusiera un problema estético se podría diseñar una placa con la misma forma de la original, con su agujero para el boss y preparada para soldar el transformador nuevo por debajo y otro averiado antiguo encima (desconectado) pero, en mi opinión, es una complicación innecesaria.

Y no se puede volver a bobinar el trasformador? Aunque nunca he visto uno roto. Lo mismo voy a sustituir la parte de generación de tensiones por unos reguladores chinorris, la bobina la eliminaré.
No me he leído todo. Si hay tirada de plaquitas, me apunto

Aquí hablaba solo del aspecto estético final. Cierto es que es muy difícil que se averíe este componente y que es posible arrollar el hilo a mano pero el resultado de comprar el cable esmaltado y arrollarlo asegurando una alineación exacta para conseguir el 100% de acoplamiento magnético entre primario y secundario es más quebradero de cabeza, más ruidoso (interferencia electromagnética), menos eficiente y menos económico que usando un transformador moderno de características casi idénticas.

oldcomput escribió: ↑07 Feb 2023, 01:31No me he leído todo. Si hay tirada de plaquitas, me apunto

A ver cómo va. Por mi parte si alguien se anima las plaquitas que sobren de las pruebas se las cedo para la tirada.