C64 DIY kiegészítők

Hasznos C64-es kiegészítő áramkörök, hogy 2023-ban is élvezet legyen a retró !

Az utóbbi hetekben igyekeztem bepótolni mindent, ami a tavalyi esztendőből, vagy csak úgy kíváncsiságból elmaradt: sikerült befejezni ezeket az apró (de annál hasznosabb) bővítéseket, modding hardvereket a 2022-ben 40. évfordulóját ünneplő legendás masinához, a Commodore 64-hez.

Gyermekkorom számítógépe meglehetősen idős kort élt meg és hazudnék, ha azt mondanám, hogy ezek a koros vasak nem hullanak mint a legyek. Mintha az elmúlt 4-5 évben maximális fokozatra kapcsoltak volna a meghibásodások, amortizáció és az “állásában is tönkremegy” jelenségek, legalábbis a fórumokon, ismerősöknél és a saját gépeimnél is ezt tapasztalom. Oxidációk, custom chip-halálok (különösen a CIA-CPU-VIC-SID-re, valamint a gyengébb minőségű RAM modulokra), halálos fenyegetéssel bíró tápegységek (ez a legrosszabb, elég egy zárlat és bye-bye masina…), mind időzített bomba.

Egy korábbi bejegyzésemben már leírtam, hogy 2021 környékén kicsit beleástam jobban magam a C64 lelkivilágába és jónéhány donorlapon gyakorolva sikerült őket szépen felújítani, feléleszteni, megjavítani – a neten számos inspirációs forrás és műszaki adatbázis található a különböző típusú hibák, jelenségek és problémák diagnosztizálására – a szcéna tett arról, hogy ezek már ne legyenek igazából bennfentes titkok.

Ez adta az első lökést ahhoz, hogy komolyabban is nekiálljak foglalkozni az öreg masinákkal kapcsolatos DIY projektekkel. A forrasztási tapasztalat megszerzésére is kiválóak a lyukfurat megoldású kiegészítők és ahogy szép lassan megvettem mindent a minőségi munkához (egy jó hőfokszabályzós forrasztóállomást, egy vákuumos kiforrasztópisztolyt, illetve egy SMD forrasztására is alkalmas forrólevegős forrasztóállomást), folyasztószereket, IPA-t, vegyszereket a forraszanyagok eltávolításához, kiforrasztószalagot és vagy egy fél zsáknyi alkatrészt jóárasítva az Aliexpressről (beleértve a diódákat, különböző értékkel bíró kondenzátorokat, ellenállásokat) – úgy váltak ezek a projektek egyre könnyebbé, érdekesebbé és a javítások izgalmasabbá.

Miután a nagy sikerű multikártyáimból (a Retroid Starcade Game Vault kiadásokból) készítettem egy második batchet is az igények kiszolgálására (és emiatt egy második 40. évfordulós kompiláció is csatlakozott az első kettőhöz), elkészült az első Kernal Switcher. A sikeres kiegészítőt egy praktikus JoySwitcher, egy CPU Riser, egy Extended Lumafix64 és egy (longboard verzióhoz készült) RF mod követte, itt tartok jelenleg a sorban. Van még néhány ötletem, de egy időre most pihenőre megy a C64 DIY projekt – vár még rám egy-két baráti masina és az idei projektem, egy Sixtyclone megépítése, az idő pedig vészesen fogy… no, de mik is ezek?

#JoySwitcher

A JoySwitcher alapvetően egy 1 Player-re optimalizált joyport-váltó áramkör, amely azt a célt szolgálja, hogy megvédje a (részben) I/O műveletekért (is) felelős CIA1 és CIA2 custom MOS chipeket. A CIA chipek védelme rendkívül fontos, mert azon kevés építőelemek egyike, amelynek még nincs széles körben elérhető FPGA-alapú helyettesítője. Ezekenek az áramköri elemeknek az achilles-sarka a gép működés közbeni joystick ki-be húzkodása a játékok aktuálisan használt Joyportja miatt – ha két joypad/joystick van folyamatosan csatlakoztatva a géphez, akkor ez kevésbé zavaró probléma, de ha főként egyjátékos módot támogató programokat használsz, vagy kedvenc joystickodból csak egy példányod van, ez a kiegészítő erre nyújt megoldást. A bekapcsolt állapotban folyamatosan váltogatott Joystick port csatlakoztatása idővel tönkreteszi a CIA1/2 custom MOS chipeket, amelyek periféria kezelési meghibásodást, rendellenes működést, fagyást, súlyosabb esetben pedig fekete képernyőhibát is okoznak. A Joyswitcher áramköri felépítése lehetővé teszi, hogy egy-egy tact gombbal váltsunk az aktív joyport között, amelyet egy piros és kék led is jelez. További funkciója, hogy rendelkezik ki-be kapcsolható autofire opcióval (a joypad-ek vagy régebbi joystick verziókhoz), illetve átszerkeszthető gomb-beállításokkal is, amelyekkel a felfelé irányt egy joypad esetén például gombra is ráhúzhatjuk (a d-pad felfelé nyomkodása helyett például).

Figyelem: a JoySwitcher- és a joystickok csatlakoztatása, a kiegészítő button-mapping funkciója, illetve az autofire kapcsoló is csak és kizárólag a számítógép kikapcsolt állapotában állítható, különben károsodást okozhat a CIA chip működésében. Bővebb információt a JoySwitcherhez mellékelt leírásában találsz.

MOS 6510/8500 CPU Riser

A CPU Riser egy ún. kiegészítő áramkör a C64 központi processzorához MOS6510 vagy 8500) – akkor használatos, ha olyan kiegészítőket használsz, amelyekhez szükség van különböző időzítő szignálok átkábelezésére, vagy adatbuszok átirányítására. Az én esetemben a CPU Riser a legfontosabb kivezetéseket tartalmazza, így nem szükséges a CPU lábazatának, vagy foglalatának átforrasztgatása. Használata praktikus, kényelmes és könnyen használható olyan kiegészítőkhöz, mint pl. a sztereó áramkörök (mixSID, sidFX, ArmSID és társai). A CPU Riser használatához ki kell emelni a CPU-t a foglalatából, majd a riserbe csatlakoztatni – az így felszerelt risert pedig a CPU foglalatába kell pattintani. Azoknál a régebbi C64 modelleknél, ahol a CPU nem socketelt, ott először foglalatozásra van szükség, amely némi szakértelmet és megfelelő kiforrasztó-eszközöket igényel, ezt mindenképp szakemberrel végeztesd el előtte.

Extended Lumafix64

Az általam épített Lumafix a korábbi Lumafix rendszerekhez hasonlítható, ám az SMD alkatrészek helyett hagyományos, furatszerelt áramköri elemekkel működik, így olcsóbban és könnyebben előállítható, illetve javítható – funkcionalitásában pedig ugyanazt a megoldást nyújtja. A VIC videóáramkörből származó videójel képtorzítását hivatott csökkenteni a mai modern megjelenítőkön – az alaplapi áramkörön átkergetett videójel összeszedi a környező áramköri elemek elektronikus zaját – az áramkör alapvetően nem tudja ezeket megszűntetni, de a zaj negatív oldalának felerősítésével gyakorlatilag teljesen kioltja azokat. A Lumafix használata egyszerű: a VIC-II videóchipet a Lumafixbe helyezve, majd azt a VIC-II fogalatába pattintva lehet beépíteni. A behelyezést követően bekapcsolás után felülről lefelé haladva, az egyes videószignálokért felelős potenciométerek csavarhúzóval történő állítgatásával (az óramutató járásának megegyező irányú óvatos tekerésével) szépen kijavítható a függőleges vonaltorzítás. Az általam készített Extended Lumafix64-ből kétféle verzió is készült: egyik a klasszikus kialakítás, a másik viszont tartalmazza a chroma/luma kivezetéseket (az ún. Signal Bypass connectorokat némiképp nagyobb NYÁK-méretért cserére), amelyekkel ez a két legfontosabb szignál átvezetékezhető közvetlenül alternatív videókimenetre, mint amilyen a lentebb is olvasható, RF modulátor helyére építhető S-VIDEO / sztereó mod.

Figyelem: némely alaplaptípuson a VIC-II videóchip egy ún. fémsapka alatt található. Ezt a fémsapkát problémamentesen el lehet távolítani néhány forraszpötty felmelegítésével, ezáltal elérhetővé válik a VIC-II áramkör. A Lumafix64 alkalmazása esetén javasolt DIP32-méretű hűtőbordával ellátni a processzort, amely sokkal jobb hővezetést biztosít a klasszikus termosapkához képest.

RF mod / S-Video / Sztereó / VIC-II Bypass

ez volt a sorban utolsó, viszont a JoySwitcher mellett a második legbonyolultabb kiegészítőm. Az RF mod tulajdonképp az eredeti (manapság gyakorlatilag már használhatatlan és egyébként is gyengébb minőségű) analóg RF modulátor helyére illeszthető multifunkcionális kiegészítő, amely egy S-Video kimenetet, illetve egy sztereó 3,5jack audio csatlakozó áramkört tartalmaz (ez utóbbi értelemszerűen csak akkor működik, ha van sztereó áramkör kialakítás a gépben). A telepítéshez itt azért alapvetően már minimális forrasztási készség szükségeltetik – a modulátort alul néhány nagyobb forraszpötty tartja rajta a C64 motherboardon – ezeket egy vákuumos kiforrasztó állomással, forrólevegős forrasztóállomással lehet szakszerűen és gyorsan eltávolítani. A kiforrasztó szalagos és egyéb kézi szippantópisztolyos módszerek a régi nyák-ok esetén nehézkesek – ha nincs megfelelő szerkezeted otthon, javaslom kérdd egy elektroműszerész segítségét.

No de mi is ez a kiegészítő? A típus, amelyet készítettem, az ún. longboard C64 variánsokkal kompatíbilis: ezek az ASSY# KU-14194HB, 250407, 250425, 250466 sorozatszámú modellek, a #250469 és a C128 verzókhoz az ún. “shortboard” változatok szükségesek, amelyek áramköre is kisebb. (A #326298 egyik verzióval sem kompatibilis). Ez a módosítás amellett, hogy a lehető legjobb analóg videójel formátumot biztosítja (ez az S-Video), az alap RF modulátozhoz képest az alábbi plusz funkciókkal van felvértezve:

• integrált S-Video socket, 300mVp-p értékű Chroma jellel – közvetlen upscaler csatlakozáshoz, vagy S-Video-képes kijelzőhöz
• signal bypass funkció az alaplapi mono AV DIN csatlakozóhoz mono jel esetén, kompozit és chroma/luma-képes monitorok esetén
• kompozit jel letiltás (opcionális)
• kompozit jel Chroma jel és színjel megoszlásának változtatása (ha kompozit kimenetet használsz, a képminőség variálható a C1-es 120pF értékű változtatható kondenzátor állításával – javasolt műanyag csavarhúzó használata a beállításhoz, a fémből készült interferenciát okozhat.)
• direkt Chroma/Luma jel kapcsolat a VIC-II videóchip-ről (legjobb képminőség biztosítása, lsd. fentebbi Lumafix64 Extended Chroma/Luma bypass)
• Direkt audio kimenet egy 3.5mm-es TRS csatlakozón (3,5mm Jack) keresztül (ez vezetékelhető standard mono, illetve beépített sztereó áramkör forrásról is)

A kiegészítő többféle opcióban setupolható, az ideális javaslat az alábbi:

• Távolítsd el az RF modulátort az alaplapról. Ehhez alaplaptól függően 2 vagy 4 fület kell kihajlítanod és 4-8 földpontot kell kiforrasztanod! Emellett el kell távolítanod az RF modulátor szignál-pontjait – ez utóbbiaknál különösen legyél óvatos, könnyen sérülő áramköri elemekről van szó!
• Tisztítsd meg a galvánfuratokat a forrasztási anyagmaradékoktól. Ehhez forraszanyag-eltávolító szert, vagy izopropyl-alkoholt használj. Mindig tisztítsd és zsírtalanítsd a felületet.
• Próbáld be a helyére az új modult. Ideiglenesen ragaszd le egy ragasztószalaggal / szigetelőszalaggal a boardot a megfelelő helyén az alaplaphoz, hogy ne mozduljon el – tegyél egy próbát azzal, hogy a felső burkolatot a gépre helyezed és ellenőrzöd a csatlakozók pontos helyét. Ha megfelelő, akkor leveheted a felső burkolatot és megkezdheted a forrasztást (A ragasztószalagot még ne távolítsd el, legalább 2-3 földpontot forrassz be előtte!)
• Forraszd be a helyére az új RF mod-ot vigyázva, hogy a megfelelő pin-sorok a megfelelő helyre kerüljenek. A kialakítás úgy lett tervezve, hogy ideális beforrasztás esetén a burkolatba tökéletesen passzoljon a 3.5mm-es TRS sztereó kimenet, illetve az S-Video csatlakozófej. Ha valami nem illeszkedik tökéletesen, ellenőrizd a tüskék irányát, helyzetét – ha szükséges, óvatosan egyenként pozícionáld őket újra és nézd meg minden alkalommal, az erőhatásra nem sérült-e a felső forrasztás. Ha szükséges, forraszd/melegítsd újra. Javaslat: a forrasztás felénél is ellenőrizd a felső burkolat réseinek helyzetét, nem mozdult-e el forrasztás közben a modulátor. Ha minden rendben, folytathatod a maradék pinek beforrasztásával.
• Ha rendelkezel Extended Lumafix Choma/Luma bypass kiegészítővel, vezetékezd át a Chroma/Luma Videójelet az External CHR/LUM feliratú pin-ekre. A csatlakozó melletti jumpereknek nyitott állapotban kell lenniük, ha ezt az opciót használod. Ha nincs Extended Lumafix Chroma/Luma kiegészítőd, egy 40pin-es precíziós sockettel, a 14-es és 15-ös lábat kivezetve le tudod választani a videójelet a VIC-II chipről (viszont ez esetben feltétlen szüntesd meg a kapcsolatot ennél a két pin-nél az említett alaplapi furatokkal!)
• A TRS sztereó kimenetnél található Right Audio In tüskére vezetékezd át a sztereó áramköröd (mixSID, SidFX, ArmSID, stb.) jobb oldali csatornáját (a csatlakozó melletti jumper pedig legyen nyitott állásban a sztereó esetén – ha nincs sztereó áramkör, akkor zárni kell egy forraszpöttyel!)
• Mielőtt bekapcsolnád a számítógépet, egy gyors ellenőrzés:
  • Ellenőrizd a modul behelyezését – pontosan passzolnia kell, az alsó csatlakozókat pedig pici forrasztással kell rögzíteni az alaplaphoz
  • Ha nem szeretnél kompozit kimenetet (miért is akarnál, ha van S-Videód, ami sokkal jobb képminőséget biztosít?), akkor a CVBS pin-pár legyen nyitva! (ne legyen rajtuk Jumper, alapból így küldöm a boardot!)
  • Az External Chroma/Luma bekötése esetén ne feledkezz meg a mellette található jumper nyitott-zárt állapotáról!
  • A sztereó jobb csatorna vezetékelésénél ne feledkezz meg a csatlakozó melletti jumper nyitott-zárt állapotáról.

Ha mindent jól csináltál, egy gyors ellenőrzést követően csatlakoztass egy S-Video képes monitort, vagy TV készüléket / Upscalert a számítógéphez, állítsd át a videó jelforrást S-Video-ra, majd egy megfelelő árnyékolt, minőségi S-Video kábelt használva, bekapcsolás után tűéles analóg jelet kapsz (a fenti fotók a retrochannel-ről származnak).

Megjegyzés: az EXROM és RESET tüskéknek a fenti setupnál nincs funkciójuk, nem kell őket használni, sem bekötni sehova! A sztereó kimenet működése (bal-jobb csatorna, emuláció, pszeudo-sztereó, dinamikus, stb.) a sztereó áramkör konfigurációjától függ. Az RF mod-on található kimenet passzív audio bypass-t végez, csak zajszűrt kivezetésként funkcionál, az audió jelformátumot minden esetben az audio áramkör állítja elő.

Mi van még a csőben ?

Többen is kérdeztétek már, így készítek néhány db-ot a mixSID sztereó áramkörből, ezúttal már SMD alapokon. Ez egy olyan kiegészítő, amely a fenti kialakítással együtt és ezek nélkül is remekül használható sztereó eszköz, mindkét SID chip típust támogatja (a 6581-et és a 8580-at is) és kiválóan setupolható, mi több: majdnem az összes géptípusba egyszerűen beépíthető. Lesz egy második körös KERNAL switcher és Lumafix gyártás (mindkét típusból egy-egy kisebb széria), ezt még 2023-ban összeépítem. Ezt követően azonban már csak a SixtyClone-om megépítése lesz a cél.