Minha Fonte de Bancada

Pois é, finalmente montei minha fonte de bancada. A inspiração veio de um circuito publicado na revista “Nuts and Volts” de Março de 2007. Como veremos mais pra frente não há nada de revolucionário no circuito já que ele segue a risca o que está no manual do CI LM317. A escolha deste CI evita os grandes circuitos com proteção contra sobrecorrente, excesso de potência ou temperatura. O LM317 possui tudo isso internamente. A fonte do artigo possui três saídas sendo duas de 0 a 20V (1 A) e uma de 5V (1 A). Como decidi não gastar muito com a fonte tive que limitar a especificação para 0 a 15V (1A). Acabei incluindo uma saída de 5V também mas não recomendo fazer o mesmo devido a potencia dissipada no 7805.

O ponto mais importante de uma fonte destas é que ela tem que ser linear e não chaveada. Fontes chaveadas geram muito ruído e isso pode atrapalhar quando precisamos alimentar circuitos mais sensíveis. Assim segui rigorosamente o clássico esquema “Transformador + dois diodos + capacitor”.

Como já havia dito em outro post reaproveitei a caixa do meu antigo estabilizador, não sem antes sofrer com a furação e cortes do painel. A chapa da caixa possui 1mm de espessura e é feita de ferro. Deu trabalho cortar e furar com a micro retifica. Quebrei mais da metade de um tubo de discos de corte de 0.8 mm na brincadeira:

Abaixo uma foto da caixa já com os cortes para os medidores e o inicio da furação:

Agora a frente lixada já com todos os furos terminados:

Os furos para o trafo e fixação da placa já existiam na caixa. No painel traseiro fiz dois cortes para duas chaves e um furo para um porta fusível.

Passando para a parte eletrônica usei como base o artigo da revista e os dois circuitos abaixo retirados do datasheet do LM317:



O primeiro circuito ilustra o funcionamento do CI e a fórmula para calcular a tensão de saída. Já o segundo circuito mostra como obter uma tensão variável de 0 a 30 Volts. A polarização negativa vinda do zener anula a tensão de referencia do LM317 (1.25V). Assim a fonte pode ir de 0V até a tensão nominal desejada.

Meu esquema final ficou:


Neste esquema não está desenhada a saída extra de 5V. Puxei essa saída direto do 19V filtrado. Isso não é muito recomendável já que a acentuada queda de tensão no 7805 faz com que o bichinho trabalhe muito quente mesmo com correntes baixas.

A entrada de rede também não está no esquema. A fonte possui duas chaves para a entrada AC sendo uma para as quatro tomadas originais que eram usadas pelo estabilizador e outra para a fonte. Dessa maneira posso usar a fonte como extensão de tomadas. Coloquei também uma chave para selecionar a tensão de entrada em 110 ou 220V para o caso de precisar usar o aparelho em outra rede elétrica.

Como nesses circuitos o componente mais caro é o trafo optei por usar um que eu já tinha faz um bom tempo. Comprei esse trafo em 1994 para fazer um amplificador com TDA2002. É uma peça de 12+12 por 2.5 A. O correto seria usar um de 15 V, mas o meu gera um pouco mais que 12V então serviu do mesmo jeito. Após a retificação e filtragem consegui quase 20 VDC sem carga. Depois de ter servido muito bem no amplificador eu o reutilizei numa fonte para o meu Sega Genesis (conhecido por aqui como Mega Drive).

Eu tenho alguns capacitores de 2200uF/25V nas caixas de componentes por isso a opção de usar dois em paralelo ao invés de um de 4700uF. O zener de 1.25V do manual eu troquei por dois diodos 1N4007 cada um com 0.7V de tensão direta. Isso dá 1.4V e serviu para compensar o fato do potenciômetro que usei para ajuste de tensão ter uma resistência de 90 Ohms quando totalmente fechado. Ao final consegui uma tensão mínima da fonte de 0.2V.

E por falar em potenciômetro, na fonte do artigo foram usados dois para ajuste grosso e fino. Novamente recorrendo a caixa de componentes eu encontrei cinco pots multivoltas (10 voltas) que fornecem uma precisão maior de ajuste. Pequei um que já estava montado em uma chapa de alumínio. Este potenciômetro tem o único problema de possuir um eixo muito fino. Nenhum knob que eu tentei usar servia. Após uma tentativa frustrada de fazer um knob só pra ele decidi deixar só no eixo mesmo. Abaixo vemos o knob que quase deu certo. Usei um pedaço de plástico usado para fazer botões de roupas ligado ao eixo da retifica. Com uma lixa deixei ele redondinho e depois dei um polimento. Ficou muito bom. O problema é a quantidade de pó gerado no processo. Depois de pronto acabei furando o centro no ponto errado e perdi o knob. Qualquer dia eu tento de novo...

Outra decisão de projeto que já comentei antes foi a de usar dois medidores de ponteiro. Eles oferecem menor precisão que os digitais mas são bem mais rápidos. Um medidor digital típico não passa de três leituras por segundo. Para verificar variações rápidas de corrente eles não servem. E os dois que usei saíram de graça. Eram dois VU´s que eu havia retirado de um gravador velho. Usando o programa Meter fiz as novas escalas que ficaram assim:

Usei uma placa de circuito impresso universal para a fonte cortada para encaixar no espaço entre o trafo e o painel frontal. Abaixo uma foto do teste que fiz para ver se tinha espaço pra tudo (O circuito montado no trafo era o que sobrou da fonte do Genesis):

Montado o circuito tudo funcionou normalmente. Os únicos ajustes era o da tensão máxima e os dos medidores. A tensão máxima foi ajustada colocando o potenciômetro de 5k no máximo e ajustando RV4 até conseguir os 15V de saída. O medidor de tensão foi parecido. Usando o multímetro digital coloquei a fonte em 15V e ajustei RV3 até conseguir a leitura correta. Já no medidor de corrente usei um resistor de 3.9 Ohms como carga e ajustei a fonte para obter uma leitura de 1A no multímetro. Daí foi só rodar RV2 para até chegar na deflexão certa.

Update 01/02/2008: A fonte apresenta um problema que ainda não consegui resolver. Ao se desligar pela chave AC a tensão da saída sobe antes de descarregar os capacitores. A solução por enquanto é desligar primeiro a chave frontal (DC) para depois desligar a chave traseira (AC).

Economizando nos componentes eletrônicos...

Como já cansei de falar aqui, estava montando uma fonte de bancada (o post tá quase pronto). Então, neste projeto precisei de um resistor de potência que inicialmente seria de 0.1 Ohms e serviria para medir a corrente de saída da fonte. Após tudo montado eu descobri que houve um erro de cálculo e não dava pra ajustar a medida além da metade da deflexão da escala. O valor de 0.1 Ohm gerava no máximo 0.2V com a fonte fornecendo 1.5 A. Precisava aumentar o valor do resistor para que a tensão subisse um pouco mais e atingisse um ponto melhor para ajuste.

Como já era noite e não tinha um valor próximo para usar decidi comprar um resistor novo pela manhã. Aconteceu então de eu levar o meu sobrinho junto, já que ele iria passar numa petshop para comprar uns peixes de aquário. E essa petshop fica muito perto de um ferro-velho que sempre tem algumas placas e sucatas eletrônicas por um bom preço. Aproveitei para dar uma passada por lá também e ver as “novidades”. Junto às montanhas de velharias encontrei a placa abaixo (provavelmente de uma impressora Rima) que possuía dois resistores de 0,56 Ohms 2W (R22 e R23) que serviriam perfeitamente em minha fonte.

Encontrei também estas duas placas que acredito ser de telefones sem fio e que devem fornecer alguns componentes.

Mas o achado mais estranho foi o de um livro que eu procurava já há algum tempo. Num saco de livros velhos estava esse “A terceira visão” do picareta do Lobsang Rampa.

Juntei tudo isso e fui até o velhinho do ferro-velho que pediu a enorme quantia de R$1,00 por tudo. Eu nem tentei pechinchar, afinal eu pagaria quase a metade disso num único resistor novo.

Resultado da brincadeira: Três placas com alguns componentes que podem ser usados em algum projeto. Destas a placa da Rima é a que tem mais a oferecer, como uma memória 27C512 pra gravar uns jogos de Atari (16 jogos de 4k) e 20 transistores de potência (TIP127 e TIP122). Fora que agora poderei falar mal do Rampa com mais autoridade.

Nem preciso falar que não passei na loja de componentes depois...

Consertando o velho problema dos capacitores do Sega Game Gear

Para quem coleciona videogames da Sega um dos itens que mais dá dor de cabeça pra encontrar em perfeito funcionamento é o Sega Game Gear. Não por sua raridade, mas por 99% destes aparelhos apresentarem defeito. O que poucos sabem é que o conserto pode ser relativamente simples.

Tenho três Game Gears, todos com algum defeito. Essa semana resolvi consertar um deles depois de ter encontrado no fórum do SMS-Power a solução para o defeito mais comum do console. No fórum encontrei também um link com uma pagina (em inglês) com uma descrição mais detalhada dos sintomas e da solução.

Os sintomas mais comuns são os seguintes:
-Imagem muito fraca, só podendo ser vista de certos ângulos;
-Excesso ou falta de brilho, pouco contraste, cores desbotadas;
-O console liga e logo em seguida desliga. O problema diminui se ajustado para um brilho menor;
-Sem som, com som apenas nos fones de ouvido, som muito baixo e/ou distorcido em excesso;

Em todos os casos pode acontecer de o videogame melhorar após um tempo ligado.

Todos estes problemas são causados pelos capacitores eletrolíticos usados na época. Estes capacitores acabam envelhecendo rápido demais e vazam após alguns anos. Dá pra notar os capacitores defeituosos só de olhar para a placa principal do videogame. Normalmente eles apresentam uma meleca verde no terminal que corrói a área em volta. Para consertar o Game Gear basta ir trocando os capacitores por eletrolíticos comuns até que o aparelho volte a funcionar. No meu caso eu troquei todos os capacitores, inclusive aqueles que não pareciam corroídos. Isso garante que o defeito não volte caso algum capacitor morra mais pra frente.

A troca dos capacitores da placa principal resolve a maioria dos problemas de imagem. Para o som recomendo trocar todos da plaquinha de som (com o TDA2822). Como eu queria apenas um console funcionando desmontei todos para ver se uma das placas de som funcionava. Infelizmente todas as três estavam com defeito. Uma delas além dos capacitores secos tinha sido corroída pelo vazamento das pilhas que alguém deve ter esquecido dentro do console. Esta eu deixei de lado pra arrumar quando estiver com mais paciência. Nas outras duas só tinham som na saída de fones de ouvidos e mesmo assim muito baixo. Após trocar os capacitores o som voltou alto e claro.

Para os substitutos recomendo o uso de capacitores mais pequenos possíveis. Pode-se, como eu fiz, soldar os componentes e depois dobrar os terminais para que eles fiquem rentes a placa. Dependendo da posição em que se coloca o capacitor pode acontecer da caixa não fechar. A posição na placa de som é bem critica e pode levar um tempo até conseguir um bom arranjo para que um capacitor não atrapalhe o fechamento da tampa.

Dos três consoles que tenho um usa dois CI’s grandes e os outros um CI apenas. O de um CI é da Tec Toy (nacional) e o de dois é SEGA (Americano). O número e os valores dos capacitores também varia conforme a placa. No meu caso os capacitores são:

Placa com dois CI’s:
C1 = 33uF, C3 = C6 = C48 = 10uF, C45 = C44 = 0,47uF, C31 = C39 = 100uF, C37 = 68uF, C35 = 4,7uF, C49 = 22uF

Placa com um CI:
C49 = C68 = 100uF, C47 = 68uF, C45 = 4,7uF, C43 = 22uF, C54 = C55 = 0,47uF, C1 = 33uF, C14 = C41 = C13 = C42 = 10uF

Existe ao menos mais um modelo de placa cujos valores de capacitores pode ser checado na página que citei acima.

As voltagens devem ser iguais ou maiores que as originais. Isso é fácil de se conseguir, já que a isolação da maioria dos capacitores usados no Game Gear é de 6,3 V. Nunca é demais lembrar que os eletrolíticos são polarizados e devem obedecer as marcações na placa. Da lista acima só não encontrei o de 68uF pra comprar. No lugar usei um de 47uF em paralelo com um de 22uF.

Na maioria dos casos não é necessário trocar os capacitores da placa da fonte. Todas as minhas funcionam perfeitamente. Os capacitores neste caso não são do tipo que costuma dar defeito (SMD).

Algumas observações aleatórias:

-Em todos os testes usei minha fonte de bancada (que finalmente ficou pronta!) em 9V. O consumo do Game Gear fica em torno de 250mA o que dá quase os 3W indicados na etiqueta de especificação que vem na tampa de trás.

-A tela do Game Gear não possui uma imagem muito boa se comparada aos LCD’s atuais. Realmente os LCD’s melhoraram muito nestes 20 anos...

-Achei o som no alto-falante ruim, como em todo portátil. Com fones de ouvido fica bem melhor.

-Nem tente retirar o flat-cable do LCD! Fiz isso em um dos meus e vou ter muita dor de cabeça pra colocar no lugar. O flat parece que é soldado na placa. Pensei que era só colado e arranquei algumas trilhas ao puxar o LCD.

-O tema do Sonic (que é o único cartucho de GG que tenho) é a melhor musica já feita para um jogo!!!

Câmeras digitais vs. Areia de praia...

A Séfora retornou recentemente das férias na praia com suas duas câmeras digitais (Sony Cyber-Shot DSC P32 e Kodak Easy Share C713) apresentando o clássico problema de areia nos mecanismos. Digo clássico pois já li sobre vários outros casos iguais.

Isso é mais comum em câmeras com aquele tubo da lente que se move ao ligar a câmera. É só entrar areia ali que o mecanismo fica mais lento ou trava. No caso da Kodak dava pra ouvir o arranhar da areia no tubo e o motor travando. Fora o cheiro de queimado que ficava. O disco de seleção de modo também estava com areia e o protetor da lente só abria um pouco. Já a Sony não possui o tubo retrátil da lente e o contato com a areia foi menor.

Então, como mandar as duas para a manutenção certamente sairia caro acabei recebendo a tarefa de fazer a limpeza. Estas câmeras possuem parafusos bem pequenos por isso é bom ter um jogo de chaves de precisão (como as usadas por relojoeiros). Outro detalhe é que a caixa plástica não é fechada apenas pelos parafusos, mas também por travas ao longo da borda. É preciso tomar cuidado pra não quebrá-las sob pena da caixa não fechar direito depois.

Comecei pela Kodak retirando a tampa frontal e verificando os mecanismos. A quantidade de areia não precisa ser grande, qualquer grão entre a caixa e o tubo retrátil pode travar tudo. Na foto abaixo os pontos brilhantes no anel são os grãos de areia que entraram pelas frestas.

Usei três pinceis comuns para limpar a areia, sendo um fino macio, um grosso macio e um chato duro. Limpei o anel do painel frontal e a parte do mecanismo externo da lente. Também havia areia nos conector USB e no suporte de pilhas. O disco de seleção de modo foi fácil de desmontar e limpar mas deu um trabalhão para montar de novo. É preciso muita paciência pra colocar tudo no lugar depois de desmontado.

Desmontei o mínimo possível, limpando e testando a cada etapa. Por sorte só precisei retirar os painéis frontal e traseiro e limpar com os pinceis para que a câmera voltasse ao normal. Dependendo de até onde a areia entre pode ser necessário desmontar todo o mecanismo. As lentes não devem ser tocadas para evitar arranhões e a gordura dos dedos. Para limpá-las o ideal é usar um lenço próprio para este trabalho.

A limpeza da Sony foi mais por precaução. A parte mecânica é mais simples que a da Kodak e ela possui protetores de borracha nas entradas. O processo de desmontar é um pouco mais complexo pois ela possui muitos flat cables para desconectar e as placas de circuito têm que ser retiradas para se chegar ao mecanismo. Novamente é bom ter muita paciência para não quebrar nada. Qualquer excesso de força pode resultar em uma câmera que não fecha mais.

Aqui fica a dica para quando for comprar uma câmera digital verificar se as entradas são bem protegidas. Alguns modelos usam tampas de borracha que vedam os conectores externos. A Kodak C713 não possui estas proteções e o conector da USB é muito grande, facilitando a entrada da areia.

Outra crítica que faço da C713 (e as câmeras Easy Share da Kodak) é a necessidade se usar o pacote de software que vem com o aparelho. As fotos só podem ser retiradas da memória usando esse software. Claro que existe a possibilidade de retirar o cartão SD e colocar num leitor externo, mas isso pode incomodar. Principalmente se você comparar com modelos de outros fabricantes onde a câmera aparece como um disco externo no gerenciador de arquivos.

Consertando um Telejogo I da Philco-Ford

Recentemente comprei este Telejogo I com defeito por menos de R$10,00. O aparelho ligava (o LED acendia) mas não dava sinal algum na saída. Fisicamente está em bom estado de conservação, todo original. Aparentemente não havia sido aberto para manutenção.

Segue uma foto da parte de baixo do Telejogo onde dá pra notar que são apenas 2 parafusos para fechar a caixa. O cabo de RF (fita de 300 Ohms) parece ser o cabo original. Uma curiosidade do aparelho é o tamanho dos cabos de rede e de saída. Ambos tem 3,5 metros de comprimento.

Agora temos uma visão da parte interna. A construção é típica de equipamentos eletrônicos da década de 70, feita de madeira e plástico. Os controles do videogame são os dois potenciômetros de 500k e os bornes laterais são para controles externos. Nunca vi um controle externo pra esse console, nem sei se existem.

Na foto acima já dá pra ver o defeito principal na placa (pcb). Esta placa é presa por meio de 3 parafusos a parte de madeira interna. De um lado da placa temos as 3 chaves de controle do aparelho. As chaves são as seguintes:

- Liga/Desliga
- Canal 3 ou 4
- Jogo ou treino
A posição dessas chaves em relação aos parafusos fez com que, após muito uso, a placa quebrasse. O estrago pode ser visto abaixo:

Outro defeito que notei foi o potenciômetro esquerdo quebrado. Este conserto teve que ficar pra depois. Quando eu encontrar um potenciômetro com o mesmo tamanho eu troco. Minha preocupação no momento era apenas verificar se o Telejogo tinha salvação.

Aproveitando a oportunidade e já que não existe muita informação a respeito, resolvi coletar alguns dados sobre o equipamento. A PCB principal pode ser vista na foto abaixo (lado dos componentes):

O coração do Telejogo é o CI MM57100N com os jogos “Paredão”, “Futebol” e “Tênis” (o famoso Pong). Segundo a tabela no Pong-Story os nomes originais dos jogos são: "HOCKEY", "TENNIS" e "SQUASH". O CI de 8 pinos ao lado dele é um driver de clock MM53104N. Na parte de RF temos um modulador de áudio e vídeo LM1889N.

A fonte de alimentação é bem simples, com um transformador de 15+15Vac, dois diodos, um capacitor de 1000uF/40V e um regulador integrado de 15V. As duas chapas de metal no canto superior esquerdo (CHC701 e CHC702) são as chaves de seleção de jogo e de inicio. Ambas estavam um pouco oxidadas e fora do lugar. Tive que acertar a posição delas e dar uma limpada. O cristalzão embaixo é de 3,575611 MHz.

Procurei pelos manuais dos CI´s mas só encontrei o do LM1889N. Este manual tem um circuito incrivelmente parecido com o do Telejogo. Apenas a parte de saída de RF difere um pouco. O Telejogo não possui chave de comutação antena/TV. Segue o esquema:

Bom, o conserto não levou nem meia-hora. A principio pensei em resoldar as trilhas defeituosas, mas o problema poderia voltar com o uso. A solução final foi refazer as trilhas com fios. Ficou assim:

Após fechar o aparelho liguei a saída de RF em minha placa de captura de vídeo pra testar. O aparelho deu sinal de vida mas sem cor. Passei a placa de PAL-M para NTSC e nada de cor. Daí surgiu a dúvida se o aparelho é preto-e-branco ou colorido. Pra tirar a prova liguei numa TV:

Como não sabia se essa TV selecionava o padrão de cores automaticamente tive que testar em outro aparelho. Lá fui eu testar em mais duas TV´s diferentes. Em uma Philco que eu sei que seleciona NTSC automaticamente a imagem ficou colorida e o Telejogo funcionou como deveria. Em outra que eu tenho certeza que é somente PAL-M ficou preto-e-branco. A conclusão óbvia é que o Telejogo é NTSC. Bom, pelo menos este que está comigo.

Outra conclusão que tirei é que minha placa de captura embora mostre um padrão diferente só funciona em PAL-M.

Agora só falta trocar o potenciômetro esquerdo para que eu tenha o primeiro videogame lançado no Brasil funcionando perfeitamente.

O estabilizador picareta do meu PC...

Recentemente troquei meu estabilizador antigo por um filtro de linha. O motivo é que não há necessidade de um estabilizador de tensão para alimentar fontes chaveadas de PC e equipamentos de informática. Essas fontes já possuem uma enorme tolerância a variações da tensão de entrada. Além do que a energia que temos hoje não varia tanto assim. Para saber mais sobre esse assunto veja esse tópico no fórum do Guia do Hardware.

Sei que é vergonhoso dizer que eu usava um estabilizador mas é que no meu caso ele servia apenas como expansor de tomadas. Não me preocupava se ele fazia diferença. Ganhei de brinde em 2001 quando troquei meu Pentium 233 por um AMD K6II-450.

Como comprei o filtro de linha com seis tomadas (o estabilizador tem quatro) resolvi reorganizar os cabos da minha mesa e retirar o estabilizador. Ele ocupava bem mais espaço e já estava fazendo aquele barulho irritante de 60Hz de transformador velho.

Já com o estabilizador fora da mesa notei que a caixa era bem espaçosa e poderia ser usada no meu projeto de fonte de bancada. Essa idéia de usar as caixas de estabilizadores em outros projetos não é nova e é melhor do que jogar fora os aparelhos velhos ou queimados.

Desmontei o bichinho pra ver o que tem dentro e tive uma desagradável surpresa: O estabilizador é o pior que eu já vi. Na caixa é dito que a potência máxima é de 1200W, o que dá em torno de 10 A de corrente em 127VAC. Então toda essa corrente deveria passar por aquele fio amarelo de bitola 22 da foto. E isso sem falar do transformador que não aguentaria 1200 W nem se fosse duas vezes maior. O fusível pelo menos é de 10 A, então os projetistas realmente acreditavam no trafinho.

Em estabilizadores “normais” o pessoal usa 2 relés para chavear os taps do transformador (três taps para dois relés). Esse é o funcionamento clássico e a checagem da tensão de entrada é feita normalmente com comparadores integrados (o LM339 é o mais usado). No meu estabilizador foi usado um circuito ridículo com dois transistores e um relé. Quando a tensão cai o relé é acionado e a tensão sobe um pouco.

Outra picaretagem (e que o fabricante vendia como diferencial) é a “proteção de modem”. São duas entradas de telefone atrás do aparelho, uma para ligar na linha telefônica e outra no modem. Como se vê na foto ao lado essa proteção é apenas um varistor de 75V montado numa placa com os conectores.

Como tenho o costume de guardar todos os manuais de usuário, aqui está a foto do manual do estabilizador. Notem o “Top Line” na parte frontal e a “Variação na saída” de mais ou menos 5% nas “especificações técnicas” da ultima página.

FETIN 2008 - Persistência da visão

Bom, sobraram umas fotos e um vídeo do projeto de um painel de LED´s usando o efeito da persistência da visão.

A idéia é simples e funciona com uma fileira de 7 LED´s azuis que ficam girando. Controlando os tempos de ativação ou desativação dos LED´s forma-se a mensagem. Na foto abaixo da pra ver que o circuito todo foi montado no eixo que gira, com a placa de LED´s, uma placa de controle (Acredito que tenham usado um microcontrolador PIC) e a bateria na outra extremidade, usada como contrapeso.

O efeito completo não aparece na foto, então segue o vídeo do aparelho ligado:

Atari 2600: Cartucho F8, F6 e a EPROM PLD

Logo após os primeiros testes com meu multicart do atari descobri que havia alguns jogos que ocupavam 8kB e 16kB de memória. Aparentemente esses jogos não poderiam rodar no videogame pois o máximo que o processador (6507) consegue acessar é 4kB. Seria necessário um circuito de bankswitch para controlar os bancos de memória.

Pois bem, entre os jogos de 8KB e 16KB estão os melhores já lançados para Atari como Hero, Dukes of Hazzard e Smurfs. Precisava encontrar uma solução para testar esses jogos. Procurei um pouco (em 2003) e encontrei aquele que hoje é considerado o melhor documento sobre cartuchos de Atari 2600, o Sizes.txt do Kevin Horton. Nesse documento estão listados quase todos os cartuchos lançados e protótipos com seus respectivos sistemas de Bankswitch e mais outros dados. No inicio do texto existe uma descrição de cada sistema e algumas dicas de implementação.

Com essas informações consegui projetar um novo cartucho de testes, desta vez com capacidade não só para jogos normais de 2kB e 4kB mas também para 8KB e 16kB (F8 e F6 respectivamente). Isso já cobre quase 75% dos jogos existentes para o console.

Antes de falar do meu cartucho vamos dar uma relembrada do funcionamento dos dois principais sistemas de bankswitch:

Sistema F8: Neste caso a memória do cartucho é dividida em dois bancos de 4kB cada. Um circuito extra no cartucho monitora os endereços e caso ocorra um acesso ao ponto 1FF8 ou 1FF9 ocorre uma troca do banco de memória. O mapeamento fica:
1FF8 -> Banco 0
1FF9 -> Banco 1

Sistema F6: Parecido com o sistema acima, mas com dois pontos extras em 1FF6 e1FF7. Assim a memória é dividida em 4 bancos de 4kB:
1FF6 – Banco 0
1FF7 – Banco 1
1FF8 – Banco 2
1FF9 – Banco 4

Então, existem várias formas de se fazer essa brincadeira. A mais comum é usando portas lógicas (74LS) e Flip-Flops como esses F6 e F8. Já vi uma implementação F8 num cartucho Zaxxon da Dactar muito parecido com esse F8. Também usava 3 CI´s (um 74LS30 para armadilha de endereços, um inversor 74LS04 e um flip-flop 74LS74). Aparentemente era um cartucho bem antigo, pois nunca mais vi outro igual.

Depois alguém aqui no Brasil descobriu uma forma mais barata de fazer isso com apenas dois CI´s 74LS10. Eu tirei o esquema desse circuito, mas não sei onde coloquei. No momento não tenho nenhum cartucho destes e não posso fornecer mais detalhes. Essa foi a implementação mais comum do F8, muito usada pela Dactar, Atarimania e outros fabricantes. Nunca vi um cartucho F6 nacional, apenas importado e com chip´s bolha na placa.

Voltando a meu cartucho... Não queria implementar um circuito com mais de 2 CI´s por isso pensei que a melhor solução seria uma PLD pequena. Já existiam placas dessas à venda lá fora. Pensei até em comprar uma, mas iria perder a diversão de projetar e montar a minha versão.

Como eu não consegui uma PLD pequena e um gravador tive que tentar uma abordagem mais estranha criando a minha própria PLD. Ou melhor, uma implementação baseada na teoria das PLD´s.

Assim nasceu a EPROM PLD. Uma EPROM comum programada para se comportar como um circuito de bankswitch F8 ou F6. Através de realimentação de endereços consegui emular os Flip-Flops necessários para chavear os bancos.

Seguem os esquemas para F8 e F6:

Baseado no circuito clássico para F8 e no mapeamento de memória do Atari calculei os dados necessários para cada endereço da memória, que ficou assim:

Para F8 (27C128):
0000 a 0FFF = 02
1000 a 1FFF = 00 -> 1FF8 = 00 1FF9 = 01
2000 a 2FFF = 03
3000 a 3FFF = 01 -> 3FF8 = 00 3FF9 = 01

Para F6 (27C256):
0000 a 0FFF = 04
1000 a 1FFF = 00 -> 1FF6= 00 1FF7 = 01 1FF8 = 02 1FF9 = 03
2000 a 2FFF = 05
3000 a 3FFF = 01 -> 3FF6= 00 3FF7 = 01 3FF8 = 02 3FF9 = 03
4000 a 4FFF = 06
5000 a 5FFF = 02 -> 5FF6= 00 5FF7 = 01 5FF8 = 02 5FF9 = 03
6000 a 6FFF = 07
7000 a 7FFF = 03 -> 5FF6= 00 5FF7 = 01 5FF8 = 02 5FF9 = 03

Pelo mapa vemos que abaixo dos endereços 0FFF o sistema do videogame não acessa o cartucho então não é necessário monitorar a troca de bancos. Nos hot sposts a memória coloca em sua saída 0 ou 1 de acordo com o banco e o mantém assim. Este efeito é conseguido ligando a saída ao endereço MSB da própria memória chaveadora, emulando um Flip-flop.

No caso do circuito F6 duas das saídas são usadas para chaveamento de bancos. Pelo esquema dá pra ver que a memória dobrou. Cada Flip-Flop emulado necessita do dobro de memória. Aproveitei e coloquei a famosa inversão do endereço A12 que no Atari é usado como Chip Select do cartucho.

O único problema dessa maluquice é a escolha das memórias. Os tempos de acesso influenciam muito no funcionamento. Com duas memórias EPROM de 150ns o circuito não funcionou de jeito nenhum. Os melhores resultados eu consegui com uma Flash de BIOS recuperada de uma placa mãe velha (90ns) e uma EPROM de 100ns. Os jogos de 16kB são os mais sensíveis. Alguns não funcionaram e outros funcionaram parcialmente.

Em 2005 apresentei esse conceito em minha antiga página e recebi comentários de pessoas que testaram com memórias mais rápidas e não houve problemas. Posso afirmar então que a EPROM PLD funciona.

A última vez que liguei esse cartucho foi em 2005/2006. Abandonei o projeto por falta de memórias mais rápidas. Qualquer hora vou ver se consigo umas de 70ns ou mesmo de 50ns que hoje são comuns em modens ADSL e DVD players para guardar o firmware.

Nota:
Percebi que muitos chegaram até o blog procurando pelo esquema do Atari. Ele pode ser encontrado no site AtariAge nas versões PAL e NTSC. Vale lembrar que o console fabricado no Brasil pela Polyvox é o NTSC com uma placa de Transcoder NTSC para PAL-M.

Atualização 16/03/2015: Fiz um programinha pra gerar os arquivos .bin das memórias e subi para o GitHub.

Relacionado: viabilidade de um emulador de memória em 6502/ARM.

O assustador processo de remarcação de chips na China

Assustadora essa reportagem da BusinessWeek sobre a remarcação de CI´s (chips) usados. Os caras retiram os CI´s de placas antigas (usando um processo muito primitivo) e remarcam como novos. E o pior é que remarcam alguns como componentes militares.

Em certa parte do vídeo dá pra ver várias CPLD´s da Altera e Xilinx. Melhor ficar de olho nos fornecedores Chineses daqui pra frente...

Atualizado em 27/03/2013 - O video sumiu... Mas achei um parecido no Youtube:

Projetos da Fetin 2008

E lá fui eu para mais uma feira em Santa Rita do Sapucaí (MG). Desta vez fui a Fetin 2008 no Inatel. Tirei umas fotos de alguns projetos e coloco aqui aqueles que mais me chamaram a atenção.

Alarme para carros via Celular: Um alarme que quando disparado liga pro dono do carro. Usa um celular Siemens normal controlado por comandos AT. Este projeto levou o primeiro lugar no nível 1. O Mário faz parte da equipe e eu ajudei um pouquinho dando umas dicas pra transformar um kit de gravador de microcontrolador HC908 da Freescale para ICD (In Circuit Debugger).

Hm... Este aqui eu não lembro o que era. Tirei as fotos por ter gostado da idéia da caixa. Muito original usar o gaveteiro plástico para colocar os circuitos e o topo como painel para o display e teclado.

Já este é uma apresentação de controle de movimentos usando um controle de Wii. O software de demonstração é o do Johnny Chung Lee. Se no vídeo do Johnny Lee o efeito já é legal ao vivo fica melhor ainda.
Agora o melhor da feira (IMHO) foi o coçador de cachorros. Um motor com redução ligado a um eixo com uma escova. O aparelho liga quando o cachorro encosta na escova.

Segue o vídeo que eles fizeram: