Jak jsem stavěl Science of Cambridge (Sinclair) MK14

mk14_annotated   MK14_replica_rev-a

Dlouho jsem přemýšlel, jak se do přípravy repliky pustit. Na internetu snadno narazíte na výbornou stránku mymk14.co.uk. Colin Phillips pojal repliku ve větším stylu, zmodernizoval ji a rozšířil tak, aby byla co nejlépe použitelná. Paměť ROM i RAM rozšířil 1000x Mrkající veselý obličej, doplnil CPLD pro stránkování, lepší klávesnici i displej a zachoval původní procesor. Paráda!

MK14_ColinPhilips_mymk14-co-uk

Mým cílem je postavit repliku co nejvěrnější, co nejblíže k originálu. Od Granta Searla jsem získal naskenovaný plošný spoj, který Grant naskenoval, když opravoval svoje MK14 a odpájel všechny součástky. Přemýšlel jsem, že plošný spoj obkreslím tak, jak to Grant udělal u ZX80 a i jsem s tím začal. Bohužel jsem zjistil, že plošný spoj je trochu deformovaný a cesty místy nejasné (Grantovo MK14 bylo před opravou vrak), že jsem nakonec přešel na opačný postup. V Eagle jsem nakreslil schéma a to následně převedl na plošný spoj, který jsem routoval podle originální desky.

MK14b.sch   MK14b.brd

Samozřejmě jsem si musel v Eagle vytvořit knihovnu součástek. Že asi nenajdu rozšiřující konektory MK14 jsem počítal, ale že jsem nikde na internetu nenašel ani knihovnu s INS8060N, INS8154N apod. mě docela překvapilo.

Už před nějakou dobou jsem nakoupil na MK14 součástky, ale až NOSTALCOMP mě správně pošťouchnul vše otestovat a vlastně i rozhoupal k zintenzivnění práce na MK14. Jirka navrhnul chytré testovací zapojení a já vlastně jen tupě ověřil, že vše šlape.

INS8060N_testing

Routování desky nebylo úplně triviální, protože schéma samozřejmě desce neodpovídalo. Vývojáři prohazovali hradla i jejich vstupy dle potřeby, ale do schématu už tyto změny nikdo nepromítnul. Takže jsem je teď promítal já.

Hodně velké dilema jsem řešil u klávesnice. Původní MK14 měl podivnou membránovou klávesnici se kterou byla všeobecná nespokojenost, proto novější verze dostali kovové kontaktní plošky (nějak nevím, jestli mám v češtině název pro „metal dome“) a nejnovější měla i normální mikrotlačítka. Nakonec jsem zvážil, že stejně první verze bude jen prototyp na ověření funkčnosti a použil jsem klasické mikrospínače, které u MK14 nikdy nebyly. Navíc jsem už trochu spěchal vše vyzkoušet, tak se mi podařilo seknout při zapojení klávesnice malou botu a prohodit dva řádky. Na druhou stranu nic, co by se nadalo snadno opravit.

Jednu prototypovou desku jsem nechal dělat k mé spokojenosti v APAMA. Desku jsem nechal udělat i s maskou, aby se mi s replikou lépe hrálo, ale finál bude samozřejmě bez masky, jen s potiskem.

MK14_PCB_parts_side   MK14_PCB_solder_side   MK14_replica_rev-a_top   MK14_replica_rev-a_bottom

Osazeno jsem měl poměrně rychle. Klávesnici jsem vytisknul na kousek papíru a připevnil nad mikrospínače, funguje skvěle. MK14 šlapalo na první zapojení. No, tedy malinko jsem prohodil klávesy, jak jsem již avizoval, ale závadu jsem rychle opravil.

MK14_replica_rev-a_kbd_mistake   MK14_replica_rev-a_SENSE-A-GND

Další drobný zádrhel jsem zaznamenal, když jsem se pokoušel spustit program. Nešel. Mohl jsem modifikovat obsah paměti, prohlížet, ale spustit program nešlo. Selžou-li všechny možnosti, přečti si návod. A v jednom (ještě se o tom zmíním) návodu se píše, že je potřeba propojit vstup SENSE-A na GND. Většina MK14 to má uděláno na rozšiřujícím konektoru, já pin zapojil přímo na CPU. Pak už program šlapal jako víno.

MK14_running_clock   MK14_running_clock_detail

Dokonce jsem pořídil video. Pravda, chtělo to stativ, ale kdo by hledal stativ v tom prvotním nadšení, že to šlape, že ano? Mrkající veselý obličej

Science of Cambridge (Sinclair) MK14 replica rev.a running alarm clock

 

Dál mě čeká ještě spousta práce. Nejdřív bych rád postavil kazetový interface, přece jen je dost opruz program ťukat stále dokola. Taky bych chtěl vyzkoušet přenos programů přímo z počítače, bez kazeťáku. Úmyslně nezmiňuji variantu větší ROM a tahání programů z ní. To nechávám Jirkovi (NOSTALCOMP), je na to specialista Mrkající veselý obličej. Musím taky poladit pozice jednotlivých cest a prokovů (většinu jsem udělal moc malých) a čeká mě rozhodnutí, co s klávesnicí. Skoro se ale nejvíc kloním k tlačítkové „nejnovější“ variantě. Taky přemýšlím o zobrazovacím rozšíření VDU (slot už jsem rovnou udělal i zespodu pro přivedení sběrnice).

MK14_replica_rev-a_side

Taky budu muset víc propátrat jak je to vlastně s těmi verzemi MK14. Existuje minimálně 5 verzí plošného spoje a je otázkou v čem všem se liší. Stejně tak existují minimálně 2 verze monitoru. Starší se hlásí „—- –„, zatímco novější „0000 00“. Novější mám v binární formě a má v sobě i rutiny pro obsluhu kazeťáku. Starší verzi mám jen ve starší verzi manuálu a opisování si nechávám až do zálohy.

Pro případné zájemce samozřejmě zveřejním všechny výrobní  podklady, ale předem podotýkám, že shánění součástek není úplně jednoduché, ani nejlevnější. CPU i I/O obvod se občas objeví na eBay nebo ho má LittleDiode. Displej koupíte za pár kaček u Bučka, ale pozor, měl jsem víc kusů z Aukro i od Bučka a tři jsem vyhodil, protože jim nešly některé segmenty, až čtvrtý byl v pohodě. Paměti se občas také někde namanou a DM80L95N můžete nahradit 74LS365. Ostatní je běžná TTL bižuterie.

20 komentářů u Jak jsem stavěl Science of Cambridge (Sinclair) MK14

  1. Pingback: Replika prvniho "Sinclaira" – Science of Cambridge MK14 | Martinův 8-bitový blog

  2. Mikes21 napsal:

    Tedy, klobouk dolu, az me skoro zamrazilo vzrusenim v zadech. Moc bych se primlouval za ty podklady. Rad bych s necim malym pomohl, treba s tim opisovanim monitoru. Nekde bych ho mel mit naskenovany nebo mi ho posli a ja ho opisu. Jinak, az se budou delat PLSP na tuto repliku, tak se urcite hlasim.

    • Martin napsal:

      Ahoj, díky, snad to nebude nutné. Colin Phillips mi ho slíbil poslat. Taky bych měl dostat scan desky kazeťáku a VDU. Plošáky určitě dělat budu, ale asi jich nebude moc a jsou velké, takže asi nebudou moc levné.

  3. pavel napsal:

    hmmm, tak uz budu ve skluzu 3 desek

    Ondra, zx81 a ted mk14

    na ty dve ale uz mam material, asi bych mel zacit shanet i na mk14. Co dal mas v planu, ze bych to nakoupil najednou 🙂

    Jinak si myslim ze pro pravoverne Sinclairisty je to to temer nutnost. Je to neco jako pro Sapisty PMI …

    Jinak pretso ale moc diky. Jen bacha ze zakto nebudu mit cas na dotazeni Vectrexu …

    Pavel

    • Martin napsal:

      Ahoj, no v plánu je toho ještě teda docela dost, jen by to chtělo víc času nebo co 😉 Taky mám dost problém věci dotahovat, vždycky se nadchnu něčím novým a frrrrr…

      No ale ten Vectrex bys teda mohl dorazit. Abych měl co stavět 🙂

      Martin

  4. Martin81 napsal:

    Klavesnicu by som navrhoval nieco na styl ZX80 s moznostou napajkovat SMD tlacitka. Zostane tak moznost vyberu, co dalej. Skusal som to aj na ZX80, tam ich vsak treba pootocit, co sice nie je problem, ale uz to nemusi vyzerat tak super. Pozor na tlacitka s vyskou 0.8 mm, maju vyvysene okraje a je tazko ich bez prisposobenych hmatnikov stlacat.

  5. Mikes napsal:

    Ahoj
    poslední výzva ve starém roce 😉 a prosba do Nového roku (a hodně zdaru, zdraví, atd.): Co nějaký ten čas na ‚poleštění‘ podkladů pro výrobu nějaké série pro nadšence replik? Já už jsem si sehnal všechny součástky a jsem ochoten i něco pomoct, jen abych mohl připojit funkční repliku do sbírky. Tak co, našel by se nějaký?
    Držím palce a zdravím,
    Mikeš

  6. Pingback: Sinclair SoC MK14, VDU, Cassette Interface, PROM programmer | Martinův 8-bitový blog

  7. Tony napsal:

    I would like to build a MK14 (I cant afford the ones on ebay high prices!). Is there any way I could get a copy of your gerber files or pay for a PCB?

  8. Hello Martin,

    I would also be willing to pay you for a replica MK14 PCB.

    Regards Steve

  9. Emilio Aoi napsal:

    Hello Martin!

    Could you help me with some information about MK14?

    Regards,

    Emilio.

  10. microlan napsal:

    Moje beta deska už chodí, zatím bez klávesnice ale 6 nul už je na světě. „0000 00“ Pár vět ze stavby. Desku jsem trochu „poškodil“ přivrtáním otvorů pro velký krystal, který si myslím, že je přímo orientační pro MK14. Cesku jsem celou zaletoval a osadil jen logiku (bez CPU, I/O, RAM, ROM) Na zdroji nastaveno 7,5V s omezením na 150 mA. Po zapnutí se k mé spokojenosti rozsvítila pravá 8 a napětí drželo. Doosadil jsem zbytek (kromě I/O) , nastavil proudové omezení na 500 mA a buch-ho! Měl je tam! (0000 00)

  11. microlan napsal:

    Poprvé naskočil bez problémů, ale občas po zapnutí nenabíhal oscilátor, tak jsem doplnil ze strany spojů SMD kapacitu 33 pF k druhému vývodu krystalu a už chodí to jak švýcary.

  12. Mathias napsal:

    I am interested too for getting a replica MK14 PCB.
    Please provide PCBs for the community.
    Thanks and best regards
    Mathias

  13. microlan napsal:

    Ještě jeden poznatek, když jsem kupoval součástky, tak jsem (vyjma 7445) koupil všechny 74LS. Přece to nemusí tak topit :-). Ale když jsem potom náhodou něco hledal ve schematu MK14, zarazilo mě, že u displeje nejsou žádný odpory. Vygůglil jsem ekv. zapojení 7408 vs 74LS08 a bylo jasno. LSko má omezovací odpor jen 50 ohm a povolený proud pár mA. Kdežto obyčejná 08ka TTL umí kolem 20 mA na výstupu a navíc omezovací odpor má 130 ohm. Po výměně 74LS08 za 7408 „paradoxně“ klesnul odběr o 10 mA (na celkové spotřebě). Závěr je že na těchto pozicích je výhodnější použít obyčejné TTL.

  14. Mikeš napsal:

    Moje MK-14 už taky chodí ‚jako hodinky‘. To s těmi 7408 mi bylo hned podezřelé, ale říkal jsem si, že je to tak jednoduchý obvod, že není moc velký rozdíl v 7408 a LS provedením. V každém případě dík za info o odporech.
    Já jsem řešil problém s malým napájecím napětím, při 4.95V to, po zahřátí, přestalo chodil. Po výměně stabilizátoru (napětí 5.02V) je vše již v pořádku a MK-14 běžela celou noc bez chyby.
    Martinovi díky za projekt, moc pěkná retro práce.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *