PMI-80 M16

- "postavitelná replika" počítače PMI-80



Vážení přátelé starých počítačů a PMI-80 obzvláště. Nostalcomp.cz má tu čest předložit vám nabídku, která se neodmítá. Připravuje se totiž výroba profesionální desky plošných spojů pro repliku PMI-80. Své PMIčko si tak bude moci postavit každý. Petr Všianský, známý po nickem EC1045, připravil podklady pro výrobu profesionální DPS tzv. "postavitelné repliky" PMI-80, kterou označil jako PMI-80M16.


Co je "postavitelná replika" ?

A co se myslí tou "postavitelnou replikou"? Petr udělal drobné změny, aby nahradil obtížně sehnatelné součástky. Nebudete tedy pracně shánět obvod MH1082, displej VQD30, nebo originální klávesničku. Ovšem změn je více a jejich seznam je níže. Jinak je ale zachována 100% kompatibilita s originálem PMI-80. Nechybí rozhraní pro MGF, druhý 8255, konektory FRB K1, K2 a dokonce ani malá univerzální část DPS:


plošný spoj PMI-80 M16
návrh desky PMI-80 M16
další PMI-80 M16
hotová deska PMI-80 M16


Seznam změn na PMI-80 M16:

1) Displeje jsou v návrhu použity z řady LQ4xx a jim podobné tj. společná anoda. Tím pádem se muselo předělat i buzení takže přibyly dva tranzistory a budič sběrnice 74x244 pro posílení výstupů 8255. Přibyly také přepínače pro displej, aby bylo možno použít segmentovky s desetinnou tečkou (DT) jak ve verzi vpravo, tak vlevo. Pokud někdo nebude chtít používat DT (originál PMI-80 ji také nepoužíval), tak se neosadí odpor R39.

2) Nedostupný dekodér MH1082 byl nahrazen klasickým 74154.

3) Klávesnice je sestavena přímo na DPS z diskrétních tlačítek. Tlačítka byla vybrána taková, ke kterým se dají koupit hmatníky a jsou za rozumný peníz (označení v GME je P-B1729 pro tlačítko a P-B17172x nebo P-B17171x pro hmatník)

4) Byl upraven obod pro styk s MGF dle ARA 6/86 (přidán OZ do vstupního zesilovače).

5) Napájení je řešeno pomocí DIN konektoru (v návrhu je použit 7-kolik, ale bez problému lze osadit 5-kolík)

6) V desce je uděláno 6 otvorů o pr. 3,2 mm pro přišroubování nožiček.

7) Zásadní změna je u pamětí EPROM. PMI-80M16 lze volitelně osadit buď 1-2 ks EPROM 2708(8708) á 1KB (jako originální PMI), nebo 1 ks EPROM 2716 (2KB). To je velice příjemné, protože 2716 se lépe shání a ještě lépe programuje:-) Odtud plyne i označení "M16" - "M" znamená moderni a "16" že je možno osadit EPROM 2716:-)

8) Dále přibyl konektor pro připojení alternativního terminálu (prý po nářku některých osob, že už mají jiná tlačítka či displeje:-)) Pokud bude nahrazen celý terminál, tak se na vlastní desce PMI-80M16 neosadí IO 12 (74154) a 13 (74244) a vše vpravo od nich (trazistory, segmentovky, tlačítka a odpory) a pak již je to na kreativní činosti dané osoby co si udělá za alternativní terminál. Jen je nutné upozornit na to, že na konektoru je přímo výstup z 8255, která nemá "výkonové" budiče a její zatižitelnost je omezená (max. 2 zátěže standard TTL). Kdo bude stavět přesně dle předlohy, s konektorem pro ext. terminál se vůbec nemusí trápit!

Díky novému terminálu (klávesnice a displej) se deska zvětšila na 277 x 146 mm, takže nebude pasovat do originálního kufříku, ale to snad nevadí. Za důležitější považuji to, že jsou zachovány konektory FRB K1 a K2 pro další rozšíření.


Dokumentace k osazení desky PMI-80 M16 + software pro PMI:

Následuje aktuální dokumentace nutná k osazení desky PMI-80 M16. Dokumentace obsahuje schéma zapojení, rozložení součástek na desce, soupisku součástek a obsah EPROM s monitorem PMI-80 (binární soubor). Nově je přidán obsah (v binárním tvaru) pro druhou 8708 (již 2. verze), nebo pro druhý kilobajt 2716. Jedná se o program PC Loader2 a sadu jednoduchých testovacích prográmků pro PMI (testy RAM, klávesnice, displeje a přídavné 8255), které jsou velmi užitečné pro ověření funkčnosti počítače. Popis programů a spouštěcí adresy jsou v přiloženém souboru PMI80_pridavna2.pdf. Do 8708 je nutné binární soubor nahrát od adresy 0000h, ale do 2716 jej nahrajte od 0400h!


Dokumentace k osazení desky PMI-80 M16 + software pro EPROM


Jak získat plošňák?

Asi vás teď nejvíce zajímá cena a dostupnost té desky pro PMI-80M16. Přestože po první sérii se jen zaprášilo, vznikla série další. Všechny informace naleznete spolu s dalšími věcmi v této nabídce.


*** První PMI-80 M16 je na světě! ***

Desky jsou hotové! Přestože počitadlo zájemců ještě nedosáhlo kýžené desítky, Petr už to nevydržel a desky objednal. A hned si také postavil své historicky první PMI-80 M16. Nejprve vyzkoušel všechny typy použitelných znakovek, které doma našel:

první PMI-80 M16 první PMI-80 M16
první PMI-80 M16 - experimentování s číslicovkami různých typů

Ke znakovkám několik poznámek: Typy LQ410, LQ440 a LQ470 se ukázaly jako nevhodné pro svůj malý jas. Segmentovky LQ425, LQ450, LQ480 jsou o něco málo širší než by bylo vhodné, a proto jsou trochu namačkány na sobě. Ale s trochou "přemlouvání" se tam vejdou (je vhodné je začít skládat od prostředka). Na obrázku jsou zkoušené typy zleva do prava: LQ425, LQ480, HDSP-3600, LQ410, LQ470, 5082-7610, TIL302, MAN72A a SA04-11GWE. V zapojeni jsou tranzistory BC177 a omezující odpory 200R, pro "moderní" segmentovky zcela vyhovující.

Červené segmetovky měly (díky menšímu úbytku napětí) pochopitelně větší jas než zelené. Je tedy nutné si trochu pohrát a započítat a stanovit odpor předřadných rezistorů v závislosti na parametrech znakovek, které budete mít k dispozici. Odpor by se měl pohybovat v rozmezí 68 - 220 Ohmů. Pozor ale na proud protékající segmentem ve statickém režimu! Zapojíte-li i desetinnou tečku (odpor R39), bude svítit stále. Pokud to někomu bude vadit a bude chtít používat DT, tak se bude muset přepsat tabulka znaků v monitoru PMI (invertovat bit 8), což ale může způsobit problémy s magnetofonem. Zde je rozhodnutí na kažném staviteli. Jinak prý zprovoznění a oživení počítače proběhlo naprosto hladce a PMI-80 šlapalo napoprvé!

první PMI-80 M16 první PMI-80 M16
první PMI-80 M16 - finální osazení znakovkami


*** poznámka k LQ425 ***

Dostal jsem celkem užitečné postřehy k použití znakovek LQ425: Ty číslicovky (LQ425) jsem nedávno taky do něčeho dával těsně vedle sebe, a taky se jim moc nechtělo. Jelikož jsou jejich stěny nikoliv rovnoběžné a o něco širší, ale číslicovka je roztažená do šířky jen "na spodku" u vývodů (řekl bych, že za to může ta zalévací hmota uvnitř), vyřešil to jehlový pilník a zapilování stěn "do rovnoběžna", pak už šly vedle sebe pěkně a bez násilí. Mj. od té zalévací hmoty bývají občas "umatlané" i vývody (a docela daleko a ještě bývají dost zaoxidované), takže kdyby to někomu nesvítilo, tak ať pořádně oškrabe vývody (ale to snad každýho napadne... i když musím sebekriticky přiznat, že jsem málem dvě vyhodil jako špatné, než jsem přišel na tu zalévací hmotu). David.

detail pinu LQ425 obaleného zalévací hmotou
detail pinu LQ425 obaleného zalévací hmotou


*** Další hotová PMI-80 M16 ***

Martin Lukášek poslal fotku svého PMI-80 M16, které šlapalo na první zapnutí! I Martin experimentoval s několika typy znakovek.

další PMI-80 M16
Martinovo PMI-80 M16
další PMI-80 M16
Martinovo PMI-80 M16

Další hotové PMI-80 M16 poslal Milan. Prý má chřipku a udělalo se mu lépe:-) Udělal to dobře. Nemáte-li čas na stavbu, "hoďte se marod" :-) Práce v práci neuteče, ale nostalgická vlna odezní! Pro první zkoušku procesoru si Milan postavil přípravek pro vnucení instrukce NOP. Princip testu je popsán již na stránce o PMI-80 v odstavci o zprovoznění starého PMI, kde naleznete i mou verzi takového "přípravku", kterou Milan nemilosrdně označil za škaredou:-)

další PMI-80 M16
Milanovo PMI-80 M16
přípravek pro NOP
přípravek pro NOP

Milan také navrhl a vyzkoušel měniče pro získání -5V a +12V z napájení +5V. K napájení celého PMI mu tak stačí zdroj jediného napětí +5V. Zapojení a popis měniče naleznete na stránce o napájení systémů s 8080.

Další fotografie replik PMI-80 M16, které jejich stavitelé zašlou, již budu přidávat do sekce Vaše PMI.


*** moje PMI-80 M16 ***

Konečně jsem se k osazení své desky PMI-80 M16 s výrobním číslem 002 dostal i já. A rád bych se zde podělil o své postřehy a zároveň si dovolil doporučit zejména své dvě níže popsané úpravy. Na rozdíl od kolegů předchůdců jsem se nesnažil o zachování "křemíkové čistoty Tesla" a mohl jsem tak použít nové a moderní součástky. To se týká zejména obvodů řady 74xx, tranzistorů a diod. Originální PMI-80 mám dvě a po této replice požaduji především spolehlivost, neboť převezme roli mého "pracovního PMI".

Ovšem neodpustil jsem si dva detaily, které podle mě dělají PMIčko PMIčkem. Nebo si snad dovedete představit plnohodnotný počítač PMI-80 bez toho "pětikolíku" nahoře uprostřed? Já ne a ta plastová náhražka do DPS mi tam prostě nesedí. Takže jsem tam dal klasickou plechovou zásuvku. Naštěstí je na to pamatováno a otvory jsou již na desce. Konektor je poněkud výše nad deskou, ale to nevadí. Vypadá to dobře.

Druhým detailem, který k PMI neodmyslitelně patří, je napájecí plochý barevný kabel. Nemohl jsem si pomoci a musel jsem ho tam mít. Hezky přiletovaný do desky, žádný konektor:-)

Nyní již k vlastnímu osazení. Obvody řady 74xx jsou všechny moderní HCT a jsou přímo zaletovány do desky. Patří mezi ně i dekodér adres 74HCT138. To by se mělo příznivě projevit na spotřebě. Pouze dekodér katod displeje je 74LS154 (mám jich dost) a je v patici. Netuším, co mě přimělo dát ho do patice, ale jak se ukázalo později, byl to chytrý tah:-)

Procesor, podpůrňáci, paměti a porty jsou Tesla a jsou v precizních paticích. S klasickými paticemi mám špatné zkušenosti a nesnáším je. Tranzistory NPN T1 až T3 jsou BC546, tranzistory PNP T4 až T12 jsou BC327. Diody D1 až D3 jsou 1N4148, diody D4 až D6 jsou 1N4007 a diody D7 a D8 jsou schottky 1N5819. Na pozice EPROM jsem od začátku uvažoval s dvojicí 8708. A to jen a jen proto, aby tam nezbyla prázdná patice, či plac pro ní...:-)

Na místě C13 a C16 jsem osadil větší kapacity 220nF. Ovšem pak jsem si to rozmyslel, C13 jsem vypájel a nahradil elytem 22uF. Tuto úpravu doporučuji všem. Zejména pokud použijete znakovky s větším proudem segmentem a snížíte předřadné odpory. Multiplexní provoz displeje je holt odběrový prevít... Pokud uvažujete o externím terminálu, dejte elyt i na pozici C16.

další PMI-80 M16
deska na PMI-80 M16
další PMI-80 M16
částečně osazené PMI-80 M16

Znakovky jsem použil Tesla LQ425 (If=10mA), protože jsem je prostě měl a také se mi líbí, že již mají červený filtr. Jelikož jsou o cca 0,2 mm širší než norma, je problém s jejich umístěnín na desku. Nejprve jsem se je pokoušel "přemlouvat", jak doporučuje Petr, ale v půlce bylo jasné, že další přemlouvání bude vyžadovat dost násilí. Tak jsem je všechny zase vyndal a dle doporučení Davida (viz výše) je z obou stran pěkně povozil na pilníku. Také jsem netkanou brusnou textilií očistil jejich zoxidované nožičky. Pak už do desky pasovaly bezvadně. Několik předchůdců si stěžovalo na jejich malou svítivost v multiplexu. Rozhodl jsem se jít až "na krev" a namísto 220R předřadných odporů jsem rovnou zapájel 180R. Kromě Uf segmentu je totiž třeba vzít v úvahu i úbytek napětí na tranzistoru a hradle 74244. Displej svítí uspokojivě, ale přepínač tlumený/dálkový (jak mi bylo prorokováno) opravdu není třeba:-) Znakovky jsou sice v paticích, ale jelikož nepředpokládám, že bych je měnil za jiné typy, namísto jumperů JP13 až JP21 jsem zapájel drátové propojky. Jelikož nehodlám využívat desetinnou tečku (stejně jako originál), nezapájel jsem odpor R39. Ještě poznámka k odporům: pokud použijete znakovky s If = 20mA, či dokonce 30mA, odpory budete pochopitelně ještě snižovat. Ale pozor na max. proud výstupem 74244!

V zájmu spolehlivosti jsem proletoval i všechny nepoužité prokovené prostupy mezi oběma vrstvami desky. Pozor také na krystal, ať si jím nezkratujete spoje. Ideální je dát pod něj originální izolační podložku! Naštěstí jsem jednu měl. Na konfigurační propojky JP1 až JP9 jsem použil samotné piny vyndané z precizní patice. Vlastní propojky jsou pak z odštípaných nožiček odporů.

Po dokončení desky jsem se chystal provést takové to klasické přezkoušení, jako zdali jsou správná napětí kde mají být apod. Jenže mě to záhy přestalo bavit. Už jsem se prostě nemohl dočkat. Takže jsem desku jen tak "zkouknul" pohledem, nafrkal čipy do patic a zapnul napájení. Dle očekávání PMI-80 M16 naběhlo na první zapnutí.

ALE!

Během RESETu se na první znakovce zleva zobrazovala náhodná kombinace rozsvícených segmentů. Teprve po překlopení resetu se rozsvítil očekávaný nápis "PMI-80". TO NE! Počítač sice fungoval správně a bez jediné chybičky, jak prozradily mé testovací prográmky, ale tohle byla podstatná vada na kráse. Úplně mi to zkazilo radost z práce, ačkoliv jsem věděl, že to je bezvýznamný detail. Obvod 8255 totiž během resetu nastaví všechny své brány jako vstupní a uvede je do stavu vysoké impedance (3. stav). Vstupy 74244 a 74154 tedy během resetu nemají definovanou hodnotu a jejich výstupy tak nabývají náhodných hodnot. Zajímavé je, že zatímco 74HCT244 nastavoval výstupy opravdu náhodně, dekodér 74LS154 si neurčitý stav na vstupech vždy vyložil jako log.1, a proto pokaždé aktivoval stejnou (první zleva) znakovku. Náprava je ale jednoduchá. Nejprve mě napadlo doplnit vstupy 74244 o pullup rezistory (cca 10-22k), ale moc se mi nechtělo přidávat 7 dalších rezistorů, když na to deska není připravená. Ale pokud se vydáte touto cestou, můžete využít otvory pro konektor externího terminálu (nebudete-li jej pochopitelně chtít osadit).

Pohled do schématu mě upozornil na povolovací vstupy G1 a G2 dekodéru 74154. To je ono! Zkoumáním desky jsem zjistil, že použitelný je jen G2 (pin 19), protože přes G1 prochází GND k napájení dekodéru. Stačí tedy jen přeškrábnout spojnici mezi G1 a G2 (piny 18 a 19) a G2 je volný. Nyní ho stačí propojit se signálem RESET. Nejblíže je tento signál na přídavném 8255 (pin 35). Propojku můžete vést spodem a nic nebude znát. Protože však, z důvodu spolehlivosti, nemám rád dráty dole, vyvrtal jsem v těsné blízkosti dotčených pinů otvory a propojil je shora. Teprve teď jsem ocenil vnuknutí mysli, které mě přimělo použít pro 74154 patici... Po osazení integráčů je vidět jen malý kousek propojky, který se ve změti ostatních součástek ztratí, viz obrázky níže.

další PMI-80 M16
detail úpravy dekodéru 74154
další PMI-80 M16
hotové PMI-80 M16 (ještě bez FRB)

Nyní už mám ze svého PMI-80 M16 oprávněnou radost, protože rušivé znaky zmizely a PMI šlape jak hodinky! Je to však jediná nepříjemnost, která vznikla při snaze nahradit nedostatkové součástky jako MH1082 a VQD30. Je to jen drobné opomenutí, které lze snadno napravit. Jinak je deska opravdu perfektní. Žádný problém se spoji či prokovy. Vše pasuje jak má. Za to je třeba jejímu autorovi opravdu poděkovat. Odvedl skvělou práci!

Aktualizace: S tím zobrazováním náhodného znaku během resetu už je to jasné. Tohle totiž budou dělat jen obvody CMOS TTL (74HCT). Klasické TTL (S, LS, ALS) by měly třetí stav na vstupu považovat za log.1. Proto se tento problém netýkal nikoho přede mnou. Dekodér 74154 vám sice aktivuje tu první znakovku, ale budič 74244 má na výstupech log.1 a tudíž žádný segment není aktivován. Toto potvrzuje i můj případ kdy 74LS154 považuje nedefinované vstupy vždy za log.1, kdežto 74HCT244 si nedefinovaný vstup "vykládá" opravdu náhodně. Jednou lako log.1, jindy jako log.0. Přesto je zablokování toho dekodéru během resetu "technicky čistší". Zvláště pokud máte ty obvody 244 a 154 v paticích a jednou by je třeba někdo vyměnil za HCT...

další PMI-80 M16
PMI-80 M16 zdraví!
další PMI-80 M16
hotové PMI-80 M16 (ještě bez FRB)

HOTOVO! Nakonec jsem místo čistokrevných FRB sehnal konektory SUR, ale to vůbec nevadí. PMIčko je hotové. Pro srovnání jsem ho vyfotil společně s originálem PMI-80:

další PMI-80 M16
PMI-80 M16
další PMI-80 M16
replika a originál



hlášky PMI-80 M16


Další hotová PMI-80 M16 naleznete na stránce Vaše PMI.


Aktualizace: ke své replice PMI-80 M16 mám nyní dokonce i "originální" kufřík! Jak jsem k němu přišel se můžete dozvědět na stránce Úpravy PMI-80, díl 2.

Repase kufříku pro PMI-80 (M16)
kufřík PMI-80 M16
Repase kufříku pro PMI-80 (M16)
PMI-80 M16 v kufříku


RET



Odladěno na MS IE 8.0 a Firefoxu při rozlišení min. 1024 x 768 pixelů
www.NOSTALCOMP.cz    2010  -  2017