Riparazione di uno ZX Spectrum Issue 4S

Ispezionandolo internamente mi sono reso conto che la membrana era ancora perfettamente sana, perchè fatta di una plastica decisamente più elastica e resistente di quella rigida e incline alla rottura degli Spectrum Made in England. Posso affermare che solo per questo motivo gli spectrum Koreani sono decisamente meglio di quelli Inglesi. La qualità della pcb è in linea con le produzioni dell’epoca, questo esemplare infatti dovrebbe essere del 1984.

Eccolo in tutto il suo splendore.

Purtroppo dopo qualche minuto lo schermo è diventato nero e ho sentito puzza di bruciato.

E’ venuto fuori che una maledetta RAM 4116 era andata in corto sull’ingresso dei 12V, bruciandomi anche il transistor TR4, un C2236A, che è proprio quello che genera i 12V in uscita. Le 4116 sono una brutta bestia, richiedono 3 voltaggi differenti per funzionare (+5V, -5V, +12V) e scaldano molto, e questo le rende inclini alla rottura.

Negli anni ho collezionato parecchia componentistica di recupero (e non solo), ma le 4116 proprio non ne posseggo.

Ho quindi optato per una soluzione più drastica, ho deciso di sostituirle tutte con delle più affidabili 4164. Di queste ne posseggo a decine, sia nuove che recuperate da dei Commodore 64 disastrati. Dopo aver dissaldato tutte le 4116 è venuto fuori che altre di loro avevano una resistenza non infinita tra la linea 12V e massa, quindi sarebbe stata solo questione di tempo affinchè si rompessero definitivamente. Le 4164 sono la scelta migliore, visto che richiedono solo +5V, non scaldano e sono meno inclini alla rottura.

Per TR4 non avevo a disposizione un C2236A e neanche tutti gli equivalenti segnati sugli schemi ufficiali e su internet, come ad esempio lo ZTX650. Tra i miei recuperi avevo comunque diversi transistor NPN di potenza, e sono riuscito a trovare un 2SC1226A che si è rivelato perfetto per lo scopo. Certo, più grosso di quello precedente, ma sono riuscito a farlo stare senza problemi sulla scheda.

Per montare le 4164 è stato necessario effettuare una piccola modifica distruttiva sul circuito, ovvero tagliare le piste che forniscono la 12V e la -5V sulle RAM.

La pista tagliata in alto corrisponde ai -5V, mentre quella in basso ai +12V. Questo non esclude entrambe le tensioni su altri punti della scheda, ma solo nella sezione RAM. I +12V in particolare sono importanti in quanto alimentano il modulatore integrato LM1889. Entrambe le tensioni sono in ogni caso presenti anche sulla porta di espansione dello Spectrum.

Non ho usato adattatori per montare le 4164, in quanto la modifica è stata molto semplice: è bastato collegare tra loro i pin 8 e 9 di tutte le RAM (quelli in basso), e i pin 1 e 16 sulla prima RAM (quelli in alto).

Sul pin 9 era già presente la +5V, quindi collegandolo all'8 l’ho portata dove serviva alle 4164. Il pin 9 può restare senza problemi a +5V, cioè sul livello logico 1. Collegare pin 1 e 16 probabilmente non era necessario in quanto il pin 1 nelle 4164 non è utilizzato, ma ho preferito comunque fare questo collegamento per metterlo a massa.

Il collegamento che vedete tra i pin 3 delle ultime 2 RAM ho dovuto farlo perchè nell’impeto del dissaldaggio delle RAM ho fatto saltare quella pista sul circuito stampato. Succede, colpa mia!

Dopo aver montato tutte le 4164 il computer è partito! Era visibile la scritta “© 1982 Sinclair Research Ltd”, ma con il bordo nero anzichè bianco. Inoltre la tastiera non funzionava, quindi ci doveva essere un altro problema altrove.

[TODO: SIMULARE UNA FOTO A CASA!!!]

In questo caso i sospettati erano: IC3, IC4 (entrambi multiplexer LS157), ROM, CPU, ULA.

La ULA è un chip custom della Sinclair, ed è il cuore dello Spectrum e ne gestisce quasi tutta la logica. L'unico modo per testare il funzionamento è inserirla in un altro Spectrum, e così ho fatto. L'ho inserita in un altro Spectrum che ero sicuro fosse funzionante e ho potuto verificare che funzionava correttamente.

Quindi sono passato successivamente al controllo dei multiplexer LS157, li ho dissaldati tutti, anche IC25/26 che però gestiscono le upper RAM da 32k. Li ho testati tutti con il programmatore XGecu T48 che ha una comoda funzione di test dei chip logici, e sono risultati tutti funzionanti correttamente.

Quindi sono passato alla ROM. Questa è una 23128, e i programmatori EPROM moderni non la supportano direttamente, ma è comunque possibile leggerla come una 27128 con un trucchetto: basta sollevarre il pin 27 per non farlo entrare sull’adattatore, e collegarlo con un cavetto al pin 14 in modo da metterlo a massa.

Confrontando i byte letti con il file che circola su internet la corrispondenza era al 100%, quindi anche la ROM era perfetta.

Ultimo step, la CPU. Stranamente la macchina si avviava, quindi la CPU almeno parzialmente funzionante lo era. Tra i miei recuperi c’è una scheda di quello che presumo fosse un vecchio registratore di cassa della Olivetti, che contiene proprio una CPU Z80 identica a quella presente sullo Spectrum. Non una Zilog originale dell'84 ma una ST dell'89, ma direi che va bene lo stesso.

Il bottino di guerra.

Ho provveduto inoltre a controllare tutti i condensatori elettrolitici misurando il loro valore e la loro ESR; per testarli direttamente on-board ho provveduto a dissaldarli da un terminale e a utilizzare il classico MultiFunction Tester TC1.

La scatola era messa male, ma sono riuscito a recuperarla, incollando le parti strappate e reinforzandola dal lato interno incollando delle strisce di cartoncino; ho anche realizzato con il polistirolo l’imballaggio interno, un piccolo lavoretto di bricolage molto rilassante.

[TODO: immagine scatola completata!!!]