The Final Cartridge III+, tutorial montaggio replica

In questo video articolo parliamo di come costruire una replica della The Final Cartridge III+. Vediamo come procurarsi il circuito stampato dell’interfaccia su PCBWay, come saldare tutti i componenti elettronici e come programmare la EPROM tramite l’economico programmatore TL866II Plus.

Impariamo come costruire una replica della The Final Cartridge III+, con componenti che è possibile reperire tutt’oggi.

Cos’è The Final Cartridge III+

The Final Cartridge III+ è una cartuccia che è stata commercializzata nel 1987. Si collega alla porta di espansione del Commodore 64 e 128. La caratteristica più particolare è l’interfaccia grafica con il puntatore a freccia, spostabile tramite tasti cursore, joystick e, udite udite, anche tramite mouse. I vari programmi vengono eseguiti all’interno di finestre grafiche, proprio come accade nei moderni sistemi operativi per computer.

The Final Cartridge III+ offre diverse funzionalità, tra cui un fast loader per caricare velocemente i programmi ed i giochi, nonché un freezer, per congelare un programma o un gioco e salvarne lo stato.

Faremo solo una breve prova della cartuccia, giusto per provare se l’abbiamo costruita bene. Mostrerò tutti i dettagli del funzionamento in un altro tutorial, per cui vi suggerisco di iscrivervi al canale YouTube ed attivare la campanella delle notifiche!

Acquisto dei componenti della The Final Cartridge III Plus

Iniziamo dal circuito stampato e dalla lista dei componenti. Se cercate sul sito di PCBWay trovate la replica del circuito stampato della The Final Cartridge III+ già pronto. Trovate anche i file binari per programmare la EPROM. Su PCBWay trovate anche l’elenco dei componenti elettronici: sono di facile reperibilità. Li potete acquistare online o in un negozio di elettronica.

Per comodità, riporto l’elenco dei componenti da acquistare:

PCB
27C020 (27C2001) DIP32 or 27C512 for plain version
74LS273 DIP20
74LS163 DIP16
74LS133 DIP16
74LS04 DIP14
74LS09 DIP14
DIP32 IC SOCKET
DIP20 IC SOCKET
2pcs. DIP16 IC SOCKET
2pcs. DIP14 IC SOCKET
1nF Capacitor
1μF Capacitor
10μF Capacitor
5pcs. 1N4148 DIODE
1.2K Resistor
18k Resistor
3pcs. 4.7K Resistor
LED
3pin male header with jumper cap (or wire)
2pcs. RIGHT ANGLE TACTILE BUTTON

Nell’elenco dei componenti su PCBWay è indicato un solo zoccolo a 32 poli: quello della EPROM, ma suggerisco di montare anche gli altri circuiti integrati sugli zoccoli, per una migliore manutenzione dell’interfaccia.

Proviamo a simulare l’acquisto del circuito stampato su PCBWay. Si può notare che la quantità minima di acquisto è 5 pezzi, ma, se apriamo la tabella di comparazione dei prezzi, vediamo come il costo di 10 pezzi sia identico a quello di 5! Relativamente al trasporto, le spese di spedizione verso l’Italia variano a seconda del corriere utilizzato, così come anche il tempo di consegna.

Nel mio caso, sono stato fortunato! Infatti il circuito stampato mi è stato donato da Stefano Spiacci.

Con tutti i componenti a disposizione, possiamo iniziare a montare The Final Cartridge III+.

In un precedente video, avevo già spiegato come saldare i componenti elettronici sul circuito stampato, in tutta sicurezza. Abbiamo visto tutti gli strumenti necessari, come scegliere la temperatura del saldatore e come pulire lo stampato dopo il montaggio.

Come scegliere la EPROM della The Final Cartridge III Plus

The Final Cartridge III Plus accetta 2 tipi di EPROM: la 27C020 (equivalente alla 27C2001) a 32 pin e la 27C512 a 28 pin. Essendo la memoria con 32 pin, la 27C020, quattro volte più capiente di quella a 28 pin (la 27C512), utilizzeremo questa. La EPROM 27C020 può contenere anche delle applicazioni, che la EPROM meno capiente non ha. Questo è il menu della The Final Cartridge III+ con la EPROM 27C020 da 256KB:

Invece, nel menu della The Final Cartridge III+ con la EPROM 27C512 da 64KB, mancano le applicazioni aggiuntive:

Montaggio della cartuccia, i diodi al silicio

Iniziamo il montaggio dai componenti più bassi: i 5 diodi al silicio 1N4148. Attenzione che sono componenti polarizzati, per cui dovrete orientare la fascia nera (corrispondente al catodo) come indicato sulla serigrafia del circuito stampato.

Dopo aver saldato i diodi, possiamo tagliare l’avanzo dei reofori con un tronchesino.

Il ponticello di selezione del tipo di EPROM

Ora, ci viene comodo un avanzo di reoforo per il ponticello. Saldiamo il reoforo come fosse un jumper: tra il piedino centrale e quello a sinistra del selettore, in modo da rendere il PCB compatibile solamente con la EPROM a 32 piedini, quella più capiente. In alternativa al reoforo, è possibile utilizzare un pin strip a 3 poli con jumper di corto circuito per la selezione del tipo di EPROM.

Dopo aver saldato il cavallotto, possiamo tagliare l’avanzo del reoforo.

I resistori

Passiamo ora al montaggio delle 5 resistenze. Sulla serigrafia del circuito stampato ci sono scritti i valori delle resistenze da montare. Dobbiamo inserire i resistori rispettando il valore corretto. Non importa l’orientamento, ma io preferisco comunque orientare le resistenze da un unico lato, per migliorare l’estetica del circuito stampato.

Quando montiamo i resistori, ma anche gli altri componenti, cerchiamo sempre di tenerli belli aderenti al PCB.

Dopo aver effettuato la saldatura, tagliamo l’avanzo dei reofori.

Gli zoccoli dei circuiti integrati

E’ venuto il momento degli zoccoli dei circuiti integrati. Ne inseriamo uno alla volta, orientando la tacca di riferimento come indicato sulla serigrafia del circuito stampato.

Non saldiamo subito tutti i piedini, ma solamente due agli estremi opposti. Questa tecnica ci consente di raddrizzare lo zoccolo, tenendolo aderente al circuito stampato. Premendo lo zoccolo verso il PCB mentre scaldiamo uno alla volta i due pin, lo zoccolo si avvicina ed aderisce al circuito stampato.

Solo quando lo zoccolo è posizionato bene, possiamo procedere a saldare tutti i restanti piedini. Ripetiamo questa operazione per tutti i 6 zoccoli, incluso quello a 32 piedini. Solo per gli zoccoli, ci sono ben 112 piedini da saldare!

La scelta del LED della The Final Cartridge III+

E’ il turno del led. L’ho acquistato di colore blu, per svecchiare un po’ l’aspetto della cartuccia. Potete comunque utilizzarlo del colore che più preferite. Il led è un componente polarizzato e deve essere montato seguendo l’orientamento indicato sul circuito stampato. Teoricamente, il terminale più corto del led, così come la parte piatta del corpo del led, indicano il terminale negativo. Se siete in dubbio, potete comunque collegarlo ad un alimentatore a 5V con una resistenza da 1K ohm in serie, e vedere da quale verso si accende.

Il led è anche un componente delicato! Attenzione a non sostare troppo sui reofori con il saldatore.

Dopo aver saldato il led, lo raddrizziamo e tagliamo l’avanzo dei reofori con il tronchesino.

I pulsanti angolati, la scelta del perno dei pulsanti

Montiamo e saldiamo i due pulsanti angolati. Io ho preso due pulsanti con il perno centrale corto, perché non ho intenzione di inserire la cartuccia in alcun contenitore. Esistono anche dei pulsanti con perno più lungo, proprio per passare attraverso lo spessore di un contenitore plastico.

Se i terminali dei pulsanti sono troppo lunghi, dopo la saldatura conviene accorciarli, per portarli a livello dei reofori degli altri componenti.

Il condensatore ceramico

Il condensatore ceramico non è polarizzato e possiamo inserirlo nel verso che preferiamo. Nel video, lo monto dopo perché… mi ero scordato della sua esistenza! Lo saldiamo e tagliamo l’avanzo dei reofori.

I condensatori elettrolitici

Ci sono ora due condensatori elettrolitici da montare. Purtroppo, non sono riuscito a trovare quelli a basso profilo: l’impatto estetico sarebbe stato migliore. I condensatori elettrolitici sono componenti polarizzati e vanno montati seguendo l’indicazione sul circuito stampato. In genere, sui condensatori elettrolitici viene evidenziato il terminale negativo. Mentre sulla serigrafia del circuito stampato della The Final Cartridge 3 Plus è stranamente indicato il terminale positivo. L’importante è non fare confusione: il terminale negativo del condensatore va montato sulla piazzola opposta a quella del positivo!

Abbiamo finito! Il montaggio è terminato!

Prime prove della The Final Cartridge III+ con il tester

Prima di inserire la cartuccia nel Commodore 64, facciamo alcune prove. Innanzitutto, senza inserire gli integrati, proviamo ad alimentare la cartuccia a 5V, come farebbe il Commodore 64, ma tramite un alimentatore, in modo da verificare che non ci siano piste di alimentazione in corto circuito. Nel qual caso, l’alimentatore andrebbe in protezione.

Poi, proviamo a verificare, con il tester, che la tensione a 5V arrivi effettivamente ai piedini di alimentazione dei vari circuiti integrati.

Sempre senza integrati inseriti, proviamo se il led si accende, applicando i 5V prima della resistenza di limitazione della corrente.

Pulizia del circuito stampato dai residui della saldatura

Possiamo procedere a pulire il circuito stampato dai residui di flussante della saldatura. Utilizziamo alcool ed uno spazzolino da denti. Possiamo anche utilizzare uno straccio che non lascia peli. Ripetiamo la pulizia tutte le volte necessarie, fino a quando il circuito stampato non risulta più appiccicoso.

Ed ecco qui, finalmente, il circuito completato e pulito!

Inserimento dei circuiti integrati negli zoccoli

Inseriamo ciascun circuito integrato nel rispettivo zoccolo. Sulla serigrafia del circuito stampato è chiaramente indicata la posizione dei vari IC.

Pieghiamo leggermente i piedini dei circuiti integrati in modo che si inseriscano nei contatti degli zoccoli. Attenzione anche all’orientamento, indicato da una tacca sul circuito integrato, sullo zoccolo e sulla serigrafia del circuito stampato.

Inseriamo tutti i circuiti integrati, tranne la EPROM, che ancora dobbiamo programmare. Come promesso, nel paragrafo successivo, vi spiego velocemente come programmare una EPROM.

Programmare la EPROM con il programmatore TL866II Plus

Andiamo a recuperare il file compresso, contenente i binari, che abbiamo scaricato prima da PCBWay. All’interno, oltre ai manuali dell’interfaccia, troviamo anche due cartelle con i nomi delle EPROM. Come spiegavo prima, ho scelto la 27C020 perché ha quattro volte più memoria rispetto alla 27C512: sostanzialmente ci stanno anche le applicazioni, che poi troviamo nel menu della The Final Cartridge III+.

Estraiamo il file TFC3PLUS_256KB_ROM.BIN, che dobbiamo programmare nella EPROM.

In un prossimo tutorial mostrerò come installare il software di programmazione XG Programmer, a corredo del programmatore TL866II Plus. Spiegherò anche nel dettaglio come utilizzare il programmatore. Oggi, ci limitiamo a programmare la EPROM della The Final Cartridge III+ senza troppe spiegazioni tecniche.

Apriamo il software del programmatore XGecu Programmer. Il programmatore TL866II Plus è già collegato al computer tramite la porta USB.

Andiamo su Select IC e scegliamo la EPROM 27C020. Ce ne sono di diversi produttori. La mia è prodotta dalla TEXAS INSTRUMENTS, scelgo la TMS27C020 con contenitore DIP32.

Clicchiamo sull’icona LOAD e scegliamo il file TFC3PLUS_256KB_ROM.BIN, che abbiamo scaricato ed estratto prima. Lasciamo inalterate le impostazioni mostrate nella finestra Options.

Il file binario si carica e ne possiamo vedere il contenuto nella tabella.

Lasciamo le impostazioni standard di tensione di programmazione, corrente, ecc…

Per avviare la programmazione della EPROM, clicchiamo su PROG. Il software ci mostra come posizionare la EPROM sullo zoccolo.

Apriamo lo zoccolo del programmatore e posizioniamo correttamente la EPROM. Ovviamente la EPROM deve essere vuota. Queste EPROM con finestra trasparente si possono cancellare con una lampada a raggi ultravioletti.

Attenzione ad inserire la EPROM nel verso corretto, indicato dalla tacca sul corpo. Se è tutto a posto, possiamo richiudere lo zoccolo e avviare la programmazione premendo il pulsante Program.

La programmazione della EPROM dura più di un minuto. Al termine, il software effettua la verifica.

Se è tutto a posto, viene mostrato un messaggio di successo.

Installazione della EPROM sulla The Final Cartridge III+

Possiamo coprire la finestra della EPROM con del nastro isolante scuro, per evitare che la luce possa deteriorare il contenuto che abbiamo appena programmato. Inseriamo la EPROM sullo zoccolo dell’interfaccia The Final Cartridge III+, prestando attenzione all’orientamento, indicato dalla tacca sul corpo dell’integrato.

Prima di premere la EPROM con energia, attenzione anche ad inserire correttamente tutti i piedini nei contatti dello zoccolo. Se non prestate attenzione, alcuni piedini potrebbero piegarsi.

Ed ecco la nostra bella interfaccia The Final Cartridge III+ completa e pulita! A me, sembra venuta molto bene. Che ne pensate? Fatemelo sapere nei commenti.

La prova della The Final Cartridge III+

Ok, è venuto il momento! Inseriamo The Final Cartridge III+ nella porta di espansione del Commodore 64. Ovviamente, questa operazione va effettuata quando il computer è spento.

Accendiamo il computer e, dopo pochi istanti, deve apparire il menu della The Final Cartridge III Plus.

Possiamo provare velocemente i vari menu con il joystick. Mostrerò tutti i dettagli del funzionamento della The Final Cartridge III+ in un altro tutorial.

Continua…

Curiosi di analizzare tutte le funzioni della The Final Cartridge III+?

Credits: nel video tutorial, la SID music è Noisy Pillars di Jeroen Tel.

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