Bugün forumda konusu geçen "olmayacak" bir modern C64 beslemesi projesi de benden
Mevcut Durum Analizi
Eski ve yeni kasa C64'lerin 9VAC ve 5VDC ile beslendiğini biliyoruz.
Öncelikle bu iki beslemenin içeride hangi amaçlarla nasıl kullanıldığını şemalar üzerinden inceleyelim.
ESKİ Kasa
5VDC
1. Doğrudan tüm dijital entegrelere besleme
9VAC
1. Doğrudan AC olarak User Port'a
2. Schimitt Trigger ile 50/60 Hz üretilerek CIA TOD'lara clock
3. Doğrultulduktan sonra (Sanıyorum 7.5V civarı transistor/zener diyot ile regüle edilerek) Cassette Port'a
4. Doğrultulduktan sonra (SID modeline göre transistor/zener diyot ile 12V veya 9V regüle edilerek) SID'e
YENİ Kasa
5VDC
1. Doğrudan tüm dijital entegrelere besleme
9VAC
1. Doğrudan AC olarak User Port'a
2. Schimitt Trigger ile 50/60 Hz üretilerek CIA TOD'lara clock
3. Doğrultulduktan sonra (Sanıyorum 7.5V civarı transistor/zener diyot ile regüle edilerek) Cassette Port'a
4. Doğrultulduktan sonra (7812 Entegresi ile 12V regüle edilerek) SID'e
5. Doğrultulduktan sonra regüle edilmeden RF MODULATOR beslemesine. (Eski kasalarda Modulator 5VDC ile beslenmiş.)
6. Ayrıca yeni kasalarda, normal 5V hattının yanı sıra, 9V doğrultulup regüle edilip yeni bir 5V üretiliyor.
Bu hat filtrelenip dijital devrelerin kullandığı 5V hattından daha temiz bir besleme olarak, RESET devresi, VIC-II beslemesi ve DOT Clok üretiminde kullaılıyor.
Şemalarda +5V CAN olarak görülebilir.
Burada tam olarak anlayamadığım durum, ilkerfıçıcılar'ın testlerinde, sadece 5VDC uygulanarak C64 çalıştırılmıştı. Peki bu durumda 9VAC yok iken bu +5V CAN nasıl oluştu acaba? İncelenmeli.
İkinci bir nüans ise yeni kasalardaki 7805 regülatörü tüm sistemi besleyen 5VDC hattını regüle etmiyor. Sadece bu sözünü ettiğim 5V CAN beslemesini oluşturuyor. (VIC-II, Dot Clock ve Reset Devreleri)
Yani yapılacak olan besleme devresinde nasıl olsa içeride bir 7805 var denilerek regülasyonun kalitesiz olmasına göz yumulmaması gerekiyor.
Analiz
Öncelikle sadece 5VDC değil, aynı zamanda 9V hattının da oluşturulmasının gerekliliğini görüyoruz.
Bu hem Cassette port üzerinden voltaj alarak çalışan donanımlar için gerekli, hem de yeni kasalarda daha temiz görüntü ve clock üretimi için 9V hattı kullanıldığı için kanımca önemli.
9V hattının AC veya DC olması konusunu incelersek, mevcut tasarımda AC olan hat zaten bir çok yerde içeride doğrultuluyor. Sadece TOD clock için gerçekten AC olması gerekiyor.
Ayrıca user port'a da AC olarak olduğu gibi verilmiş. Bu porttan bilhassa AC ihtiyacı olan donanımlar haricinde tahmin ediyorum ki birçok donanım da zaten bu 9VAC beslemesini kullanıyor ise doğrultarak kullanıyordur. (Bu sadece varsayım)
Bu durumda 9V hattını DC olarak verirsek çok ciddi bir yan etkisi olacağını düşünmüyorum.
Burada bir parantez açmak gerekiyor. Eski tip konvansiyonel trafolu güç kaynaklarında şebeke frekansında AC üretmek zaten işin doğası gereği zor değil. Hatta AC üretmek DC den daha kolay.
Ancak bu projede hedeflenen güncel SMPS güç kaynağı tasarımında öncelikle DC üretildiği için, AC üretmek daha zor ve pahalı.
Oluşturulan DC gerilim, en basitinden ikinci bir kat tarafından H-Bridge transistor yada mosfet devreleri ile evrilip çevrilerek 50 yada 60 hz frekansında AC oluşturulması gerekiyor.
Hatta bu AC nin de şebeke frekansına en yakın hali olan pure sinus dediğimiz kalitede üretilmesi daha da bir zor.
Sadece TOD clock'u ve olası, user porttan çalışan ve gerçekten AC ihtiyacı olan bir donanım uğruna bu detaya girmenin ekonomik olmayacağı kanısındayım. (Bu konuda fikirlerinizi rica ederim)
9VAC konusunda başka bir detay ise, eğer DC olarak verecek isek bu değerin aslında 9V'dan daha yüksek tutulması gerekliliği. Nedeni ise AC beslemelerde voltaj değeri RMS olarak ifade edilir.
Yani 9VAC bir sinyal +9 ve -9 volt arasında gidip gelmez aksine, yaklaşık 1.4 katı yani + ve - 12.6V seviyesinde gidip gelir. Bir başka deyiş ile, 9VAC beslemeyi köprü diyot ile doğrultursanız 9VDC değil 12.6V DC elde edersiniz.
Zaten 9VAC sinyalin doğrultularak 12V üretildiği ve bununla SID'in beslendiği gerçeği bu nüansı doğrulamaktadır.
Sonuç olarak 9VAC yerine DC verecek isek bu değerin en az 12V hatta mümkün kılabilirsek biraz daha yüksek, 12.6VDC seviyelerinde tutabilmemiz gerekiyor.
İncelediğim kadarı ile C64 güç kaynaklarında 5VDC 1.5-1.7A, 9VAC ise 1A olarak sunulmuş. Yeni tasarımda en az bu değerleri verebilecek bir kaynak oluşturmak gerekecektir.
Kabaca 5VDC @2A, 12.5VDC @1A gibi bir planlama yapabiliriz.
Çözüm
Bu iki DC değerini verebilecek çözüm için kabaca iki ana seneryo mevcut.
1. 220VAC girişli, 5VDC ve 12.5VDC çıkışlı, C64'e 4 kablo ile bağlanan kutu adaptör. Varolan tasarımın güncelleştirilmiş ve bir miktar küçültülerek hafifleştirilmiş hali.
2. C64'e kablosuz, doğrudan takılan, tercihen bir kibrit kutusu boyutlarında, çift DC-DC çevirici.
Giriş olarak piyasada hazır ve ucuz olarak bulunan prize doğrudan takılan 5V veya 12V adaptör ile kullanılacak tasarım.
Bu çözüme bir üçüncü çözüm olarak 19V civarı hazır notebook güç kaynakları da ilave edilebilir.
Ben açıkçası burada ikinci çözümün daha uygun ve ekonomik olacağını düşünüyorum.
Karar verilmesi gereken konu kullanılacak adaptörün 5V yada 12V olması gerektiği?
Eğer 5V giriş kullanırsak bu 5V'u doğrudan C64'e besleyebiliriz. Ancak 12V için bir step-up voltaj yükseltici SMPS devre yapmak gerekiyor.
Eğer 12V kullanacak isek, bu durumda da 5V için step down SMPS devre yapmak gerekiyor.
Step down tasarımlar daha kolay ve daha verimli olacağı için 12V girişli adaptör kullanmak sanırım daha doğru.
Ayrıca bu durumda 5VDC'yi kendi devremiz ile üreteceğimizden adaptördeki olası bir arıza durumunda ikinci bir güvenlik eklemiş oluyoruz.
Buradaki tek dezavantaj 12V değerini hedeflediğimiz 12.6V seviyesinde veremeyecek olmamız. Ama piyasadaki adaptörlerin bir miktar daha yüksek voltaj verdiğini düşünüyorum. (Bunu test edeceğiz)
Son olarak güç gereksinimlerini gözden geçirelim.
5VDC @2A üretmek için, 12VDC üzerinden kaç amper çekmemiz gerekiyor?
Güncel step-down tasarımların verimleri en az %80-%90 mertebelerinde.
Bu durumda 5V@2A=10W için yaklaşık 12W ihtiyacımız var. Bu da 12VDC üzerinden 1A maksimum çekeceğimiz anlamına geliyor.
Ayrıca 9VAC yerine kullanacağımız 12DC içinde yaklaşık 1A ihtiyacımız vardı, bu durumda giriş adaptörümüzün toplam 12V 2A olması fazlasıyla yeterli.
Bu çözüm ile piyasada 10TL altında bulabileceğimiz şu adaptörlerle C64'ümüzü besleyebileceğiz.
http://urun.gittigidiyor.com/ev-bahce/serit-led-adaptor-12v-2a-led-trafo-195682244Bu gecelik bu kadar teori sanırım yeterli, Doberman yazılımlarından fırsat bulduğumda SMPS Step-Down PCB tasarıma başlayacağım.
Ayrıca bu yapının çok benzerini 1541 için de bir miktar modifikasyonla uygulamak mümkün olacaktır.
Genel Kategori
