sonraki »

[yavuzg]

Selamlar arkadaşlar, 2021'in son haftasına girmişken senenin benim için son tamirat yazısını sizlere sunuyorum...

Sanırım insan yaşlandıkça retroda daha da gerilere ilgi duymaya başlıyor. Bu sefer zamanın ilk microcontroller'lardan birisinin ve hatta zamanının ötesinde bir speech synthesizer (konuşma sentezleyici) çipinin ilk defa böyle bir "oyuncakta" kullanıldığı ve zamanında filmlere (Spielberg'in E.T. si) konu olmuş oldukça retro bir cihazın tamirat ve restorasyonunu paylaşmak istedim





Bu cihaz küçük yaştaki çocuklara ingilizce hecelemeyi öğretmek için Texas Instruments firması tarafından icad edilmiş. Ben bu cihaz piyasaya çıktığında hecelemeyi çoktan öğrenmiştim ve benim hiç olmamıştı ancak hafızamda bu cihazı ziyaret ettiğimiz bir akrabamızın evinde gördüğümü ve yeşil VFD (vacuum fluorescent display) ekranın o tatlı ışıltısına hayran hayran bakarak ve konuşmasını dinleyerek büyülendiğimi hatırlıyorum.

Belki de ileride bir elektronik mühendisi olmamın ilk kırıntılarının bilinçaltıma kazınmasına sebep olan ilk cihaz diyebilirim




Ayrıca çok sevdiğim, zamanın meşhur E.T. filmini sinemada seyretmiş birisi olarak bu cihazın hatıralarımda başka bir yeri vardır.

Bu yazıda forum üyelerimizden @izmirmaster'dan aldığım bu cihazın tamiratını ve retro plastik tamiratına dair bir kaç tüyoyu sizlerle paylaşmak istiyorum




 

[yavuzg]

Speak & Spell'in bir çok kardeş ürünü olduğu gibi (örn. Speak & Read, Speak & Math v.b.) kendisinin de yıllar içinde piyasaya sürülmüş bir çok değişik varyasyonu mevcut.

Şahsen benim için E.T. filminde de kullanılmış olan ilk versiyonunun yani membran dokunmatik klavye olanı değil, gerçek tuşlardan oluşan klavyesi olan bu modeli daha kıymetli (parasal değil manevi).

Cihaz elime geçtiğinde (sağolsun izmirmaster kutuya ayrıca da taaa fi tarihinde sorduğum bir başka cihazı da hediye olarak koymuş, çok sağolsun) hemen 4 adet ortaboy pil koyup cihazı çalıştırmak istedim ancak hiç tepki alamadım. İşin aslı cihazın çalışmaması "normal" br retro kolleksiyoneri üzebilecekken tam tersi beni sevindirdi izmirmaster'a cihazın çalışmadığından bile bahsetmedim ki "normal" bir retrocu olarak bahsetmiş olsam hemen bir çözüm önerirdi ancak konu o değil... Dedim "ulen bastıbacak E.T. bilem bu cihazı kurcalayıp evini arıyordu ben de bu cihazı sene bitmeden çalıştırmazsam..."

...ve arkadaki iki vidasını söküp kasayı tutan tırnakları nazikçe (40+ yıllık plastikle uğraşırken fazla güç kullanılmaz ) kanırtarak cihazın iç organlarını kasadan çıkarttım...




Daha önce sevgili Cengiz'e  yıllaaaar önce bir Speak & Read hediye etmiştim. O zamandan bunların içinde ne olduğunu biliyorum. Özetle cihaz bir VFD ekran, hemen altında Texas Instruments 4-bitlik (şşşşşt 8-bit değil daha 4-bit deyiz o dönemde ) TI1000 mikrodenetleyici, hemen altında 2 adet toplamda 128K (zamana göre 1TB'lık iPad gibi) ses ROM'ları ve sol alt tarafta ise meşhur TI konuşma sentezleyici çipinden oluşmakta.


Sol üst taraftaki tek yüzeyli kahverengi PCB ise pillerden gelen 6V'u VFD ekran ve mikrodenetleyicinin kullandığı -3.5V ve -12V'a çeviren basit bir switching psu (SMPS), yani güç kaynağı.


   

[yavuzg]

Rutin pil yatağı ve kontakları kontrol ettikten sonra sorunun daha derinlerde bir yerlerde olduğunu anlamaya başladım.

Ölçtüğüm voltajlara bakılırsa bu cihazın güç kaynağında bir sorunlar olduğunu anladım.

-3.5V (Evet, doğru yazıyor, "negatif" 3.5V) olması gereken voltaj +2.3V (pozitif) seviyesinde...





-12V (negatif 12 volt) olması gereken voltaj ise ancak -3.5-4V seviyesinde olduğunu görüyorum.





Bu haliyle cihazın ON butonuna basınca cihaza bir miktar akım gidiyor (30-40 mA civarında) ancak CPU ve VFD ekranı çalıştırmak için gerekli voltaj seviyeleri tutmadığı için cihaz açılmıyordu.






Sorunlu güç devresini cihazdan sökerek detaylı analizlere başlıyorum... Bunu ana devre kartından sökmeden üzerindeki bileşenleri sökmek mümkün değil zira bu minik devreyi ana devre kartına lehimlemişler, yani soket vs kullanılmamış.

[yavuzg]

Şimdi bu güç devresi ilk bakışta karışık gelse de aslında oldukça basit bir SMPS güç kaynağı. 1970 lerin sonuna ve 80'lerin başında Texas'ın hesap makinelerinde yaygın olarak kullanılan ve özellikle zamanın mikroişlemcilerini ve VFD ekranlarını besleyebilmek için gerekli olan yğksek voltajları üretmek için tasarlanmış.

VFD ekranlar 12-24V gibi görece yüksek voltajlara ihtiyaç duyarlar. Hatta zamanın pinball'larının devasa VFD ekranları 100 volt DC ile beslenir (Ahh Elvira tamirat günlerimi hatırladım bak şimdi )

Negatif voltajlar aslında günümüzde pek yaygın olmasa da  o zamanki elektronik teknolojisinde iityaç duyulmaktaydı. Negatif demek aslında büyülü farklı bir şey değil, GND (Ground) veya sıfır referans voltajına göre "ters" bir voltaj demek aslında. Yani örneğin bir pilin kutuplarını ters çevirdiğinizde olan durum gibi düşünün

Detaylarına çok girmeyeceğim ama özetle zamanın elektronik teknolojisinde bazı bileşenlerin üretim teknolojileri gereği akım çekmeleri yerine akım basması daha ekonomik oluyordu diyeyim  

Neyse, güç kaynağı devresinin bu durumu beni biraz endişelendirdi. Acaba arıza ana devre kartı üzerindeki işlemci ve VFD ekrana bir zarar vermişmidir diye hızlıca bir kontrol yapıyorum. Peki Speak & Spell'i bu güç devresi olmadan nasıl çalıştırabiliriz? 3 tane ayrı güç kaynağı kullanarak tabii

Hemen malzeme kutularından 2 tane adaptör buluyorum, biri 12V diğeri 5V DC veriyor. 5V DC verenin ucuna 5 volt'u 3.3 volt'a çeviren minik bir regületör devre bağlıyorum (Kimbilir bu minik devreyi ne ara hangi projede kullanmak için yapmışım ).

Sonra her iki adaptörün çıkışlarını "ters" bir şekilde (yani GND olması gereken yere voltaj çıkışları, voltaj girişi olması gereken yerlere de GND uçlarını) ana karta bağlıyorum. Bu sayede negatif voltajlarımızı ana devre kartına vermiş oluyoruz

Yanlız dikkat edin burada kaygan zeminde hareket etmeye çalışıyoruz ve bu dediğim acayip bir gerilla operasyonu Bir yanlış bağlantı işlemciyi ve/veya diğer bileşenleri uçurabilir. Yani siz benim yaptığımı evde denemeyin

Tüm bu voltajları da bir anda devreye verebilmek için bir switch'e bağlıyorum.

Sonuç?





E.T. bekle geliyorum

[yavuzg]

Speak & Spell sağlam... İşlemci ve en önemlisi VFD ekran sorunsuz


Şimdi elbette bu cihazı 3 tane adaptörle çalıştıracak değiliz. O yüzden konumuza geri dönüp güç devresinin sorununa derinlemesine dalıyoruz...


Ana sistemden ayırdığım güç devresini bir breadboard'a yerleştirip, 6V bağlantısını yapıyorum.





Sorunumuzu çözdük gibi... mi acaba?



Ayrıca cihazın çalışmasını sağlayan ON tuşunun etkisini yaratmak için de (START sinyali) 1K'lık bir direnci POWER DOWN pini ile 6V arasına bağlıyorum. POWER DOWN sinyali cihaz çalışırken normalde 6V seviyesinde olması lazım. Cihaz 2 dk boyunca kullanılmazsa işlemci bu pin'e sıfır volt gönderiyor ve güç kesiliyor. Bu pin'i direk 6V'a 1K'lık direnç ile bağlayınca güç kartını "kandırmış" oluyoruz


Neyse, konumuza dönersek, pozitif bir pilden negatif voltajlar bu minik güç devresi ile nasıl üretiliyor?

Cevap basit; bir kondansatör ve bir diot'un ters bağlanarak "akıllıca" kullanılması ile.


Detaya inmeyeceğim, ama özetle, diyot sadece bir yönde akım geçiren bir bileşendir. Elektrik yüküyle doldurduğunuz kondansatör boşalırken diyot akım geçirirken (yani ana devreden akım çekerken - bir elektrik süpürgesi gibi) kondansatör dolarken elektrik geçirmez, yani ana devreye pozitif voltaj vermez.

Peki bu doldur boşalt operasyonunu nasıl yaparız? Basit bir osilatör kullanarak, yani elekltrik voltajını bir artırıp bir azaltan bileşenler kullanmamız gerekir. Devredeki siyah yuvarlak şey aslında minik bir transformatör. Onun hemen yanındaki transistörler ise bu dalgalı voltajın üretildiği bileşenler...

Dolayısıyla katil ya hizmetçi (transistör ve trafo) ya da uşak (kondansatör ve diyot)

-12V beslemesi gereken kondansatörü test ettiğimde görüyorum ki bu içerden kısa devre olmuş...





Tantalum kondansatörler standart aluminyum elektrolitik kondansatörlere göre çok daha üstün özellikleri olan kondansatörlerdir ancak en büyük sorunları aluminyum elektrolitik kondansatörler bozulunca devreyi keserler ama Tantalumlar bozulunca kısa devre yaparlar

Bu kondansatör de bozulmuş ve kısa devre olmuş. Yani bizim -12V daha tam üretilemden ortadan kayboluyormuş. Neyse bunu malzeme çekmecesinden değiştirdim ve devreyi test ettim...





Bu size bahsettiğim diyotun arkasındaki dalgalı voltaj, hani şu osilatörden gelen...





Bu da diyotun ana devreye bağlanan ters bacağındaki voltaj...


   


Aha! Artık -4V değil -22 volt seviyesinde. Aslında bu -12V'a göre yüksek gelebilir ama bu üzerinde hiçbir yük olmayan hali. Bu tür eski tasarım güç kaynaklarının üzerine yük bindirmedikçe böyle yüksek voltaj görmek normaldir

[yavuzg]

güç devresindeki sorunu çözdüm diyip devreyi anakarta geri lehimleyince aslında hiçbir sorunu henüz tam olarak çözmemiş olduğumu anladım. Cihaz yine çalışmıyordu...

Haydaaa sorun şimdi nerede diye araştırmak için güç devresini tekrardan söktüm. Dikkatli bakınca transistörlere giden bir direncin aşırı ısınma sonucu deforme olmuş olduğunu farkettim.





Hadi onu da değiştirip devreyi yine geri monte ettim ama sonuç yine aynı...

Böyle lehimle lehimi sök yapa yapa baktım 40 yıllık ana devre kartının kontakları yavaş yavaş kalkmaya başladı. Ben de oraya birer konnektör uygurdum malzeme çekmecelerinden ve güç devresini "seyyar" yaptım. Bu sayede hem arızalı bileşenleri rahatça sökebilir hale geldim (biraz geç de olsa) hem de sök tak işlemi ile ana devre kartını yıpratmaktan kurtuldum.

Neyse, devreyi farklı yük altında test ettim. Gördüm ki ben devreden akım çektikçe (yükler arttıkça - yani sahte yük olarak kullandığım dirençlerin değeri düştükçe) çıkış voltajının dramatik olarak düştüğünü farkettim. Hatta bunun için üşenmedim excel'de bulduğum ölçümleri koyup minik bir analiz grafiği bile yaptım


 

[yavuzg]

Son şüpheli olarak voltaj osilasyonunu (salınımını) yapan transistörlere odaklandım. Bu transitörlere dair internette h,ç bir bilgi bulamadım. "QB 2104"





Ama bulduğum bir kaç yazıda bunların PNP türü transistörler olduğu ve güçlü akıma dayanabilmesi için üst üste paralel olarak 2 adet kullanılmış olduğunu ve Texas'ın hesap makinelerinde yaygın olarak kullanıldıklarını okudum. Yerlerine güçlü akıma dayanabilen herhangi bir PNP tipi transistör (örn. BC327) kullanılabileceğini okudum. Ancak malzeme çekmecemde BC327 bulamadım.

Ama çok baba bir başka PNP tipi transistör buldum 2SA1012

Bu transistör malzemem çekmeceme sanırım pinball tamiratlarım sırasında girmiş. Şöyle söyleyeyim bıçak kavgasına bazuka getirmek gibi transtör bu. 4 Amper akıma dayanabiliyor

Bundan 2 tane kullanmaya bile gerek yok zira üzerinden geçecek akım bunu gıdıklayamaz bile.

Neyse, biraz iğreti de olsa bu koca transistörü devreye monte ettim ...





ve son denememi yaptım...

Sonuç?






"E.T. Phone home"

[yavuzg]

Eveet, Speak & Spell'i elektronik olarak tamir ettik...

Şimdi sıra geldi kasa, spesifik olarak klavye butonlarının durumuna...





Klavye zamane joysticlerindeki gibi kubbe metal kontaklardan oluşan basit bir matris şeklinde tasarlanmış. Plastik butonlar ana kasaya bir uçlarından bağlı ve basınca alt taraftaki bu metal kontakları ittiriyor ve bu da alt taraftaki ilgili matris bağlantısını  kontaklayarak işlemciye gereken sinyali gönderiyor. Yani plastik butonların arkasında herhangi bir körük veya yay yok. Plastik kasaya ince bir plastik bağlantıyla bağlılar yani o kadar. Aslında kasa klavye tek bir plastik enjeksiyon kalıpla üretilmiş. Ucuz ama akıllıca...

Ancak sorunumuz 40+ yıllık bu plastik butonların kasa bağlantılarının bazılarının çatlamış hatta bazılarının kırılmış olması.





Şimdi bu ince bağlantıları dayanıklı bir şekilde nasıl yapıştıracağınız anlatacağım

[yavuzg]

Önce kırık parçaları bildiğiniz "japon" tutkalı ile yerlerine yapıştırın.





Tamam biliyorum sadece japon/super glue bu tür hareketli parçaların yapıştırılmasında yeterli değildir, butona ilk defa basınca çıt diye yeniden kırılır...

Şimdi geliyorum püf noktasına...

Yerlerine normal japonla tutturduğumuz kırık yerlere ve diğer çatlak yerlere bir kez daha japon sürün ve kurumasını beklemeden üzerlerine bildiğimiz kabartma tozu dökün





Evet evet, bildiğiniz kabartma tozu. Bu retro camiasında eski plastik tamiratında bilinen bir yöntemdir. Japon tutkalı (Super glue) kalsiyum karbonat (kabartma tozu) ile birleşinde çok acayip sert bir plastik haline geliyor. Bu da sadece yapıştırdığınız yüzey kadar bir malzeme değil üzerine sağlamlaştırıcı katmanlar oluşturabilmenizi sağlıyor.





Bu işlemi duruma göre bir kaç kez tekrarlayın ki ince ince katmanlar oluşsun. Her tutkal + kabartma tozu işleminden sonra fazlalık kabartma tozunu süpürün.








Sonuç kırık ve çatlak butonlar yeniden klavyeye sağlam bir şekilde tutunur hale geldi

[yavuzg]

Artık yavaş yavaş cihazı geri topluyorum... Ana devre kartından uzatma ile ayrıdığım güç kartını da daha fazla elleşmeden o haliyle kasaya yerleştiriyorum. Kasanın içinde yeterince yer var nasılsa. Hatta interetteki bazı fotolardan gördüğüm bazı ileri modellerde güç kartı zaten bu lokasyona koyulmaya başlamış





Bir küçük ayrıntı...

Konuşma sesinin tonunu (aslında ton değil "pitch" denilen şey) ayarlamak için cihaz çalışırken bir şeyler söyletin ve bir saatçi tornavidası ile pil yatağından kolayca erişilebilen bu trimpotu ayarlayın. Saat yönünde çevirirseniz ses daha kalınlaşıyor sola çevirirseniz daha hızlı ve "efemine" bir ton oluyor.





... ve sonunda son ayarlardan sonra 40 ksür yıllık Speak & Spell E.T. nin de yardımlarıyla yeniden hayata dönüyor






ve kolleksiyonda ait olduğu (yani dönemine damga vurmuş olan cihazlar köşesine) yere yerleşiyor








Hepiniz kalın sağlıcakla.... iyi seneler

[runal]

Elinize sağlık Yavuz Bey gene harika bir anlatım ve tamirat olmuş.
"Bıçak kavgasına bazuka ile gelmek" de atasözü gibi laf 

[Oğuzhan]

Su gibi okuduk yine. Hoparlörün hala sağlam olmasına şaşırdım. Genelde ucuz malzeme kullanılır ve körükleri dokunduğunuz gibi toza dönüşür bunların

[badocan]

Yavuz hocam tekrar, eline sağlık. S&S maharetli ellerin sayesinde tekrar hayat buldu (sevinmiştir kerata)..teknik mana da,  pek bir şey anlamasam da kabartma tozunun bu şekilde kullanımı olduğunu bana öğrettiğin için teşekkürler..

[Cengiz Demir]

Üstad ellerine sağlık. İyi seneler

[metaone]

Elinize sağlık üstad, çok güzel bilgiler de ihtiva eden bir yazı olmuş.