Interfejs Kempston + AY dla ZX Spectrum

Interfejs ten pozwala na podłączenie typowego joysticka dla Atari, Commodore i obsługuje układ dźwiękowy AY-3-8910, dzięki czemu uzyskujemy dźwięk bardzo dobrej jakości.

Posiada wyjście audio na mini jack w trybie stereo, gniazdo joysticka DB9, przycisk reset.

Górna zworka J5 służy do włączania i wyłączania portu joysticka, zworka w górnym położeniu jak zdjęciu - port joysticka włączony, zworka w dolnym położeniu - port joysticka wyłączony, co jest przydatne np. dla komputerów Timex 2048, ponieważ komputer ten posiada fabryczny port joysticka.

Niżej mamy dwie zworki J1 i J2, jest to mikser kanałów ABC, ACB, możemy je ustawić obydwie pionowo lub obydwie w poziomie.

Interfejs jest przelotowy i na drugim końcu możemy podłączać kolejne interfejsy np. Dandanator Mini.

Programy i gry dla ZX Spectrum muszą posiadać obsługę układu AY, zbiór plików znajdziemy tu -> Link

Gry i dema dla ZX Spectrum 48K wykorzystujące układ AY można pobrać tu -> Link

Interfejs testowałem z demo Ovca, do pobrania tu -> Link

Niżej krótki film z demo Ovca na ZX Spectrum 48K

Klon Atari 2600 i AV mod, czyli wyjście Composite i audio

 W popularnych klonach Atari 2600 obraz na wyjściu antenowym jest słabej jakości.

Obraz i dźwięk dobrej jakości uzyskamy wykonując tzw. AV mod.

Potrzebne będą:

1. Tranzystor BC547B lub 2N3904

2. Rezystory 2.2K i 3.3K

3. Płytka uniwersalna

4. Wtyki 3 x chinch, żółty, czerwony i biały

5. Kawałki przewodów

Na płycie szukamy największego układu z największą ilością nóżek, ma on różne oznaczenia.

Z tego układu będziemy wyprowadzać sygnał video i audio, sygnał audio jest na pinie 20, a video na pinie 29. Numeracja pinów widoczna jest na zdjęciu wyżej.

Napięcie +5V wyprowadzamy z stabilizatora napięcia 7805, patrząc od góry +5V jest na skrajnym prawym pinie, a masa GND na środkowym pinie stabilizatora 7805.

Lutujemy prosty układ na tranzystorze, pamiętając, aby nie pomylić colectora (C), bazy (B) i emitera (E).

Na schemacie wyżej mamy tranzystor 2N3904, ale możemy wykorzystać tranzystor łatwiej dostępny BC547B, oznaczenia C, B, E są jak niżej.

Video in łączymy do pinu 29, Audio in do pinu 20, +5V in i GND do stabilizatora 7805, tak jak na schemacie wyżej.

Video OUT z emitera (E) tranzystora łączymy do żółtego wtyku chinch, biały i czerwony chinch łączymy razem i podłączamy bezpośrednio do pinu 20 układu.

Nie zapominamy i połączeniu wszystkich mas (GND) razem.

AY Player ZX Spectrum, MSX, Atari ST, Amstrad CPC

 Player AY oparty jest na układzie AY-3-8910 zbudowany na profesjonalnie wykonanej płytce w obudowie firmy Kradex.

Z przodu posiada wyświetlacz SSD1306, przycisk do zmieniania utworów i wejście na kartę SD.

Z tyłu posiada wejście zasilania na zasilacz 5V i wyjście audio na mini jack, wyjście kanałów układu AY-3-8910 jest skonfigurowane w trybie stereo.

Player AY odtwarza pliki w formacie PSG z karty SD.

Aby odtwarzać pliki PSG przygotowujemy kartę SD, formatujemy ją na format FAT, lepiej użyć kart o małej pojemności.

W internecie znajdziemy zbiór plików muzycznych -> Link

Pliki mają format .AY do przekonwertowania na PSG użyjemy odtwarzacza ZX Spectrum Sound Chip Emulator do pobrania tu -> Link

Po uruchomieniu emulatora i otwarciu plików AY klikamy na PL wybieramy plik, który chcemy przekonwertować i klikamy prawym klawiszem myszy i wybieramy Convert to -> PSG

Tak zapisane pliki wgrywamy na kartę SD. Pliki muszą znajdować się w folderze głównym, nie mogą być w folderach.

Zbiór kilkunastu plików PSG jest do pobrania tu -> Link

Działanie playera widać na poniższym filmie.

Montaż Tapecart MICRO SD dla Commodore 64

Tapecart Micro SD to urządzenie, które umożliwia bardzo szybkie i proste ładowanie plików z rozszerzeniem .PRG i .TCRT do Commodore 64.

Płytki są kupienia tu -> Link

Gotowe zmontowane urządzenie wygląda tak.

Widok od spodu.

Elementy potrzebne do budowy:

1. Arduino Pro Mini 5V 16 MHZ

2. Transoptor 4N25 DIP-6 - do kupienia tu -> Link

3. Rezystor 330 Ohm 0,25W

4. Moduł karty Micro SD - do kupienia tu -> Link

5. Złącze krawędziowe 2x6 pin Pitch 3,96 mm - do kupienia tu -> Link

Do zaprogramowania Arduino Mini Pro będziemy jeszcze potrzebować konwerter TTL na chipie FTDI

Moduł karty Micro SD wygląda tak.

Montaż zaczynamy od przylutowania goldpinów do Arduino Pro Mini, ja robię to płytce stykowej, wkładając najpierw goldpiny do płytki stykowej, goldpiny zagięte pod katem prostym lutujemy do środka płytki Arduino, jak na pierwszym zdjęciu.

Po przylutowaniu goldpinów do Arduino przystępujemy do programowania.

Łączymy przewodami Arduino z konweterem FTDI jak pokazano niżej.

Po podłączeniu konwertera TTL do portu USB komputera powinno samo wykryć i zainstalować sterowniki FTDI, jeżeli nie, to sterownik FTDI są do pobrania tu -> Link

Plik tapecart.hex który wgramy do Arduino Mini Pro jest do pobrania tu -> Link

Na tej samej stronie znajdziemy plik browser.prg, który kopiujemy na kartę Micro SD do głównego folderu.

Do zaprogramowania Arduino służy program Xloader do pobrania tu -> Link

Po rozpakowaniu uruchamiamy program Xloader, wybieramy wcześniej ściagnięty plik tapecart.hex, odpowiedni port com i resztę jak niżej.

Klikamy Upload i zaprogramuje się Arduino Mini Pro.

Lutujemy Arduino Mini Pro do płytki i pozostałe elementy, goldpiny czytnika kart Micro SD trzeba wyprostować oraz między czytnik a płytkę wkleić izolację, może być z taśmy dwustronnej lub izolacyjnej.

Na kartę SD do głównego folderu wgrywamy plik brower.prg oraz pliki .PRG lub .TCRT.

Wkładamy kartę Micro SD do tapecart.

Tapecart przy wyłączonym Commodore 64 do gniazda magnetofonu.

Wciskamy równocześnie SHIFT + RUN na klawiaturze Commdore 64 i powinien uruchomić się program browser.prg.

Po uruchomieniu programu browser.prg pliki wybieramy strzałkami i zatwierdzamy klawiszem Return.

AY-3-8910 Player Arduino OLED montaż płytki PCB

Płytki PCB możemy zamówić na PCBWay, polecam tego producenta, wykonuje płytki na najwyższym poziomie -> Link

 Płytka do odtwarzacza AY-3-8910 na Arduino z wyświetlaczem OLED wygląda jak niżej.

 Druga strona

Do budowy playera AY będą potrzebne:

1. Arduino Mini Pro

2. Układ AY-3-8910

3. Wyświetlacz OLED SSD1306

4. Podstawki DIL40 i DIL16

5. Układ 74HC595

6. Zgodnie z oznaczeniem na płycie kondensatory: C1 - 10 uF, C2, C3 - 1 uF, C4, C5 - 100 nF

7. Rezystory: R1 - 1,5K, R2, R3, R4 - 1K, R5, R6, R7 - 470R

8. Gniazdo mini jack

9. Gniazdo zasilania.

10. 4 goldpiny + 4 przewody goldpin męskie do podłączenia wyświetlacza OLED

11. Czytnik kart SD do Arduino

12. Przycisk tact switch kątowy

13. Obudowa Kradex Z5A

Gniazdo mini jack stosujemy takie jak pokazano niżej.

Lutowanie zaczynamy od najniższych elementów.

Lutujemy goldpiny do Arduino Mini Pro.

Programujemy Arduino Mini Pro wsadem -> Link

Po zaprogramowaniu Arduino lutujemy je do płytki nie zapominając o pinach A4 i A5.

Lutujemy pozostałe elementy, czytnik kart SD lutujemy od spodu płytki, podklejając taśmą izolacyjną, aby obudowa czytnika kart nie powodowała zwarcia na płytce.

Zmontowana płytka.

Płytka pasuje do obudowy Kradex Z5A.

Pozostało podłączyć wyświetlacz OLED przewodami zgodnie z oznaczeniem na płytce i wyświetlaczu.

W panelach należy wyciąć otwory pod czytnik kart SD, wyświetlacz, przycisk i z tyłu pod gniazdo jack i zasilania.

Zasilamy typowym zasilaczem 5V.

Gotowy odtwarzacz.

A tak gra i prezentuje się gotowy player.

W poprzednim wpisie na blogu opisałem jak uruchomić odtwarzacz -> Link

Player AY-3-8912 w obudowie

Player AY-3-8912 umieściłem w obudowie Z5A firmy Kradex.

Z przodu posiada wyświetlacz SSD1306, przycisk do zmieniania utworów i wejście na kartę SD.

Z tyłu posiada wejście zasilania na zasilacz 5V i wyjście audio na chinch, wyjście kanałów układu AY-3-8912 jest w trybie stereo.

Player AY odtwarza pliki w formacie PSG z karty SD.

Aby odtwarzać pliki PSG przygotowujemy kartę SD, formatujemy ją na format FAT, lepiej użyć kart o małej pojemności.

W internecie znajdziemy zbiór plików muzycznych -> Link

Pliki mają format .AY do przekonwertowania na PSG użyjemy odtwarzacza ZX Spectrum Sound Chip Emulator do pobrania tu -> Link

Po uruchomieniu emulatora i otwarciu plików AY klikamy na PL wybieramy plik, który chcemy przekonwertować i klikamy prawym klawiszem myszy i wybieramy Convert to -> PSG

Tak zapisane pliki wgrywamy na kartę SD. Pliki muszą znajdować się w folderze głównym, nie mogą być w folderach.

Zbiór kilkunastu plików PSG jest do pobrania tu -> Link

Działanie playera widać na poniższym filmie.

Player AY-3-8912 na Arduino

W moich zasobach zostały mi 2 układy AY-3-8912, jest to 3-kanałowy programowalny generator dźwięku zaprojektowany przez firmę General Instrument wykorzystywany w popularnych komputerach ZX Spectrum, MSX, Atari ST, Amstrad CPC. 

Postanowiłem ożywić ten układ i wykorzystać go do odtwarzania muzyki z retro komputerów, tutaj z pomocą przychodzi popularne Arduino. 

Do budowy wykorzystałem: 

1. Arduino Mini Pro 

2. Układ AY-3-8912 

3. Podstawka DIL-28 i DIL16 

4. Czytnik kart SD dla Arduino 

5. Wyświetlacz OLED SSD1306 

6. Układ 74HC595 - rejestr przesuwny 

7.Płytka uniwersalna 6x8 cm 

8. Rezystory 1K, 470R, 4.7K 

9. Kondensatory 10 nF i 2.2 nF 

10. Przełącznik Tact Switch

Jak wyjście dźwięku zastosowałem przewód z 2 wtykami typu chinch.

Układ połączeń jest jak na zdjęciu niżej.

Piny układu AY-3-8912  łączymy od DA 0 do DA 7 odpowiednio do pinów  Q0 do Q7 układu 74HC595.

Dodatkowo 0E układu 74HC595 łączymy do masy GND, a MR do VCC.

Dalej:
DS do 6 pinu Arduino, 

ST_CP do 5 pinu Arduino 

SH_CP do 4 pinu Arduino.

Piny układu AY: 

BC1 do pinu 8 Arduino

BDir do pinu 9 Arduino

Reset do pinu 2 Arduino

Clock do pinu 3 Arduino

BC2 i A8 do VCC

Podłączamy VCC i GND układu AY do pinów nr 3 i 6.

Czytnik kart SD:

Arduino - SD Card Reader:

VCC - VCC

10 - CS

11- MOSI

13 - SCK

12 - MISO

GND-GND

Wyświetlacz OLED SSD1306 łączymy do Arduino:

SDA- A4

SCL- A5

VCC-VCC

GND-GND

Do przełączania utworów wykorzystamy przycisk TACT Switch podłączony do pin 7 Arduino i masy.

Teraz podłączamy wyjście kanałów A,B,C układu AY.

Do testów wykorzystałem schemat z komputerów ORIC gdzie wyjście kanałów A,B,C układu AY jest miksowane do kanałów mono, używamy 3 rezystorów 1K, 470R, 4.7K i 2 kondensatorów 10 nF i 2.2 nF , dzięki temu uzyskamy dobrej jakości dźwięk.

Schemat podłączenia kanałów A,B,C układu AY:

Teraz przygotowujemy kartę SD, formatujemy ją na format FAT, lepiej użyć kart o małej pojemności, odtwarzacz będzie odtwarzał pliki w formacie PSG.

W internecie znajdziemy zbiór plików muzycznych -> Link

Pliki mają format .AY do przekonwertowania na PSG użyjemy odtwarzacza ZX Spectrum Sound Chip Emulator do pobrania tu -> Link

Po uruchomieniu emulatora i otwarciu plików AY klikamy na PL wybieramy plik, który chcemy przekonwertować i klikamy prawym klawiszem myszy i wybieramy Convert to -> PSG

Tak zapisane pliki wgrywamy na kartę SD.

Do Arduino wgrywamy kod ze strony -> Link

W kodzie programu zmieniłem wejście z przycisku 7 z input na input_pullup, bo działy się dziwne rzeczy, wystarczyło dotknąć przewodów i przełączały się utwory, poprawiony kod do pobrania tu -> Link

Układy AY-3-8912 są drogie i trudno dostępne, tańsze i bardziej dostępne są układy AY-3-8910, które mają takie same wyprowadzenia i możemy je wykorzystać w projekcie odtwarzacza.

Aby uzyskać dźwięk stereo z wyjść kanałów A,B,C można wykorzystać schemat miksera audio z komputerów ZX Spectrum.

Można zastosować prostszy układ miksera kanałów A,B,C jak pokazano niżej.

Test odtwarzacza na filmie niżej, zastosowano mikser kanałów A,B,C w trybie stereo jak na schemacie powyżej.