Reparación avería importante en ZX Spectrum

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eltargui
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Reparación avería importante en ZX Spectrum

Mensajepor eltargui » 31 Jul 2017 19:12

Después de varios meses fuera de los foros, os presento una reparación que me ha llevado bastante tiempo, como unos 2 meses -a ratos, no en contínuo, claro.

Se presenta la reparación de una placa issue 3 con diferentes averías. La placa presenta el siguiente estado a su recepción, con algunos de los condensadores electrolíticos (en color naranja) que no parecen ser los originales. Además, muestra un montaje de un diodo en una de las patillas del LM1889 cuyo propósito se desconoce. Lo primero es realizar el montaje para poder tener señal de video en un TV moderno.

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Las primeras medidas de resistencia, sin tener el ordenador conectado a la fuente, muestran valores anormalmente bajos en las líneas de +5V, +12V y -5V, luego a priori hay un problema de alimentación. El único chip que se encuentra en zócalo es la ULA, esta se extrae y se prueba en otra placa y funciona correctamente, luego parece que la ULA está bien. Posteriormente, se realizan pruebas más exhaustivas que confirman su correcto funcionamiento.

Al conectar el ordenador se observa el siguiente patrón.

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Es un patrón dinámico en el que a veces aparece color, más como ruido que como un color real generado por el ordenador. Y suele ser el color rojo. Se realizan las primeras mediciones de tensión y se ve que hay 6V en el rail de 12V; y 0,7V en el rail de -5V. Además, el IC7 de la RAM baja quema mucho, y también quema la ROM. El resto de los chips, salvo los que están pegados al IC7 tienen una temperatura normal al tacto. Lo primero es extraer el chip IC7 (4116) y la ROM. Se comprueba que están ambos en cortocircuito en otro ordenador. Se ubican sendos zócalos y las mediciones de resistencia en las líneas mejoran.

Se analiza el circuito de alimentación extrayendo TR4 y TR5. Se comprueba que TR4 está en cortocircuito, pero TR5 está bien. TR5 se vuelve a instalar y se pone un sustituto para el TR4 (ZTX653). Se recuperan los "-12V", pero no los -5V y de hecho el valor medido es "-1,6V" (lo de las comillas es porque cuando pongo "-1" me sale el emoticono -1). Se cambian todos los condensadores electrolíticos que forman parte del circuito de alimentación (C46/C47, C44/C45, C34, C50, C74 y C28). No hay cambio en los voltajes. Se cambian los diodos del circuito D11, D12 y D16, pero sigue sin haber cambios. Los diodos estaban bien.

Se procede a desoldar el resto de IC de la memoria baja (4116) y se comprueban uno a uno en otra placa. 2 memorias más están dañadas aunque no se calientan, luego en total son 3 chips 4116. Se sueldan zócalos y se sustituyen por 4116 nuevos. Tras esta reparación se recuperan los -5V.

Se revisa el resto del circuito y se observa que el condensador C25 está colocado con la polaridad al revés.

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Se cambian el resto de condensadores electrolíticos que no se habían cambiado. Además, se realiza la modificación para instalar una EPROM en lugar de la ROM original del Spectrum. Se opta por la propuesta de José Leandro que está publicada en El Trastero del Spectrum.

Tras estos cambios se obtiene el patrón que se muestra a continuación.

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Con todos estos cambios se restablecen los valores de resistencia normales en los raíles de +12V y -5V, pero no así en el de +5V. El valor de resistencia medido es de 0,7 (escala 20 kohm), cuando el normal debería ser para este modelo de placa de 1.

Se instala una interface externa y se comprueba que no responde al Reset, por lo que se extrae el Z80 y se prueba en otra placa dando el mismo patrón de barras negras y blancas. Z80 en fallo. Se pone un zócalo y un Z80 nuevo. El patrón ahora cambia al mostrado en la siguiente figura.

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Se extraen primero los multiplexores IC3 e IC4 y se comprueban que están bien. Se aprovecha y se ponen sendos zócalos. Se realizan varios test de memoria -ahora sí se pueden ejecutar- y se comprueba que hay ciertos fallos aleatorios, pero que en la mayoría de las veces la RAM baja pasa el test, no así el test de la RAM alta. El patrón del test de mcleod es el mostrado a continuación.

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El patrón muestra que la RAM baja está bien, pero esos cuadrados azules son extraños. No permite ejecutar el test de memoria RAM alta. Se utilizan otro tests (Diag ROM de Phil Ruston y ZX Diagnostics), pero no son claros en el error. Se comprueban el resto de multiplexores (IC25 e IC26) y las puertas lógicas (IC23 e IC24). Todos correctos. Se colocan zócalos. Se comprueba que responde bien a una interface de teclado externo. Se comprueba también la señal del reloj en TR3 y también es correcta.

El siguiente paso es comprobar el bus de control y otras señales (MREQ, RD, M1, WRITE, RAS, CAS, WAIT, RFSH, etc) . Hay continuidad en todas las señales y utilizando un analizador lógico se ve que las señales son como deberían ser.

Después se analiza el bus de datos. Al medir resistencia en las líneas, se observa una resistencia muy baja, casi 0, en las líneas D4 y D5. El valor de referencia debería ser 6-7 en la escala de 20 kohm. Esto se comprueba al meter la sonda lógica.

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Al medir las resistencias R13 y R14 dan valores muy bajos, se suelta una pata para aislar estos componentes del circuito y se comprueba que están bien por lo que se vuelven a soldar.

Se decide desoldar los chips 4532 de la RAM alta IC19 e IC20 correspondientes a los bits D4 y D5. Se ponen zócalos y se colocan otras memorias nuevas. Tras esta operación se recuperan los valores de resistencia normales en el bus de datos, y también se obtiene el valor de resistencia de referencia en el rail de +5V.

Tras esta operación el ordenador arranca correctamente.

Como nota curiosa, decir que al extraer una de las memorias 4532 de la RAM alta, no pude hacerlo con la pistola de aire caliente que utilizo para todas. De hecho, estuve a punto de dañar la placa, aunque sí quedó un poco más oscura en esa zona, como se puede observar en la foto :mrgreen: . Es como si estuviera soldada con otro material ya que al aplicar los 350ºC no llegaba a fundirse. Las soldaduras de la RAM alta eran las originales, no pareciera que hubiera habido ninguna manipulación posterior.

Fotos de cómo ha quedado la placa tras todas las reparaciones:

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En resumen, se han sustituido los siguientes componentes:

Z80
ROM
3 x chips 4116 (RAM baja)
2 x chips 4532 (RAM alta)
Transistor TR4
Todos los condensadores electrolíticos
3 x diodos señal IN4148 (aunque los originales estaban bien)

No sé que tipo de problema tuvo el ordenador pero pareciera la típica desconexión de un interface con el ordenador conectado. Lo raro es que se haya salvado la ULA.

Y en la foto los chips en fallo (falta un 4532 que tuve que cortar porque no salía con la pistola de aire caliente).

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Ahora ya puedo tomar vacaciones... -drinks

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Hergoth
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Re: Reparación avería importante en ZX Spectrum

Mensajepor Hergoth » 31 Jul 2017 19:48

¡Excelente trabajo! Y muy bien documentado.

jltursan
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Re: Reparación avería importante en ZX Spectrum

Mensajepor jltursan » 31 Jul 2017 21:14

Una avería de libro, un cortocircuito en toda regla que se lleva TR4, toda la RAM y como artista invitado, el Z80 :-D

¡Buen trabajo y como indica Hergoth, muy explicadito todo!

dancresp
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Re: Reparación avería importante en ZX Spectrum

Mensajepor dancresp » 01 Ago 2017 11:32

Muy interesante.

Yo solo, por el hecho de desoldar los chips ya os admiro.
Y se encima lo conseguís arreglar, no te cuento...

Una pregunta, ¿los 6 chips (2 filas de 3) que hay entre la ULA y la CPU que hacen?
El de debajo del modulador supongo que va relacionado con el vídeo.

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Jinks
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Re: Reparación avería importante en ZX Spectrum

Mensajepor Jinks » 01 Ago 2017 13:28

¡Está escrito como un informe médico!

Una cosa que a mi me hubiera dado miedo hacer:
eltargui escribió:Lo primero es extraer el chip IC7 (4116) y la ROM. Se comprueba que están ambos en cortocircuito en otro ordenador.

¿No hay peligro de que al estar en cortocircuito (cosa que a priori no sabes) dañen el resto de componentes del otro ordenador?

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eltargui
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Re: Reparación avería importante en ZX Spectrum

Mensajepor eltargui » 01 Ago 2017 18:04

Jinks escribió:¡Está escrito como un informe médico!

Una cosa que a mi me hubiera dado miedo hacer:
eltargui escribió:Lo primero es extraer el chip IC7 (4116) y la ROM. Se comprueba que están ambos en cortocircuito en otro ordenador.

¿No hay peligro de que al estar en cortocircuito (cosa que a priori no sabes) dañen el resto de componentes del otro ordenador?


Bueno, era comprobar lo evidente, cierto. Los dos chips quemaban, sobre todo el 4116. No se podía poner el dedo. Tenía alguna duda en la ROM. Uso una placa en la que todos los componentes están en zócalo y los puentes (selección de ram alta TMS/OKI) los puedo modificar fácilmente. El TR4 es un transistor MC140 que aguanta más que los 650/651/653. Es una placa que uso para pruebas y tiene un montaje para usar una EPROM 27256 (2 bancos de ROM) para poner ROM de pruebas directamente sin usar interface externo. Incluso a veces uso una ULA que tiene un pequeño defecto, pero se ve más o menos el logo y para los efectos me vale. -grin


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