ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

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ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor admin » 27 Dic 2011 19:25

El 5 de marzo de 1981 Clive Sinclair presentó al mercado su apuesta, el Sinclair ZX81, una evolución de su primer modelo , ZX80.

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Fue la versión mejorada del ZX80 comercializado el año anterior. La carcasa era negra, con un teclado de membrana. La apariencia definitiva de la máquina fue el trabajo del diseñador industrial Rick Dickinson.

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La salida de vídeo, como en el ZX80, era hacia un televisor por medio de un modulador de radiofrecuencia, y los programas se leían y se guardaban a través de un ordinario grabador de casetes usando cintas magnéticas de audio.

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El Sinclair ZX81 fue el tercero de los ordenadores personales de Sir Clive Sinclair disponibles en el mercado. Clive Sinclair fue uno de los grandes innovadores de Gran Bretaña, despues de haber creado calculadoras, relojes digitales, tv y finalmente ordenadores, siendo su primer ordenador el Micro MK14 Cambrigde, todo un éxito que lleva a Sinclair al ZX80 y siendo el ZX81 una autentica maravilla para la época.

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El éxito del ZX81 le dio aplomo a Sir Clive para crear el ZX81 en 1981 con una mayor memoria y mejores funciones matemáticas. Fue muy popular debido a su bajo coste y la potencia relativa, además de disponer de una prolífica librería de software parte de su éxito vino por la facilidad de acoplarle periféricos para ampliar su funcionalidad, fabricadas tanto por Sinclair como por terceras partes.

En cuanto a su difusión fuera del mercado doméstico el ZX81 jugó un importante papel en colegios, escuelas y centros de enseñanza dado que fue utilizado masivamente con fines educativos.

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La compañía TIMEX no tardó en adquirir una licencia y comenzar a distribuir su Timex Sinclair 1000 en America.


El ZX81 estaba a la venta disponible en dos formatos, en forma de KIT y Pre-instalado, y podía adquirirse por correo (las revistas del sector eran el reclamo). El ZX81 ya montado fue la más popular, ya que ponía al alcance de usuarios sin conocimientos de electrónica un micro ordenador barato y para cuyo uso no precisaba más que ser conectado a un televisor.

Cuando en 1982 Sinclair decidió lanzar el ZX Spectrum, el ZX81 pasó de la noche a la mañana a convertirse en un ordenador obsoleto, no podía competir contra la abundante memoria , color, sonido y gráficos de alta resolución de su nuevo hermano. Muchos de los aficionados o incluso aquellos que trabajamos en informática hemos tenido o por nuestras manos ha pasado un ZX81 y no sería el primer caso que este mismo ordenador fuera por el que muchas personas tuvieron contacto con el mundo de la informática.

La Máquina:

Fabricante Sinclair
Microprocesador Zilog Z-80 (3,25 Mhz)
Memoria RAM 1 KB
Memoria ROM 8 KB
Otro hardware Salida a TV, Casette
Gráficos 24 líneas x 32 columnas en modo texto, 64x44 píxeles en modo gráfico, B/N
Audio -
Sistema/Lenguaje BASIC
Año 1981


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Desarrollado en Reino Unido por el afamado Sir Clive Sinclair, la sencillez del diseño de este microordenador llevó a que multitud de fabricantes en distintos países creasen clones suyos. Entre los clones oficiales se encontraba el fabricado bajo la marca Timex Sinclair para su venta en Estados Unidos, pero también hubo desarrollos similares en países como Brasil, la extinta URSS o Argentina.

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En los poco más de dos años que estuvo a la venta antes de que Sinclair presentase su producto con más éxito, el Spectrum 48K, la empresa vendió más de un millón de unidades del ZX-81, una cantidad nada despreciable para aquellos tiempos.

Respecto a su directo antecesor, el mencionado ZX-80, el diseño hardware del ZX-81 resultó un derroche de simplicidad y elegancia, al reducir de veintiuno a solamente cuatro el número de circuitos integrados que componían el sistema. Aparte de éstos, en la placa del ZX-81 solamente se encuentra el sintonizador de la señal de TV, un regulador de tensión y algunas resistencias, condensadores y diodos. El montaje por parte del usuario final, en consecuencia, no resulta demasiado laborioso y permitía ahorrarse aproximadamente un 30% del precio.

Con unas dimensiones de 17cm x 17cm x 4cm de grosor medio, el tamaño del ZX-81 se asemeja más al de una calculadora que al de otros ordenadores de la época, como puede ser el Commodore VIC-20. También resultaba característico su teclado de membrana, por entonces eran usuales los teclados mecánicos, con una bajísima sensibilidad que requiere un cierto nivel de presión por parte del usuario, lo que no le hace especialmente cómodo. En su favor, sin embargo, hay que decir que los comandos están pre codificados y se introducían a través de combinaciones de teclas, en lugar de tener que escribirlos letra a letra, lo cual ahorraba tiempo.

En realidad la mayoría de los ZX-81 no usaban el Z-80 fabricado por Zilog, sino un microprocesador clónico fabricado por Nec que resultaba más barato. Además de este circuito integrado, en la placa del sistema también se encuentra un circuito con 1 Kbyte de memoria RAM y otro con 8 Kbytes de ROM conteniendo el intérprete de BASIC.

La pantalla es en modo texto solamente, 32 caracteres de ancho por 24 de alto, sin embargo, son posibles gráficos con una resolución de 64 por 48 píxels con el uso del comando PLOT, que selecciona entre un grupo de 16 caracteres gráficos para la simulación de los pixels. Para conservar memoria, el texto mostrado en la pantalla se almacenaba como cadenas de forma dinámica: por ejemplo, una línea en pantalla de 12 caracteres se almacenan como sólo los 12 caracteres seguidos por el código para "NEWLINE".

Tanto en el ZX80 como en el ZX81, la salida video es generada por el chip Z80. En el ZX80, cuando un programa formaba la imagen del TV se movía desde el principio para comenzar una nueva imagen. Debido a que un bucle FOR-NEXT de 1 a 1.000 tardaba 19 segundos, era común hacer funcionar la máquina en modo rápido todo el tiempo, incluso al editar un programa. Esto hacía destellar la imagen del televisor cada vez que una tecla era presionada.

A diferencia de la mayoría de los ordenadores de la época, el ZX-81 no incorpora un intérprete BASIC de Microsoft sino que fue la propia Sinclair la que diseñó el software incorporado en la ROM del equipo. Este intérprete de BASIC específico cuenta con múltiples peculiaridades, incluyendo algunos errores que se hicieron famosos como el hecho de que la función encargada de calcular la raíz cuadrada disese como resultado 1.36 en lugar de 0.5 al obtener la raíz cuadrada de 0.25.

Ampliaciones:

ZX-Printer: impresora termica en papel especial.
Placa de sonido: un AY-3-8912, ofrece 3 canales de sonido y uno de ruido blanco.
Generador de caracteres programable: permite redefinir los caracteres, almacenándolos en 1 Kb de memoria de de la placa
Interfaz de unidad de disco de 5'25 con 49 Kb de capacidad
Interfaz de 2 joystick (probablemente por mapeo del teclado)
Interfaz Centronics
Ampliaciones de memoria: llamadas RAM PACKs proporcionan 16, 32 e incluso 64 KB
Teclado profesional: inaugura un mercado que florece con el ZX-Spectrum. Unos deben de conectarse a placa madre. Otros lo hacen por el BUS de expansión. Algunos de los primeros incluso permiten alojar dentro las ampliaciones de memoria.
RS-232 /Modem

DK'tronics vendió una carcasa y un teclado que, con considerable habilidad, se podía usar para sustituir el teclado de membrana y para contener el ordenador.

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Emuladores ZX81

Dada la simplicidad del hardware y popularidad de este sistema, el número de emuladores existentes es muy extenso y los hay disponibles para prácticamente todos los sistemas operativos, incluidos otros microordenadores. Algunos de ellos son:

XTender
EightyOne
ZX81



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Hardware

Respecto a su directo antecesor, el mencionado ZX-80, el diseño hardware del ZX-81 resultó un derroche de simplicidad y elegancia, al reducir de veintiuno a solamente cuatro el número de circuitos integrados que componían el sistema. Aparte de éstos, en la placa del ZX-81 solamente se encuentra el sintonizador de la señal de TV, un regulador de tensión y algunas resistencias, condensadores y diodos. El montaje por parte del usuario final, en consecuencia, no resultaba demasiado laborioso y permitía ahorrarse aproximadamente un 30% del precio.


El elemento hardware más importante de los ZX-81 era el archiconocido microprocesador Z-80 fabricado por la empresa Zilog. Según las específicaciones de Sinclair, la versión elegida fue el Z-80A que contaba con una velocidad superior respecto al Z-80 original. Este mismo microprocesador sería elegido pocos años más tarde para la fabricación del ZX-Spectrum, toda la familia MSX, los productos de Amstrad y muchos otros diseños de microcomputadores.

En realidad la mayoría de los ZX-81 no usaban el Z-80 fabricado por Zilog, sino un microprocesador clónico fabricado por Nec que resultaba más barato. Además de este circuito integrado, en la placa del sistema también se encontraba un circuito con 1 Kbyte de memoria RAM y otro con 8 Kbytes de ROM conteniendo el intérprete de BASIC.

El cuarto circuito integrado es el que caracteriza al ZX-81. Se trata de un ULA (Uncommitted Logic Array) diseñado por Sinclair para sustituir la función que aportaban dieciocho de los integrados con que contaba el ZX-80, encargándose, por ejemplo, de las tareas de entrada/salida.


Módulo de ampliación de memoria

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El bus que comunica al Z-80 con el resto de elementos del sistema se extiende hacia el exterior, con un conector accesible en la parte trasera del microordenador. Es la vía que permite tanto ampliar el sistema como conectar otro tipo de dispositivos, más allá del televisor y la unidad de cinta. La ampliación más común era el módulo de 16 Kbytes de RAM que, según la publicidad de Sinclair, facilita una capacidad de almacenamiento masiva que permitía ejecutar las aplicaciones más sofisticadas del momento, como las bases de datos personales.

Entre los dispositivos más populares se encontraba la impresora fabricada por la propia Sinclair, una impresora peculiar que precisaba un papel especial ya que era de tipo térmico, no matricial o de margarita. Era capaz de imprimir hasta 50 caracteres por segundo y, lo que resultaba más interesante, era posible realizar un volcado a papel del contenido actual de la pantalla con un simple comando.

La sencillez del diseño del ZX-81, con un número tan reducido de circuitos integrados, se debía en gran parte a que era el microprocesador (el Z-80) el encargado de realizar tareas que en ordenadores más sofisticados se encomedaban a integrados específicos. El exponente más claro de este hecho se encuentra en la generación de la imagen de vídeo, un proceso efectuado continuamente por el microprocesador que producía a partir del contenido de una cierta porción de memoria la información que, a continuación, era enviada hacia el exterior a través del sintonizador de TV. Este trabajo consumía una buena parte de la potencia del Z-80, por lo que la ejecución de los programas se veía claramente ralentizada. Por ello el ZX-81 ofrecía un modo de funcionamiento alternativo, denominado modo rápido, que detenía la actualización de la pantalla mientras se ejecutaba un programa.


Software

A diferencia de la mayoría de los microordenadores de la época, el ZX-81 no incorporaba un intérprete BASIC de Microsoft sino que fue la propia Sinclair la que diseñó el software incorporado en la ROM del equipo. Este intérprete de BASIC específico contaba con múltiples peculiaridades, incluyendo algunos errores que se hicieron famosos como el hecho de que la función encargada de calcular la raíz cuadrada disese como resultado 1.36 en lugar de 0.5 al obtener la raíz cuadrada de 0.25.

Otra de las peculiaridades del software de este sistema se encontraba en la tabla de caracteres empleada. El estándar ya era por entonces ASCII de 7 bits (los símbolos del 128 al 255 sí que cambiaban de un equipo a otro), pero Sinclair decidió que el ZX-81 contase con su propio esquema de traducción. En éste el código 0 correspondía al espacio, seguido de diez símbolos gráficos y a continuación, con los códigos del 11 al 63, los números, signos de puntuación y las letras mayúsculas. En este sistema no había posibilidad de emplear letras minúsculas. Todos estos símbolos se encontraban duplicados a partir del código 128, con la diferencia de que aparecían en pantalla en vídeo inverso.

Cada comando del BASIC de Sinclair estaba también asociado a un código de esta particular tabla de símbolos, algo que quedaba patente en la forma de introducir las instrucciones a la hora de escribir un programa. Éstas no se escribían carácter a carácter sino que se obtenían mediante combinaciones de múltiples teclas. Durante la edición las instrucciones se eliminaban y desplazaban como un único elemento, no como palabras formadas por varios caracteres.

El intérprete de BASIC de los ZX-81 resultaba especialmente lento, cuando se le comparaba con otros microordenadores de aquél tiempo, por el hecho de que la señal de vídeo era generada mediante software a través del propio microprocesador Z-80, del que se empleaban numerosas características no documentadas. Sin embargo el método de representación de las instrucciones, muy compacto, hacía posible escribir programas de utilidad que no necesitaban más memoria que el 1 KByte con que contaba originalmente el sistema.

Para que siga vivo muchos más, por si no lo tienes, os dejo unos enlaces para emularlo.




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Kevin Baker's ZX81 Page
A Sinclair Disassembler by Bob Berch.

http://edge.edge.net/~krbaker/zx81.html


Matthew?s ZX81 Homepage
Software library, reviews, news, emulators for various platforms.

http://www.hh.schule.de/hhs/mjaap/zx81.htm


Project 81
Aims to preserve ZX81 related documents in digital form.

http://www.hh.schule.de/hhs/mjaap/project.htm


Rodney Knaap
Build-it-yourself microcomputer designs based on the ZX80 and ZX81 home computers.

http://www.xs4all.nl/~rodneyk/index_e.html


Sinclair ZX-81 back from the dead
Tony Smith writes about the availability of ZX81 DIY kits.

http://www.theregister.co.uk/content/archive/13785.html


Sinclair ZX81 Benchtest
Article from Personal Computer World by David Tebbutt.
http://www.nvg.ntnu.no/sinclair/pcw_zx81.htm


Sinclair ZX81 FAQ
Some common questions about the ZX81.

http://www.worldhq.com/zx81faq.html


Sinclair ZX81 Products
Books about the ZX81. Kits and RAM packs are advertised but have sold out.

http://zx81.grok.co.uk/


Sinclair ZX81 Webring
Webring with a main goal of supporting the ZX81 community with information about activities for the computer and its clones.

http://home.t-online.de/home/sinclair_zx81/zx81_wbr.htm


Steven's ZX81 Computer
Links and information from an enthusiast.

http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Hangar/1969/zx81/


System Variables of the Sinclair ZX81
Memory map of the RAM reserved by the system.

http://www.penelope.demon.co.uk/zx81/sysvars.html


The Lil Old ZX81 Information Repository
Large archive of technical information including assembly instructions, schematic diagrams and component layouts.

http://www.geocities.com/SiliconValley/Network/6327/zx81.htm...


The Sinclair ZX81 Support Page
Support forum with news and views for ZX81 and TS1000 enthusiasts.

http://www.stevemcd.redhotant.com/zx81.htm


The ZX97 by Wilf Rigter
A project to design and build an enhanced, low power discrete logic version of the ZX81.

http://www.howell1964.freeserve.co.uk/ZX81/ZX97.htm


Welcome to Tech/Worlde
Bridging the gap between old and new technology. Also home of the Sinclair ZX81 support page.

http://surf.to/zx81


Zebra Systems, Inc.
Timex-Sinclair ZX81 computer kits for sale.

http://www.users.interport.net/~zebra/ts/


ZX-81
Home of a ZX81 mailing list. Also info about magazines and a Z80 cross assembler for the ZX81.
http://members.nbci.com/zx81/


ZX-TEAM
A very active German Sinclair ZX81 users' group. Site offers information about the Sinclair machines and the group's activities, including news of forthcoming events. (In English and German)

http://www.zx81.de/


ZX80 hardware page
How to build your own ZX80 and ZX81.

http://www.home-micros.freeserve.co.uk/zx80/zx80.html


ZX81 - Planet Sinclair
Information, photos and resources for the Sinclair ZX80, including a detailed account of its development extracted from Ian Adamson and Richard Kennedy's book "Sinclair and the Sunrise Technology".

http://www.nvg.org/sinclair/computers/zx81/zx81.htm


ZX81 CD Project
A project to create a CD intended to play files directly into a Sinclair ZX81 or Sinclair/Timex 1000 via any ordinary soundcard.

http://home.soneraplaza.nl/qn/prive/m.kruger/cdproject.html


ZX81 Download Page
A ZX81 software archive.
http://www.zx81.nl


ZX81 Home Page
A ZX81 FAQ, emulator and software links.

http://www.honneamise.u-net.com/zx81/


ZX81 Pfinder
Search engine that helps locate ZX81 programs available on the internet.

http://www.unsatisfactory.freeserve.co.uk/zx81search/


ZX81 realtime server application

Describes how to make a clock using a ZX81.

http://members.nbci.com/windycom/zx81app.html


ZX81 Stuff
Collection of ZX81-related documentation plus hardware and software projects.

http://www.howell1964.freeserve.co.uk/ZX81/ZX81.htm


ZX81 Virtual Community
Contains links, a scanned copy of the ZX81 manual as well as ZXTAPE, a DOS-based utility to transfer ZX81 software from a PC to a ZX81 or tape recorder, and to transfer ZX81 software from tape back to PC.

http://www.geocities.com/SiliconValley/Ridge/9965/index.html


ZX97 by Bodo Wenzel
FPGA (programmable logic) design to build an extended version of the ZX81.

http://apollo.spaceports.com/~bodo4all/zx/zx97.htm




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aitopes
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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor aitopes » 27 Dic 2011 19:33

Genial!

Muy buen artículo, y está claro que es un ordenador "mítico" :)

Saludos!

PD: El enlace "Manual completo del Siclair ZX81 en español" lleva al "Manual de Introducción Spectrum 48k."

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor admin » 27 Dic 2011 19:37

Unas cintillas...




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ron
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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor ron » 27 Dic 2011 20:00

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A parte que es para mi un icono, por favor nunca le deis este uso, por favor !!!

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor ron » 27 Dic 2011 20:04

Sinclair ZX81 - Applications - [Multipart] (TOSEC-v2011-09-24)
Sinclair ZX81 - Applications - [P] (TOSEC-v2011-09-24)
Sinclair ZX81 - Demos (TOSEC-v2011-09-24)
Sinclair ZX81 - Educational (TOSEC-v2011-09-24)
Sinclair ZX81 - Games - [Multipart] (TOSEC-v2011-09-24)
Sinclair ZX81 - Games - [P] (TOSEC-v2011-09-24)

filesonic.com/file/3491922105

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor ron » 27 Dic 2011 20:11


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egara1971
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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor egara1971 » 27 Dic 2011 21:05

Hola yo tengo un ZX81 y no consigo sintonizarlo ni en tubo ni en LCD. Ayuda por favor.

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor dancresp » 27 Dic 2011 22:09

Buen artículo ron, pero varias puntualizaciones:

- En función de la placa, puede tener 4 ó5 integrados.
- La resolución "gráfica" es de 64x48.
- Es muy lento porque solo ejecuta el programa mientras se dibujan los bordes. El resto del tiempo la CPU está ejecutando la rutina ROM que se encarga de dibujar la pantalla.

Y respecto al artículo, hay partes "repetidas", pero es muy completo.

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor DyLucke » 27 Dic 2011 22:34

Estupendo post. Así da gusto.
"I'm playing games.
You've nowhere to run,
I'm a piece of the sun,
i'm an army of one...
I'm the man with the gun".

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor ron » 27 Dic 2011 22:51

egara1971 escribió:Hola yo tengo un ZX81 y no consigo sintonizarlo ni en tubo ni en LCD. Ayuda por favor.


Hazle el mod de video y anula el modulador RF sacando señal de video compuesto por el mismo conector al igual que hacemos con los gomas cuando los moduladores dicen basta.

Si no encuentras googleando el mod de video, te lo busco, es muy sencillo de hacer.

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor egara1971 » 27 Dic 2011 23:20

Hola Ron tengo un gomas y no he tenido que hacerle nada.Dame un poco de luz porque no sé dónde me pierdo, me pasa lo mismo con un Commodore 16 y es nuevo.
Gracias

jojo073

Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor jojo073 » 28 Dic 2011 01:01

egara1971 escribió:Hola Ron tengo un gomas y no he tenido que hacerle nada.Dame un poco de luz porque no sé dónde me pierdo, me pasa lo mismo con un Commodore 16 y es nuevo.
Gracias

Si no se sintoniza pueden ocurrir tres cosas o que no le llegue corriente correctamente, que el modulador RF no este en buenas condiciones o que el ordenador este mal, osea que algún componente indispensable para su funcionamiento este mal y no consiga arrancar.

Lo que la gente hace, los que entienden de electrónica, es coger la señal de vídeo directamente del ordenador sin pasar por el rf, eso se consigue seguramente sacándola de las patas de algún microchip, no si si habrá que añadirle algún componente mas como resistencias, etc...

Lo mas aconsejable en estos casos es dejarlo en manos de alguien que tenga experiencia, si es uno de los aficionados conocidos de esta afición, te cobrara apenas nada y te dejara el z81, funcionando para cualquier tele, con botón de reset...

Para el commodore 16 pues otro tanto de los mismo...Yo he mandado a reparar, un 48 gomas, un +3e, un +128k, dos amigas 600, una pong, gamegear...
Lo que hay que tener en cuenta, que por mas que arregles algo, al ser maquinas con sus años. No importa lo nuevas que parezcan, sus componentes tienen sus años y pueden fallar en cualquier momento...

Por cierto ron, siento desviarme del hilo. Buen reportaje sobre el zx81, tengo el mio que ni siquiera lo he abierto para arreglarle la faja, solo lo he expuesto....

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saludos

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor ron » 28 Dic 2011 10:31

para Dancresp, DyLucke y Jojo:

A ver, ¿ si tenéis permisos de edición y veis algo mal ? , caballeros: se edita y seguimos dando al tambor. capicci ? ( musitando a lo Corleone )


Pues tienes a abrir no te queda otra, a veces es necesario hacerse la plaquita dependiendo del modelo de zx81 y si se tiene la ULA "mala" así que directamente a los remedios de José Leandro.

Yo creo que con los desarrollos de Jose Leandro, mcleod_ideafix, stgo, javu y otros hay material para estar hablando de los MODS de video durante una larga temporada, así que intentaré sintetizar en lo posible lo que puedes hacer ( y si no puedes alguien que se sepa usar un soldador lo hace en cinco minutos )

La solución ( de las más sencillas ) es la siguiente:

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Se puede soldar directamente al pin 16 de la ULA y los 5V los cojes directamente del 7805. ( Cuidadito con la estática y la ULA del ZX81 que es sensible y se te puede suicidar )

Se usa un simple transistor NPN. Puedes tomar la señal de entrada de vídeo de la ULA pin 16 o directamente en el modulador.

La foto muestra las dos conexiones para el modulador. A la izquierda se encuentra la señal de vídeo y el cable de la derecha tiene la tensión de 5 V de alimentación. La masa o GND se puede sacar de la caja del modulador


Acerca de la modulación y tensión en ZX81

Circuitos de video para el ZX81 de José Leandro Novellón

http://fetrmartin.free.fr/ZX81/ZX81.html

Anaxagoras
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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor Anaxagoras » 28 Dic 2011 20:33

Un par de enlaces que no he encontrado en este hilo y que tengo en mi preciado bookmark.

ZX81 Software, Books and Hardware Collection


ZX81 THE ARCHIVE

¡Salud!

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Re: ZX81. La verdadera revolución con cuatro integrados.

Mensajepor ron » 05 Feb 2012 19:23


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