Convertir Spectrum +2A en +3 (Upgrade de +2A a +3)

A principios del 2020 vi un post en Facebook sobre una publicación en la web de la AUA (Asociación de Usuarios de Amstrad) que contaba cómo actualizar un Spectrum +2A para convertirlo en un +3. Esto captó toda mi atención, y en cierto modo me impactó, porque el tener un Spectrum con el combo de disquetera y cassette, y además, manejar la carga y grabación con los comandos nativos del la ROM del +3, sin añadir ningún dispositivo por el puerto de expansión, me pareció una idea más que interesante.

Pero no todos los Spectrum +2A se pueden actualizar, sólo los que al principio compartían la misma placa base que el +3 pero sin los chips que realizaban la función de controladora de la disquetera. Si estamos de suerte y nuestro +2A es de los que vienen con la placa base del +3, realizar el upgrade es de lo más sencillo, lo único que hay que hacer es soldar los componentes que hacen falta y automáticamente tendremos un +3.

De los tres Spectrum +2A que tengo solo uno tiene la placa base actualizable a +3, concretamente el que me compré por el año 1987 y no tenía pensado abrirlo ni hacerle nada para que mantuviera toda su esencia y toda la información genética acumulada durante las muchas horas que estuve aporreando sus teclas, sobre todo, durante esos maravillosos años 80. Pero el beneficio de tener disquetera y cassette en un mismo ordenador sopesó más que la nostalgia, por lo que no dudé en ir adelante con este proyecto. 

¿Cómo identifico que tengo un +2A actualizable?

Es muy fácil identificar si tenemos un Spectrum con la placa del +3, sólo hay que abrirlo y ver la placa base. Ten en cuenta que este ordenador montó dos tipos de placas base muy distintas, una la del +3 y otra que llaman la "recortada" que eliminaba las pistas y la posibilidad de añadir los componentes para disponer de la funcionalidad de disquetera. 

Placa base del 2A actualizable a +3

Si tenemos la placa recortada, nos olvidamos de continuar ya que no es posible realizar el upgrade. 

Placa recortada, no actualizable a +3

Proyecto de actualización a +3

Antes de la actualización (imagen superior). Después de la actualización (imagen inferior)

En esta imagen, arriba podemos ver la situación de partida, el Spectrum +2A sin el upgrade, se puede apreciar "ghosting" en la imagen utilizando la conexión RGB, que también solucionaremos, y en la imagen de debajo, vemos el resultado final del upgrade a +3.

Como disquetera voy a optar por una Gotek, la ventaja que tiene respecto a una disquetera convencional, es que puedo acceder a cualquier programa o juego a través de su conexión para memorias USB y así evito el tener que recopilar y almacenar disquetes, pudiendo tenerlos todos en una única memoria USB. 

En este link explico paso a paso qué hay que hacer para Configurar una GOTEK.

Unidad Gotek con pantalla OLED montada

Para conectar la Gotek al Spectrum, lo haré con un cable plano de 26 pines soldado a las conexiones de disquetera interna y por el otro extremo conectado a la Gotek con un conector IDC hembra de 34 pines.

El proyecto, a la par de interesante, tiene su trabajo, sobre todo porque hay que desoldar todos los puntos de soldadura que inicialmente están taponados y luego soldar los componentes y zócalos para los chips. 

Componentes necesarios

Para conectar una disquetera al Spectrum: 

• Cable plano de 26 pines.

• Conector IDC hembra 34 pines para el cable plano.

• Tira de pines.

• Gotek y pantalla oled.

Componentes placa base:

• Resistencias: 

• Condensadores

• Cristal de cuarzo (X2): 16MHz

• Circuitos integrados: 

Para los circuitos integrados es recomendable ponerlos en zócalos en lugar de soldarlos directamente en la placa base, de esta forma, si alguno de ellos tuviera algún problema, lo podríamos sustituir fácilmente. 

Coste económico

Una vez identificado qué es lo que necesitamos comprar para realizar este upgrade, hay que ver si el beneficio de realizar este trabajo está en línea con el coste económico y el esfuerzo que va a requerir, ya que si éste es elevado, igual merece la pena seguir utilizando u optar por otros métodos alternativos de almacenamiento, como pueden ser Divide, Dandanator, etc... 

Nota: En la columna precio unitario aparece solo para los chips y conector IDC, los demás componentes, al tener un precio más bajo aparece el precio del lote completo necesario para realizar el trabajo.

Tal como se puede ver en la tabla con el desglose de los precios de cada componente, la mayor parte del coste se va en la unidad Gotek, y el proyecto prácticamente se nos pone en aproximadamente 30€. Pero, como muchos de estos componentes ya son muy antiguos y no es muy habitual encontrarlos en una tienda de electrónica, el único lugar que los puedes encontrar son en sitios como Ebay o Aliexpress, estás casi obligado a comprarlos por lotes por compensar, de alguna forma, los gastos de envío y así también disponer de repuestos en el caso de encontrarte algún fallo. Todo esto nos lleva a que el precio del proyecto se dispare y se ponga cerca de los 45€.

Los chips de puertas lógicas (74HXXXX) son fáciles de conseguir, pero, por ejemplo, el de la controladora de disco, el D765AC-2, no se fabrican y los que compré no parecían nuevos, parecía como si los hubieran sacado de algún equipo antiguo. 

Entre el coste del proyecto y la dificultad añadida de encontrar alguno de los componentes, lo normal es descartarlo y optar por otras opciones, pero no es mi caso, porque aún así, me sigue pareciendo interesante la idea de disponer de un +3 con el combo cassette y disquetera.

Desoldar para volver a soldar

Para descubrir los puntos de soldadura tapados he utilizado un desoldador con bomba para ir más rápido, pero con una malla de desoldar, pasta de soldar y mucha paciencia se consigue también un muy buen resultado.

Placa base con los puntos de soldadura descubiertos

El siguiente paso es soldar los zócalos y todos los componentes. 

Montaje de zócalos y componentes

Y por último, poner los chips en los zócalos y cruzar los dedos para que todo funcione perfectamente. 

Placa base con todos los componentes y circuitos integrados montados

Aprovecho para sustituir la resistencia R44 de 1K por una de 510 ohmios para eliminar el "ghosting" de la salida de vídeo por RGB (Modificación ZX Spectrum: Doble imagen o ghosting en +2A/+3).

Resistencia de 510 ohmios montada para resolver problema de "ghosting"

Y aquí el resultado final esperado:

Arranque del Spectrum detectando que es un +3 en lugar de un +2A

Cable de conexión a la disquetera

Para poder conectar el Spectrum a la Gotek, utilizo un cable plano de 26 pines que por un lado le pongo un conector hembra de 34 pines, para poder conectarlo a la Gotek, y por el otro lado lo sueldo directamente en la placa base del Spectrum. La razón de soldarlo directamente en lugar de poner un conector, es porque si ponemos un conector éste colisionaría con el cassette y no cerraría el teclado. 

Para realizar el cable de conexión, la información de cómo hacerlo la podemos encontrar en la web CPCWiki (DIY:Floppy Drives): 

Siguiendo el esquema del montaje del conector en el cable, nos quedaría lo siguiente:

Conector montado (los números indican los surcos que hay que dejar vacíos)

Para montar el cable, según la posición del conector en la imagen, con el pin 1 a la derecha (el triangulo marca la posición del pin 1), se dejan 6 surcos hacia la izquierda, y en el séptimo se sitúa el cable del pin 1 (cable rojo). Los surcos 13 y 14 se dejan libres, y los demás cables van a partir del surco 15 hasta el 34.

Para conectarlo a la placa base, se va soldando cada cable a cada punto de conexión de la placa. El pin 1, que se corresponde con el cable rojo, está marcado con un circulo en la placa base (en la imagen aparece con el número 1), y el pin 2, el cable a continuación del cable rojo, se conectaría en la conexión marcada con el número 2, el siguiente se soldaría en la posición 3 y así sucesivamente hasta conseguir tener soldados los 26 cables.

Una vez soldado todo nos quedaría lo siguiente: 

Conexión del cable a la placa base

Para terminar, le ponemos cinta aislante para evitar que al cerrar el teclado la unidad de cita haga contacto con los cables. 

Resultado final ya una vez todo montado

Conectar alimentación a la GOTEK

En la placa base sueldo dos pines, uno en +5V y otro en GND, y por cada conexión saco un cable con conector dupont hembra y en el otro extremo tengo un conector de alimentación de disquetera de tipo berg de 4 pines. En mi caso tenía un cable con conector berg y molex, simplemente he cortado el conector molex y empalmado los dos cables de +5V y de GND. 

Otra opción, para alimentar a la Gotek, es conectar un cable con un conector USB al monitor, si éste tiene toma USB, o a un cargador y por el otro extremo, tal como he hecho antes, empalmarlo al conector berg de 4 pines, de esta forma mejoramos la estética del Spectrum al no tener tantos cable saliendo del teclado.

cable de alimentación de la disquetera. Cable rojo +5V y negro GND

Puesta en marcha

Una vez con todo el trabajo realizado, solo queda conectar el teclado y la GOTEK.

La unidad GOTEK es capaz de reproducir ficheros con extensión .DSK, para la prueba, me descargo en un pincho USB los ficheros .DSK de varios juegos, que los reproduzco desde la opción cargador del menú del Spectrum.

Todo parece que funciona perfectamente, hasta que decido conectar el datacorder (cassette) a la placa base, apareciendo un ruido de interferencias horrible en la tele. 

Como no suelo utilizar las cintas, las tengo almacenadas como reliquias, y cargo los juegos con la aplicación para móviles Android PlayZX, no me preocupa en exceso este problema del ruido, que perfectamente podría dejar sin solucionar dejando desconectado el cassette, pero no me gusta dejar las cosas a medias, además, si lo dejo desconectado, el led de encendido permanecería apagado. 

Eliminar el ruido en la salida de vídeo RGB

Sospecho que la interferencia puede ser debida a que el cable plano no está apantallado y está interfiriendo con el cassette, y la cinta aislante que le puse para tapar las conexiones, no está haciendo nada. Para comprobarlo, con el Spectrum encendido y conectado el cable del cassette, intento levantar la parte superior del teclado, lo que me deja la longitud del cable, pero aunque lo separe mucho, el ruido sigue oyéndose en la tele, por lo que decido hacer lo siguiente para ver si lo resuelvo: 

• Cable extra de GND: Esta solución se aplicaba a los cassettes de las primeras versiones del +2 gris, aunque en el +2A no es necesario, le añado el cable extra de tierra por si puede ayudar en la solución del problema. Al probar de nuevo, las interferencias seguían, por lo que tuve que ir al siguiente paso.
  
  

• Recapping de los condensadores electrolíticos del datacorder: Sustituyo los siguientes condensadores:
  
  C105: 100uF 16V
  C103: 1uF 50V
  C110: 470uF 10V
  C109: 10uF 25V
  
  
  
  Después de hacer el recapping y encender el Spectrum, el ruido seguía, pero esta vez si levantaba un poco el teclado desaparecía, por lo que decido probar con el siguiente paso. 

• Goma eva para tapar el cable: Como la pletina del cassette toca los cables de la disquetera, y la cinta aislante que le había puesto no apantalla nada, pruebo a poner goma eva encima del cable, para ver si realmente lo apantalla y desaparece el ruido, y así fue, el ruido desapareció completamente por lo que al final la dejo pegada con cinta adhesiva de doble cara.

Habilitar la entrada ear

El +2A tiene una entrada/salida de audio, que si utilizamos un cable especial, podemos conectar un cassette externo, o en mi caso, conectar el móvil con la aplicación PlayZX para cargar los programas. 

En el +2A la entrada EAR está deshabilitada, tanto el modelo actualizable a +3 como los modelos con placa recortada. Al tener un +2A con la placa base del +3, solo hay que poner un condensador para habilitar la entrada EAR, si fuera el +2A con placa recortada la modificación sería distinta y más intrusiva.

Como se puede apreciar en el esquema, la entrada EAR está conectada al condensador electrolítico C41, sin embargo, en el Spectrum +2A actualizable a +3, este condensador no está en la placa base y solo está el hueco con los puntos de soldadura taponados. Para habilitar la entrada EAR únicamente hay que soldar un condensador electrolítico de 1uF.

En la imagen superior se observa el hueco del condensador C41 y en la inferior el nuevo condensador incorporado a la placa base

Para conectar el móvil por la entrada de audio necesitamos un cable, que lo podemos fabricar nosotros mismo o también lo venden ya hecho.

Conclusiones

Puedo dar por cumplido el objetivo de tener un Spectrum con la capacidad de disquetera y cassette en un único dispositivo. 

La unidad GOTEK funciona a la perfección, he cargado varios disquetes (ficheros .DSK) y no me ha dado ningún error, aunque según la información que hay del Spectrum +3 en la documentación del emulador para GOTEK FlashFloppy, hay ficheros que fallan en la carga, que para resolverlo, habría que generar uno nuevo con el programa para Windows SAMdisk. Al no haber tenido nunca un +3, me ha sorprendido la velocidad de carga de los juegos, acostumbrado a la carga de cinta, es un cambio abismal. También he probado a formatear un disco o fichero .DSK, y he podido grabar programas en Basic sin ningún problema.

El navegar por la memoria USB para elegir un juego o disquete, la pantalla OLED de la GOTEK facilita mucho esta función, ya que se puede ver el nombre completo del fichero, acceder a directorios, y nos permite, con los dos botones que tiene, avanzar hacia adelante y hacia atrás rápidamente. 

Por lo tanto, la unidad GOTEK cumple perfectamente su función, tanto en la navegación por la memoria USB como, en su función principal, la de cargar y grabar programas.

La carga de cinta sigue funcionando como siempre, me sorprende que después de tantos años las cintas y el cassette sigan en plena forma, pero si tenemos la Gotek conectada con una memoria USB, hay que decirle al Spectrum que queremos cargar de cinta, esto se indica entrando en +3 Basic y tecleando el comando LOAD "T:", nos saldrá el mensaje de OK, y ya podemos teclear el comando LOAD "" para cargar desde cinta. 

Este proyecto, a la par de laborioso, económicamente tiene un coste bastante elevado, por lo que hay otras opciones, que por un poco más, como un Divide, nos permite cargar y grabar múltiples formatos de ficheros, como por ejemplo los formatos de cinta TAP y TZX. La carga en el Divide es mucho más rápida que la disquetera y solo hay que conectarlo al bus de expansión del Spectrum, pudiéndolo utilizar en distintos modelos de Spectrum. 

Finalmente, estoy contento con el resultado obtenido y sobre todo por lo entretenido que ha sido el proyecto, y puedo decir, con perdón de los puristas, que tengo un +3 aunque sea con la carcasa del +2A. 

D.R Spectrum