C64 auf 9V AC umbauen

Hi,

es wurden ja schon viele Vorschläge zur Stromversorgung des C64 gemacht. Hier will ich nun eine weitere Variante in die Runde werfen:
Versorgung nur mit 9V Wechselspannung.

Die Idee: Den C64 mit einem Steckernetzteil zu versorgen, weil es so schön handlich ist. Aber anstatt ein 5V DC Netzteil zu nehmen und daraus intern die 9V AC zu generieren, gehe ich den umgekehrten Weg, ich nehme ein 9V AC Netzteil und generiere die 5V DC intern. Gleichzeitig soll der C64 aber weiterhin mit einem Standard-Netzteil funktionieren.

Das hat Vor- und Nachteile:

Nachteile:

• 9V AC Netzteile sind seltener, v.a. in der benötigten Stromstärke von ca. 2A, aber es gibt sie. Ich habe z.B. bei Amazon dieses hier gefunden: (Rockpower Netzteil / Adapter 9V AC / 2100 mA, ca. EUR 13,-).
• Bastelarbeit am Rechner nötig. Das ist jetzt also nix, um alle 42 Rechner umzurüsten, die Zuhause so rumliegen, sondern eher nur was für das Arbeitstier.

Vorteile:

• Die 5V Versorgungsspannung wird vor Ort im C64 generiert und geregelt, der Spannungsabfall über das Netzteil-Kabel, der Power-Buchse und am Schalter entfällt, dadurch sollte die Spannung viel genauer sein und bei Last weniger schwanken.
• Durch die vorhandenen 9V AC ist der Rechner uneingeschränkt funktionsfähig, RTC läuft, exotische Module laufen, alles wie in echt, ganz ohne Tricks.
• Keine Arbeit an 230V nötig (OK, es gibt auch andere Lösungen, die das nicht benötigen).

Ich habe das mal zum Test auf Lochraster aufgebaut und mit einer 250469 getestet, funktioniert wunderbar.

Als 5V Regler habe ich den genommen, den Gerrit bei Netzteilumbau Türkeil ohne Arbeiten an 220V vorgeschlagen hatte, ich habe allerdings dessen Poti gegen ein Mehrgangpoti 50k getauscht, mit dem Originalen kann man die Spannung nur sehr fummelig einstellen und selbst dann hätte ich Angst, dass ein versehentliches Anschauen es wieder verstellt. Man kann anstelle des Potis auch einen 44,2k Festwiderstand nehmen, dann muss man nix einstellen und hat ca. 5,1V fix.
Andere Regler mit 5V und mind. 1,5A gehen natürlich ebenso, z.B. von Recom die R-78Bxx-1.5 Serie oder von Murata die 78SR-Serie (Reichelt OKI515W36HC).

Wenn man ein normales Netzteil mit 9V AC und 5V DC verwendet, schaltet das Relais um auf die extern eingespeisten 5V, um die 9V AC nicht zu belasten, der Rechner geht also weiterhin mit jedem normalen Netzteil.

Das einzig fummelige ist das Einschleifen der Schaltung in die 5V Leitung des Cevies. Da ich keine Leiterbahen durchtrennen wollte, habe ich dazu einen Pin des Power-Schalters entlötet und nach oben rausgezogen. Diesen Pin und das freigewordene Lötpad kann man nehmen, um die 5V des extenen Netzteils abzugreifen bzw. die Versorgungsspannung in den Rechner einzuspeisen. Man kann also auch alles wieder rückbauen.

Ein paar Messdaten im Vergleich zum Ziegel-NT. Leistungsaufnahme 230V-seitig gemessen, daher nicht auf die Goldwaage legen, eher als Tendenz sehen:

• Ausgeschaltet: 2,2W (Ziegel: 5,7W)
• Eingeschaltet, Leerlauf: 8,8W (Ziegel: 18,4W)
• Eingeschaltet, Gianna Sisters Intro: 9,0W (Ziegel: 18,8W)

Ich bin mir selbst noch nicht ganz sicher, aber ich glaub, ich bau mir das ganze nochmal in schön und installiere es fest in meinem Bastelrechner. Vielleicht lass ich mir sogar ne Platine fertigen.

Zitat von CommieSurfer

Wievel mA sollte ein 9V AC NT etwa können, bei separtatem 5V DC NT ?

Mit 1A wie bei den originalen Netzteilen liegst Du auf der sicheren Seite, 230 mA ist etwas wenig. Verschiedene ASSYs belasten die 9V auch unterschiedlich, vielleicht reicht es bei der 250469, aber vermutlich nicht bei allen.

Zitat von Gikauf

2100mA ist echt knapp

Ziehen wir mal großzügig 1A bei 9V ab, dann bleiben 1,1A, also 9,9W übrig für die 5V Seite. Bei angenommen 85% Wirkungsgrad des DC/DC-Wandlers ergibt das einen maximalen Strom von 1,68 A. Wenn die 9V weniger belastet werden, bleibt mehr für 5V übrig. Ich würde sagen, das reicht.

Zitat von Gikauf

die Galvanische Trennung fehlt

Die galv. Trennung ist doch m.W. nur nötig, da der Schalter die 9V nur einpolig trennt, und sonst im ausgeschalteten Zustand Spannung im C64 anliegt, oder? Hier wird die 5V aber intern erzeugt, und das nur wenn auch die 9V komplett zweipolig vorhanden sind, das sollte also kein Problem darstellen.
Ich stelle den Punkt aber zur Diskussion, vielleicht gibt es wirklich Fälle, in denen sich die Schaltung hier anders verhält als das Original?

Zitat von Gikauf

Da ist die 2 Steckernetzteil schon besser.

Das ist auf jeden Fall eine sehr gute Lösung. Einfach und sicher mit Standardnetzteilen nachzubauen, und das ohne Modifikation des Rechners.

So, ich habe mir nun ein Board gezeichnet:

Als DC/DC-Wandler kann man wahlweise den Ebay-Wandler, die Recom R-78Bxx-1.5 Serie oder die Murata 78SR-Serie bestücken. Der Recom und der Murata sind beide 7805 pinout-kompatibel, sie haben nur eine andere Bauform (der eine nach vorne, der andere nach hinten gelegt), da gibt es bestimmt noch andere, die draufpassen.

Eine Sicherung und eine Überspannungsschutzdiode können auch nicht schaden.

Die Platine ist 5 x 10 cm groß und sollte von der Bauhöhe bei einem C64C unterhalb die Tastatur passen. In einem Brotkasten wird sich sicherlich auch ein Platz dafür finden.

Ich lass mir ne Platine fertigen und berichte dann wie's läuft.

Während ich auf meine Platinen warte, hab ich mal den Murata Wandler mit dem von eBay (beschriftet mit "D-SUN") verglichen und durchgemessen.
Beide verwenden ein Regler-IC von MPS (http://www.monolithicpower.com), der D-SUN den MP1584, der Murata den MP2467.
Große Unterschiede gibt's bei den Daten der ICs nicht:

MP1584 (eBay / D-SUN)

• kann angeblich bis 3A liefern
• max. 28V Eingangsspannung
• Schaltfrequenz einstellbar, bis 1,5 MHz, hier auf ca. 910 kHz eingestellt.

MP2467 (Murata)

• "nur" bis 2,5A
• dafür bis 36V Eingangsspannung
• Schaltfrequenz fix 500 kHz

Obwohl der MP2467 laut Datenblatt bis 2,5A liefern kann, garantiert Murata nur 1,5A. Darüber wird er vermutlich einfach zu warm und die Wärmeabfuhr bei der kleinen Platine kann nicht besonders hoch sein.
Auch bei dem D-SUN Wandler steht in der Beschreibung, dass über 2A eine Kühlung erforderlich ist (wie auch immer die aussehen mag), durch die ca. doppelt so große Platine ist die Kühlung insgesamt vielleicht etwas besser.

Kurzer Test des Wirkungsgrads unter Last (Eingangsspannung 12V):
@1,1A: Murata 92%, D-SUN 91%
@1,7A: Murata 91%, D-SUN 90%
@2A: Murata 90%, D-SUN 89%
Unterm Strich deckt sich der Wirkungsgrad ziemlich gut mit den Datenblättern. Das eine Prozent Unterschied zwischen den zwei Typen kann man vernachlässigen, das kann am Testaufbau oder Exemplarstreuungen liegen.

Ja, auch der Murata kann mehr als 1,5A, wird aber tatsächlich etwas warm. Für Dauerbetrieb würde ich mich deshalb auf die angegebenen 1,5A beschränken.

Das einzige was somit aus meiner Sicht gegen den D-SUN-Wandler spricht, ist das fummelige Poti. Wer das gegen ein Präzisionspoti oder einen SMD-Widerstand (43k ergibt ca. 5,0V, 44,2k ergibt ca. 5,1V, jeweils zuzüglich der Toleranzen) austauscht, hat einen brauchbaren DC/DC-Wandler. Wer nicht rumlöten will oder ein 7805 Pinout benötigt, greift zum Murata.

Meine Platine ist heute gekommen. Natürlich gleich auf- und eingebaut.

Jetzt hat der C64 stabile 5V, direkt vor Ort erzeugt, unabhängig von Spannungsabfall an Kabel und Stecker, braucht extern nur ein 9V AC Netzteil (= simpler Trafo) und läuft trotzdem wahlweise noch mit Standard-Netzteil.

Zitat von oobdoo

Heißen "Selbstklebende Abstandhalter". Gibts bei Reichelt für wenig Geld.

http://www.reichelt.de/Distanzhuelsen-et…rtnr=AHS+12%2C7

Genau, ich hab sie hier in Höhe 4,8 mm verwendet, Reichelt "AHS 4,8".

Zitat von IMSAI

Was hast du für die Herstellung deiner Platine bezahlt?

Für zehn Platinen, 5 x 10 cm bezahlt man in China incl. Versand umgerechnet ca. 20 EUR. Wenn man mit 5 x 5 cm auskommt, wirds nochmal ca. 5,- billiger.
Bestellt hab ich die diesmal bei Itead.
Gute Erfahrungen habe ich auch schon mit Seeed gemacht.
Es gibt auch noch andere mit ähnlichen Preisen (hab die aber noch nicht getestet):
http://smart-prototyping.com/
http://www.elecrow.com/service…prototyping-c-73_116.html
http://dirtypcbs.com/

Rechne mit 3 Wochen Lieferzeit.

Zumindest Itead und Seeed bieten für Eagle ein DRC und ein CAM File an. Das DRC File definiert die minimalen Leiterbahnbreiten etc, damit der DRC Check prüfen kann, ob sich die Leiterplatte fehlerfrei herstellen lässt. Mit dem CAM-File kann man in Eagle über den CAM-Prozessor Gerber-Daten in dem Format erzeugen, das der Hersteller erwartet (da gibt's sonst 1000 Optionen). Manche akzeptieren auch direkt Eagle-Daten.

OK, 10 Platinen sind meistens ein paar zu viel, aber selbst wenn man nur eine oder zwei braucht ist der Preis gut. Ich brauch ja auch keine 10 Stück, ich stelle einfach meine übrigen Platinen noch in den Flohmarkt, vielleicht will sie ja jemand haben.

So, hier nochmal der finale Bestückungsplan, Schaltplan und die Stückliste.

Zum Anschluss im C64 müssen die 5 Pins von X1 passend mit dem Mainboard verbunden werden. Hier hab ich die passenden Stellen im Schaltplan der ASSY 250469 markiert, bei anderen ASSYs sieht's aber ähnlich aus.

Diese drei Leitungen sind einfach, die müssen nur an der passenden Stelle angelötet werden:
X1 Pin 1 (GND) => Verbinden mit Masse.
X1 Pin 2 (9VAC1) => Verbinden mit der geschalteten 9V AC Spannung.
X1 Pin 3 (9VAC2) => Verbinden mit dem Pol der 9V AC, der immer anliegt, Anschluss vor der Sicherung.

Diese zwei Leitungen müssen irgendwie in die 5V Leitung nach dem Schalter einschleift werden:
X1 Pin 4 (5V_in)
X1 Pin 5 (5V_out)

Dazu kann man entweder die entspr. Leiterbahn unterbrechen, die Eingangsseite mit 5V_in und die Ausgangsseite mit 5V_out verbinden, oder man kann versuchen, den enspr. Pin des Schalters zu entlöten, nach oben rauszuziehen und so hinzubiegen, dass er frei ist, ohne was anderes zu berühren (hat den Vorteil, dass man die Bastelei wieder komplett rückgängig machen kann).
Bei mir hat das ganz gut geklappt und so konnte ich ein isoliertes Kabel durch das nun freie Lötpad führen und an den rausgezogenen Schalterpin anlöten (ein bisschen Heißkleber zum Fixieren und Isolieren könnte evtl. nicht schaden):

Zur Bestückung:

Elkos C1 - C6:
Wenn man die Platine wie ich unter die Tastatur eines C64C einbaut, sollte man hier 3 x 3.3000 µF bestücken (C1, C2, C3), und liegend montieren, damit es schön flach wird.
Bei anderer Montage, wenn man z.B. die Befestigungsbohrung links oben nutzen möchte, sind evtl. 4 stehende 2.200 µF Elkos besser (C1, C5, C3, C6).

Bei Verwendung des D-SUN (eBay) Wandlers sollte man ihn nicht direkt auf der Platine aufliegen lassen, da sonst Kurzschlüsse entstehen könnten. Entweder einen Millimeter Luft lassen, oder noch besser, eine dünne Wärmeleitfolie als Isolierung drunter legen, verbessert auch die Wärmeabfuhr zur Platine.