Nachbau des M030 - Eprommer-Modul

M030-komplett
M030-Originalplatine
Blende und Gehäuse
M030-Muster
M030-Originalmodul
M030-Original-gesteckt
M030-Vergleich
M030-Programm
M030-Analogteil
M030-Prototyp I
M030-Prototyp II
Gehäuse-Gesamtansicht
Gehäuse-Draufsicht
Aluverblendung-Vorderansicht
Aluverblendung-Seitenansicht
Aluverblendung-SRN
M030-Release
M030-Probeaufbau
M030-Gehäusevergleich
KC-Rekorder 1
KC-Rekorder 2
KC-Rekorder 3
M030-Software-ML
M030-HB-U
M030-HB-I

Seit Ende 2013 liegt ein Schwerpunkt dieses Hobbys im Schaltungsnachbau und des teilweise vollständigen Re-Layouts der Platinen. Es steckt zwar kein neues Wissen in den Schaltungen, jedoch stellt das Neuentwerfen der Platinen durchaus eine Herausforderung dar, wenn sie, wie zum Beispiel die MagnumST, nur sehr wenig Platz beanspruchen dürfen.

Der Grund für den Nachbau des "legendären" Eprom-Programmiermoduls M030 für den KC85/3-4 ist ebenfalls im Re-Layout zu suchen.
Das Modul wird anhand von Kopien originaler Schaltpläne nachgebaut. Die Leserlichkeit dieser Kopien ist noch gegeben, so daß ein Nachbau erfolgversprechend scheint. Elektrisch soll das Modul original erhalten bleiben, einzig die Schaltung zur Programmierspannungserzeugung wird überarbeitet, um Platz auf der Platine zu gewinnen.
Leider gibt es für die Korrektheit des Schaltplanes keine Garantie und so wäre es am besten, diesen Schaltplan gegen ein existierendes Modul testen zu können. Offenbar gibt es nur ganz wenig erhaltene Originale. Einer der Eigentümer eines solchen Originals hat sich freundlicherweise bereiterklärt, dem Autor seines auszuleihen, damit die neu aufgenommene Schaltung geprüft werden kann.

Der Originalnachbau soll mit einer kleineren Platine auskommen, um das Modul an der Vorderseite mit einer Blende abschließen zu können.

Das Projekt hat sich im Laufe der Zeit zu einer Gemeinschaftsarbeit entwickelt, an der Silvio Güldner, André Hardtmann, Wolfgang Harwardt, Manfred Krüger, Mario Leubner und Maik Trompter und nicht zuletzt ein nicht genannt werden wollender Enthusiast, welcher durch die Bereitstellung eines Originalmoduls entscheidend zum Erfolg beigetragen hat, beteiligt sind.
Die Ergebnisse dieser Arbeit sind eine vollkommen überarbeitete Schaltung zur Programmierspannungserzeugung und eine optionale Schaltung, mit der ermöglicht werden soll, Eprom-Schaltkreise vom Typ 27(C)512 zu programmieren. Dazu ist eine Überarbeitung der Software notwendig bzw. eine gänzlich neue Bediensoftware, die von Mario Leubner entwickelt wird.
Das Modul kann so aufgebaut werden, daß dessen Funktionalität der des Originals entspricht. Mit Steckbrücken wird die 27512-Option deaktiviert.

Ende Januar/15 wurde die Musterplatine zur Fertigung gegeben. Ebenfalls bis zu diesem Datum wurde das 3D-Modell des Gehäuses entwickelt und eine erste Unterschale per 3D-Druck angefertigt. Des weiteren entstand ein erster Entwurf einer Gehäuseblende. Diese beiden Objekte sind auf einem Foto abgebildet.

Mitte Februar/15 hat Wolfgang Harwardt den Analogteil - die sogenannte Programmierspannungserzeugung - aufgebaut und statisch eingestellt, so daß die geforderten Spannungen von 12.5, 21.0 und 25.0 Volt erzeugt werden.
Das Modul wurde danach vom Autor mit dem Digitalteil in der Originalfunktion komplettiert. Damit ist es möglich, Eprom-Schaltkreise vom Typ 2716-27(C)256(A) zu lesen und zu beschreiben. Zum aktuellen Zeitpunkt ist die Lesefunktion erfolgreich an den beiden Typen 2716 und 2764 getestet worden. Das Programmieren der Schaltkreise scheitert zurzeit an der fehlenden Programmierspannung, welche sich im dynamischen Zustand nicht zuschaltet.

Nach einigen Schaltungsänderungen und der Beseitigung weniger kleiner Fehler bei der Bestückung, werden nun alle drei Programmierspannungen zugeschaltet. Eine weitere Änderung der Schaltung sorgt dafür, daß diese Zuschaltung ohne Spannungsspitze erfolgt. Damit wird sichergestellt, daß der zu bearbeitende Eprom-Schaltkreis nicht zerstört werden kann.
Das Prototyp-Modul wurde einem redundanten und langen Test unterzogen. Sämtliche Menüpunkte der Bediensoftware wurden mehrfach durchlaufen in unregelmäßiger Abfolge. Es wurden alle behandelbaren Eprom-Typen (2716 - 27256) verwendet.
Während der Tests kam es zu keinen Fehlern und Instabilitäten. Während des Programmierens der Schaltkreise wurde die Programmierspannung mit einem Oszilloskop beobachtet. Alle drei Spannungen (12.5, 21 und 25 Volt) zeigten dabei weder Welligkeit noch Ausbrüche.
Die Einstellung der Programmierspannungen wurde durch die Bereitstellung eines modifizierten Programms, welches von Mario Leubner entwickelt wurde, enorm erleichtert. Damit ist es möglich, diese Spannungen und weitere Signale statisch anzulegen und in Ruhe zu messen.

Das Modul wurde weitergegeben an Mario Leubner, welcher die Überarbeitung und Erweiterung der Bediensoftware vornehmen möchte.

Anfang März/2015 hat Silvio Güldner sein Prototypmodul entsprechend der vorgenommenen Schaltplanänderungen aufgebaut und erfolgreich alle Eprom-Typen (2716-27256) programmieren können. Im Zuge dessen entstand eine vorläufige Liste der Typen, welche getestet wurden - sowohl erfolgreich, als auch nicht erfolgreich.
Auf einem der Fotos ist das zum größten Teil aufgebaute Prototypmodul zu sehen. Es ist deutlich zu erkennen, daß Silvio Güldner auf die Stützkondensatoren der Schaltkreisfassungen verzichtet hat. Der einwandfreien Funktion des Moduls tut dies jedoch keinen Abbruch.
Herzlichen Dank an dieser Stelle für das Engagement von Silvio Güldner.

Mitte März/2015 erfolgte die Fertigstellung der 3D-Modelle in der Freigabe-Revision. Die Oberschale wurde im 3D-Druck-Verfahren hergestellt. Das Ergebnis der Arbeiten ist auf drei Fotos zu sehen.

Bis Ende März/2015 wurde die Entwicklung einer neuen Bediensoftware durch Mario Leubner stark vorangetrieben. Die beiden Hauptmerkmale sind die Möglichkeiten, die Eprom-Schaltkreise byte- und block-weise zu programmieren und auch Eprom-Typen mit 64KB Speichergröße zu bearbeiten. Beides wurde schon erfolgreich getestet.
Natürlich gibt es noch viele weitere neue und nützliche Eigenschaften und auch ein neues Design. Ebenso wurde die Bedienführung geändert.
Mario Leubner hat das Prototypmodul des Autors komplett bestückt, d.h. auch die erweiterte Funktionalität ist nun vorhanden. Eines der Fotos zeigt dieses vollständige Modul.

Bezüglich des Gehäuses hat sich auch einiges bis Ende März/2015 getan. Zwar ist beim 3D-Druck-Gehäuse leider der "status quo" vorhanden, was bedeutet, daß es zu diesem Zeitpunkt keine Möglichkeit gibt, preiswerte 3D-Druck-Gehäuse zu fertigen. Jedoch gibt es von Maik Trompter eine wirklich sehr attraktive Alternative, welche aus Aluminium gefertigt wird. Details zu dieser Variante werden demnächst veröffentlicht.

Und letztendlich wurden ebenfalls bis Ende März/2015 die Schaltung und das Layout der Platine vollständig abgeschlossen und haben somit Release-Status.

Im Bereich "Downloads" ist der erste Entwurf eines Handbuches zum M030-Nachbau zu finden.

Mitte April sind die Arbeiten an der neuen Programmiersoftware quasi abgeschlossen und auch das Handbuch wurde zu 80% fertiggestellt. Hier hat Mario Leubner sehr viel Professionalität und Zeit investiert. Es ist ein sehr schönes und informatives Handbuch geworden.

Maik Trompter hat seine Version eines Gehäuses fertiggestellt und dem Autor zu Dokumentationszwecken zur Verfügung gestellt. Die Qualität des Gehäuses ist sehr beeindruckend und auch das Design ist sehr hochwertig. Vielen Dank für das Engagement und die Unterstützung.

Wenn alles gut geht, dann wird am 18.04.2015 die Fertigung der Kleinserie beauftragt. Damit nähert sich das Projekt seinem Abschluß.
Leider unterlief bei der Preiskalkulation ein Fehler. Zwar war die Oberfläche in "Gold" schon von Anfang an vorgesehen, jedoch war bislang nicht bekannt, daß es Unterschiede bei der Ausführung der Oberflächenbeschichtung gibt. Das geplante "chemisch Gold" ist für normale Anwendungen vollkommen ausreichend. Für den sogenannten Platinenstecker oder Edge-Connector, welcher einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt ist, wird jedoch das Steckergold - Co-dotiertes Hartgold - benötigt. Dieses erfordert ein vollkommen anderes Fertigungsverfahren und verteuert damit den Platinenpreis deutlich.
Bis Anfang Mai 2015 läuft daher eine Umfrage, ob diese Mehrkosten akzeptiert werden. Erst danach wird nun voraussichtlich die Fertigung der Kleinserie beauftragt.

Das Projekt gestaltet sich nun mittlerweile doch recht langlebig und leider zäh. Die Umfrage zur Fertigung der Platine mit sogenanntem Steckergold ergab zwar keine Widersprüche bzw. Absagen, aber Zweifel am Sinn wurden geäußert. Vergleicht man allerdings den Preis der M030-Platine in dieser Ausführung mit dem Preis anderer Platinen für den KC85, welche zum Teil "nur" eine Oberfläche in Zinn aufweisen, dann entstehen Zweifel in zwei Richtungen:
- Wird die Platine tatsächlich mit Steckergold gefertigt oder
- sind die Preise der anderen KC85-Platinen überteuert.
Der Autor hat leider keinerlei Erfahrung in dieser Beziehung und geht daher den Weg der höchsten Sicherheit und läßt die Platinen mit dem Steckergold fertigen. Die Fertigung der Platinen erfolgt nun Mitte Juni 2015.

Das Gehäuse von Maik Trompter ist jetzt auf zwei der Fotos abgebildet. Aller Voraussicht nach wird es eine Kleinserie dazu geben, so daß jeder Interessierte ein Gehäuse zum M030-Nachbau erhalten kann. Der Preis ist für diese Qualität aus der Sicht des Autors als "geschenkt" anzusehen.

Am 19.06.2015 wurden die Platinen in der Freigabeversion (Revisionsnummer 3.4.2) geliefert. Optisch macht die Platine einen sehr guten Eindruck. Das sogenannte Steckergold wurde ganz offensichtlich auf den Edge-Connector mittels eines Hilfsbusses aufgebracht - es lassen sich deutlich die Zuführungen für die Dotierung erkennen. Ob die Platine elektrisch in Ordnung ist, muß ein Probeaufbau zeigen. Dieser wird in den nächsten Wochen durchgeführt und soll geplant Mitte Juli 2015 abgeschlossen sein. Der Versand der Platinen, Bauteile und der programmierten Eproms wird frühestens ab Anfang August 2015 erfolgen.

Mario Leubner hat zum 20.06.2015 die Software und das Handbuch zum M030 praktisch fertiggestellt und veröffentlicht - es sind allenfalls nur noch "kosmetische" Korrekturen notwendig. Im "Link"-Bereich kann auf die Dateien dazu zugegriffen werden (Link "KC-Labor") bzw. redundant im "Download"-Bereich.

Der Probeaufbau ist nun doch schon am 25.06.2015 nahezu abgeschlossen. Zwar gab es zwischenzeitlich ein größeres Problem beim einstellen der Programmierspannungen, aber durch gezielte Messungen und Fehlersuche konnte das Problem beseitigt werden. Die ersten Versuche zum Programmieren der Eprom-Schaltkreise folgen in den nächsten Tagen.
Im "Download"-Bereich sind jetzt auch die Schaltpläne zum Nachbau des M030-Moduls zu finden. Sie sind aufgeteilt in drei Bestandteile:
- Digitalteil
- Analogteil (Programmierspannungserzeugung)
- 27(C)512-Option.
Diese Schaltpläne sind die Grundlage für die Fertigung der Platine. Die Schaltpläne im Handbuch sind nicht 100%-ig identisch dazu.

Am 29.06.2015 wurde der Probeaufbau abgeschlossen und das Modul in Betrieb genommen. Es wurde ausschließlich und vollkommen fehlerfrei mit der Originalsoftware getestet. Sämtliche Eprom-Typen konnten gelesen und programmiert werden. Dabei wurden alle drei möglichen Programmierspannungen verwendet.
Damit steht dem Versand der Platinen und Bauteile nichts mehr im Weg.
Was jetzt noch folgt, ist der Einbau des Moduls in das Gehäuse. Dieses komplett aufgebaute Modul kann im Vergleich mit dem Modul mit Gehäuseverblendung auf einem Foto betrachtet werden.

Damit ist für den Autor das Projekt abgeschlossen.

Und dennoch geht es ein bißchen weiter. Der Einbau in das Gehäuse wurde vorgenommen und nun soll das Modul auch ein wenig zeigen, was es kann.
Daher ist vorgesehen, die Neuentwicklung eines Speichergerätes von Michael Berger zum Speichern und Laden von Eprom-Inhalten zum Einsatz zu bringen. Das Gerät stellt praktisch einen Kassettenrekorder im Klein- und Digitalformat dar und speichert Programme und Speicherabzüge auf die herkömmliche Art. Näheres zu dem sehr interessanten Gerät kann im Forum von robotrontechnik.de nachgelesen.
In den letzten zwei Wochen bis Anfang Juli 2015 hat der Autor den Rekorder aufgebaut und dann in Betrieb genommen. Leider bislang ohne Erfolg. Weder das Speichern, noch das Laden von Programmen oder Speicherinhalten funktioniert bislang fehlerfrei.
Da der Autor ohne Hilfestellung bei fremden Schaltungen keine Fehlersuche betreiben kann, sieht es zur Zeit so aus, als ob die aus seiner Sicht schöne Symbiose zweier Projekte rund um den KC85 scheitert.

Nach einigen Tests mit dem Rekorder kann die Fehlfunktion beim Speichern als Einmaligkeit bezeichnet werden. Sie trat nie wieder auf.
Das Speichern und Laden von Speicherinhalten direkt aus dem CAOS-Menü heraus - mit den Befehlen SAVE und LOAD - ist ebenfalls unproblematisch und praktisch fehlerfrei und stabil möglich. Einzig das Laden von Speicherinhalten über das M030-Programm bereitet große Probleme. Dabei spielt die Größe des zu ladenden Inhaltes keine Rolle. Es scheint vielmehr so zu sein, daß der Rekorder bei gewissen Zeichen das Ende-Signal sendet, obwohl noch nicht das Ende des Inhaltes erreicht wurde.
Eine Gegenprobe mit einem "LCR-C Data" ergab dieses Verhalten nicht. Das erhärtet die Vermutung, daß die Ursache auf Seiten des Rekorders gesucht werden muß.
Michael Berger und auch Bert Lange sind bemüht, eine Fehlereingrenzung durchzuführen, um so dem Problem auf den Grund zu gehen.
Weitere Tests und vor allem die Erklärungen von Mario Leubner lassen den Schluß zu, daß die Fehler, welche bei einigen Eprom-Abzügen beim Laden auftreten, durch ein Zusammenspiel zweier Umstände begründet sind:
- die Original-M030-Software nutzt zwar CAOS-Routinen, jedoch nicht direkt SAVE und LOAD
- die Firmware des Rekorders ist auf das SAVE und LOAD des CAOS ausgelegt
Michael Berger hat diese Schlußfolgerung im Grunde bestätigt und ist bemüht, durch eine Firmwareanpassung Abhilfe zu schaffen.
An dieser Stelle möchte der Autor dem Entwickler des KC-Rekorders danken; für sein schönes Projekt und für seine Hilfsbereitschaft.

Die von Mario Leubner neu entwickelte Bediensoftware für das M030 zeigt dieses Verhalten der Originalsoftware nicht. Für das Laden und Speichern wurden neue Algorithmen implementiert, welche ebenfalls nur CAOS-Routinen verwenden.
Auf zwei Fotos ist das erfolgreiche Zusammenspiel zwischen KC-Rekorder und M030 zu sehen.

Mittlerweile wurde die Aufnahmekorrekturschaltung eingebaut und diese beseitigt auch die Ladefehler. Damit bestätigt sich die Vermutung des Autors, daß die "schlechte" Aufnahmequalität Grund dafür ist, daß die Daten später nicht korrekt geladen werden können.
Leider kam in den letzten Wochen weder vom Entwickler des KC-Rekorders, noch von B.L. eine Rückmeldung bezüglich der bereitgestellten neuen Firmware, welche nicht funktioniert. Der "LOAD"-Knopf ist schlichtweg deaktiviert und kann somit nicht bedient werden.
Da die aktuelle Konstellation jedoch fehlerfrei und stabil arbeitet, ist der Autor an einer neuen Firmware nicht mehr interessiert.

Das Projekt ist hiermit geschlossen.

Am 01.12.2015 wurden sämtliche relevanten Daten veröffentlicht, welche zur Selbstfertigung des M030-Nachbaus notwendig sind. Dazu zählen die Schaltpläne (Eagle-Format), das Layout (Gerberdaten) und die STL-Dateien (3D-Druck) für das Modulgehäuse.
Die Daten befinden sich im "Downloads"-Bereich.

Über ein Jahr nach dem offiziellen Abschluß des Projektes wurde von Mario Leubner das Handbuch zum Modul freigegeben. Das Ergebnis kann sich wirklich sehen lassen, es ist ein sehr schönes Handbuch, mit vielen Details und Abbildungen geworden.
Da das Interesse an einer gedruckten Version sehr groß war, wurde eine Firma damit beauftragt. Die Qualität ist sehr gut und das Handbuch kann so einen würdigen Platz neben all den anderen originalen Handbüchern rund um den KC85 einnehmen. Die gedruckte Auflage wurde im September 2016 fertiggestellt. Die letzten Abbildungen zeigen das Handbuch.

KC854 original
85/4 - original
KC855 erweitert
85/5 - erweitert
D004
D004 - GIDE-IF
Disk-Laufwerke
Disk-Laufwerke
PS2-Tastatur
PS/2-Tastatur
Module
M052 / M035x4
KC855 modifiziert
85/5 - verändert
PS2-Interface
PS/2-Interface
CF-Kartenleser
CF-Kartenleser
M030-Eprommer
M030 - Eprommer
Drucker K6304
Drucker K 6304
M041-2x16 KB EEPROM
M041 - EEPROM
M066-SOUND
M066 - SOUND
M051-Scanner
M051 - Scanner