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F4/FMPAC v2 (paso a paso)

PASO1. Adquisición de los componentes necesarios.

1- CPU Z80: Extraiendo la CPU del OMEGA la ubicaremos en su nueva posición en la placa F4/FMPAC v2 tal como detallamos más adelante.

2- MCP6281: Este IC (U48) también se extrae de su ubicación, ya que la placa F4/FMPAC v2 tiene un conector para inserción directa a su zócalo, y por tanto el integrado se ubicará sobre la placa de sonido.

3- LM4558: Amplificador operacional dual

4- YM2413: Chip de sonido de Yamaha

5- 74LS02: Puerta logina NOR

6- 74LS04: Puerta lógica de inversores (NOT)

7- 2x 74LS30: Puerta NAND 8 entradas

8- 74LS74: Flip Flop tipo D

9- 74LS125: buffer de 3 estados

10- Modulo 5v DC- +-12v DC: Este módulo proporciona +12/-12v para el circuito analógico de la placa (si tu omega ya tiene +12 y -12 puedes utilizar un conector de 3 pines en lugar de este módulo)

11- Condensadores cerámicos: 2x 22pF(C3,C4), 2x 1nF (C14,16), 4x 100nF(C8,C10,C11,C13), 2x 1uF25v(C7,C12), 2x 2.2uF 25v(C1,C2) y 2x 47uF 16v(C5,C6)

12- Diodo 1N4148 (D1)

13- Resistencias 1/4w de: 1x 68 Ohms (R11), 2x 100 Ohms (R12,R13), 3x 1K (R4, R14,R18), 4x 2.2KOhms (R5,R6,R7,R8), 1x 4,7KOhms (R15), 4x 22KOhms (R1,R2,R9,R10), 1x 170KOhms (R3), (nota para R3: también válida 180K o 150K).

14- regulador de tensión 78L05 (VREG1)

15- Zócalos para todos los circuitos integrados: 2x 8pin, 6x 14pin, 1x 18pin, 1x 40pin.

16- Tira de pines con doble cabeza. CN1 DIP40 MB CONN DIL40 DIL40

F4/FMPAC DIP v2-msxmakers
Listado de materiales (BOM)
============================
Referencia           Valor     Encapsulado       Cantidad
C1, C2              2.2uF25v  electrolítico             2
C3, C4                22pF       cerámico               2
C5, C6              47uF 16v  electrolítico             2
C7                   1uF 25v  electrolítico             1
C8, C10, C11, C13    100nF      cerámico                4
C9                  10uF 16V  electrolítico             1
C12                  1uF 25v  electrolítico             1
C14,C16               1nF       cerámico                1
CN1                 Conector      DIP40                 1
D1                   1N4148       DIODE                 1
IC1                  YM2413       DIP18                 1
IC2                  74LS30       DIP14                 1
IC3                  74LS04       DIP14                 1
IC4                 LM4558N       DIP8                  1
IC5                  Z80CPU       DIP40                 1
IC6                  74LS30       DIP14                 1
IC7                  74LS02       DIP14                 1
IC8                  74LS74       DIP14                 1
IC9                  74LS125      DIP14                 1
R1, R2                 22k         R1/4                 2
R3                     170k        R1/4                 1
R4, R14, R18           1k          R1/4                 3
R5-R8                  2.2k        R1/4                 4
R9, R10                22k         R1/4                 2
R11                    68R         R1/4                 1
R12, R13              100R         R1/4                 2
R15                   4.7k         R1/4                 1
R17                    10k         R1/4                 1
VREG1                 78L05        TO92                 1

PASO 2 Montaje de la placa.

Para la construcción de este diseño, se han utilizado exclusivamente componentes through hole, para seguir con la misma tecnología empleada con el proyecto Omega, con lo cual la dificultad de su construcción es baja.

Para empezar procederá a soldar una tira de pines de doble cabeza en la parte inferior de la placa que coincidirán con el zócalo del Z80 y el zócalo del MCP6281 en la placa base. A este tipo de montajes se les denomina placas tipo «SOMBRERO», ya que la placa en cuestión va montada encima de la que vamos a ampliar, en este caso la placa base.

Para que los pines que hacen de conexión entre ambas placas coincidan tan bien como deben, soldaremos justo encima de la placa base, por tanto:

Pincharemos los pines directamente en el zócalo del Z80 (dos tiras de 20 pines) y luego en el zócalo del MCP6281 (dos tiras de 4 pines). La tira de pines de doble cabeza, tiene los pines de un extremo más delgados que los del otro. Estos delgados son los que introduciremos en el zócalo, dejando por tanto los gruesos hacia arriba, que soldaremos en la nueva placa.

Este método tiene la ventaja de evitar otros problemas que pueden surgir después, como que la inclinación de los pines no sea la correcta o que la altura de ciertos condensadores ya soldados en la placa base colisionen con esta PCB. Incluso conviene soldar primero el zócalo del YM2413 para que sobresalgan por debajo y de ese modo ganemos la altura necesaria antes de soldar los pines de interconexión entre placas.

Una vez soldados todos estos pines a la placa FM/PAC ya podemos extraerla de los zócalos para proceder a soldar el resto de los componentes.

El mejor método para soldar este tipo de circuitos es soldar los componentes de menor a mayor altura, así procederemos a partir de ahora.

Para seguir este consejo soldaremos en primer lugar el diodo 1N4148 y a continuación todas las resistencias. La resistencia R3 tiene indicado un valor de 170K aunque este no es un valor normalizado. Se puede obtener ese valor soldando dos resistencias en serie, con un valor de 170K o aproximado (como muestra la imagen siguiente), no obstante se ha comprobado que el circuito funciona igual con resistencias del valor más próximo (180K o 150K).

A continuación soldaremos todos los los condensadores cerámicos tal y como se observa en la siguiente imagen:

Ahora hay que decidir si vamos a soldar el conector de alimentación +12/GND/-12v o bien el circuito transformador mini DC boost.

Si nuestro Omega tiene ya una fuente de alimentación con +12v y -12v lo más económico sería soldar un conector y un cable en lugar del mini-boost, tal como muestro en esta imagen:

Por contra, si vamos a soldar el módulo mini-boost, tendremos que prepararlo tal como se observa en la siguiente imagen. La idea es que vaya tan enrasado a la placa FM/PAC como sea posible. Para ello nos podemos ayudar de una protoboard. Con esto conseguiremos alinear los pines y que vayan perpendiculares a la pcb del módulo. Una vez soldado retiraremos la tira de plástico para bajarlo al máximo.

Ahora por tamaño de componentes tocará soldar todos los condensadores electrolíticos preferentemente tumbados (recordad que los condensadores electrolíticos tienen polarizad) y el regulador de voltaje lineal 78L05.

Procederemos a soldar el módulo mini-boost (+-12v) y tal y como se observa en la serigrafía de la placa

Nota: aunque en las imágenes anteriores he mostrado los condensadores en vertical, mi recomendación es tumbar estos como muestro en la siguiente imagen.

Para finalizar soldaremos todos los zócalos y el diodo LED (recordad que tiene polaridad y que el pin positivo es el más largo) y por ultimo instalaremos todos IC en su respectiva ubicación.

Nota: si queremos utilizar este módulo FMPAC con la carcasa de impresión 3D «SVI 728» (la pequeña) recomiendo cortar la barra de sujeción del teclado. Es la solución para que el circuito quepa en esa carcasa.

Como habréis visto este montaje no reviste gran dificultad, tampoco hay que programar ningún circuito integrado, no al menos en la placa FMpac (la BIOS del Omega debe modificarse para soportar el modulo FM, más información aquí).
Con esta sencilla placa dotamos al OMEGA de sonido FM tal como los MSX2+ comerciales tenían en los 80.

Este es el resultado final de la disposición de la placa FM/PAC DIP v2, en la placa OMEGA juntamente con la ampliación de memoria o4Mega v2.

Para probar el circuito recomiendo ejecutar un juego que soporte esta ampliación, identificada como FMpaq, msxmusic o OPLL.
Podéis obtener una lista completa de los juegos soportados en https://www.generation-msx.nl/software/result?q=&searchtype=&so%5B%5D=MSX-Music.
Algunos ejemplos son Aleste, Columns o R-Type.

Redactado por Capsule5000.

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