GOTEK v2 instrucciones paso a paso

INSTRUCCIONES PASO A PASO

PASO 1. Adquisición de los componentes necesarios.

1- U2 Microcontrolador STM32F105RBT: Contendrá el software para que funcione el Gotek:

2- U1 Regulador de voltaje: Regulador de voltaje AMS117 de 3.3v encapsulado sot223-3.

3- USB1 Zócalo USB-A hembra:

4- Condensadores SMD:

Hay de dos tipos, de TANTALIO y CERÁMICOS:

8x C1, C2, C4, C7, C8, C9, C10, C12 = 100nF: Condensador cerámico tamaño 1206.
2x C3, C11 = 10uF: Condensador cerámico tamaño 1206.
2x C5,C6 = 22pF: Condensador cerámico tamaño 1206.
1X C13 = 4.7uF/16V: Condensador de tantalio tamaño A

5- Resistencias SMD 1206:

1x R1 = 4K7: Tamaño 1206
22x R2, R3, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26 = 1K: Tamaño 1206
2x R4,R27 = 10K: Tamaño 1206
2x R5,R6 = 22R: Tamaño 1206

6- Diodos:

1x D1 = Led verde Tamaño 3mm.

1x D2 = 1N4148 tamaño D MiniMelf.

7- Pantalla:

1x J2 = Pantalla OLED 0,91″.

8- Mosfet y Transistores:

6x Q2-Q7= BSS123: Encapsulado SOT23

1x Q1= MMBT2222: Encapsulado SOT23

9- Encoder rotatorio con pulsador:

1x SSWW1 = KY040: Encoder rotatorio con switch.

10- Interruptor deslizante (matriz):

1x SW2 = Interruptor deslizante: SMD SPSTx08 6.7×21.88mm W8.61mm P2.54mm

11- Interruptor de carga:

1x U3 = STMPS2141: Encapsulado SOT23.5

12- Integrado TTL. Inversor séxtuple:

1x U4 = 74HCT04D: Encapsulado SOIC14

13- Cristal de cuarzo:

1x Y1 = CRISTAL 8Mhz: Encapsulado HC49 THT

14- Zumbador activo:

1x BZ1 = Zumbador activo 5v.

15- Tira de pines:

1x J6 = Tira de pines 2×17 2.54mm horizontal.

1x J1 = Tira de pines 1×04 2.54mm horizontal.

1x J2 = Tira de pines 1×04 2.54mm vertical
1x ssww1 = Tira de pines 1×05 2.54mm vertical

1x J5 = Tira de pines 2×05 2.54mm vertical

16- Programador ST-LINK v2: Necesario para programar el chip STM32F105RBTx.

17- Una lupa tradicional o una electrónica (preferible):

18- un soldador con punta diagonal 3mm (3c) y una placa calentamiento:

19- Estaño en pasta: este modelo en concreto funde a 138ºC.

20- Insertos roscados 3x5mm (10 unidades)

21- Tornillos M3 8mm de largo con cabeza avellanada (10 unidades)

PASO 2. Montaje de la placa.

El montaje de la placa lo vamos a hacer utilizando una plantilla de aplicación de estaño pasta. Esto no quiere decir que sea coser y cantar, pero sí que facilita mucho las cosas. El microscopio, el soldador y la malla para desoldar solucionaran el resto.

Partiremos de esta imagen para saber la posición de los componentes U2,U4,D2 y C1.

Colocáremos y fijaremos la placa, mi truco es utilizar otras placas y rodeo con estas la placa que estamos fabricando. Por último pego estas a la mesa con cinta adhesiva.

Es esencial limpiar antes de empezar, con alcohol isopropílico y papel de cocina, tanto la placa como la plantilla, ya que suelen venir con un poco de grasa. En las siguientes imágenes se ve el antes y el después de la limpieza de la placa y de la plantilla.

Es hora de poner la plantilla encima de la placa y ajustarla bien utilizando cinta adhesiva para que no se mueva al aplicar la pasta de estaño.

No quitaremos las PCB de los lados ya que ayuda a ayuda a mantener todo en su sitio y así trabajar cómodamente. Seguidamente preparo todos los componentes SMD que utilizaré bien ordenados y cada vez que acabo con uno lo guardo evitando que moleste.

Comencemos a poner los componentes, no hay necesidad de seguir un orden ya que solo vamos a colocar los componentes encima, pero para daros una pauta, seguiré el orden que utilizo yo al colocar los componentes. Empezamos por los condensadores cerámicos. Recuerda revisar el archivo “BOM” para saber dónde van posicionados según su valor.

Vuelvo a mostrar la imagen que puse al principio del tutorial y así veréis mucho mejor lo que os voy a explicar a continuación.

Vamos a colocar el condensador de tantalio. La raya que lleva indica el lado positivo del condensador. Por tanto, lo pondremos contando que la serigrafía de “C13” tiene que quedar a la derecha del condensador y la raya tocando la “C”, tal y como se muestra en la siguiente fotografía.

Bien sigamos, es el turno del diodo 1N4148, dicho diodo tiene una raya.

La raya tiene que quedar mirando hacia la huella “U4” y quedaría posicionada de este modo según se ve en la siguiente fotografía.

Bueno, ya hemos acabado con los diodos y los condensadores, toca poner los transistores, de “Q1” a “Q7”, son fáciles de poner ya que sólo hay una orientación posible.

Bueno, el turno de las resistencias. Las pondremos todas una por una, acordaros de revisar los valores en archivo “BOM” (aka listado de materiales).

Bueno, de momento no creo que estéis sufriendo mucho (a parte del tostón que os estoy dando), vamos a por el siguiente componente: el regulador de tensión de 3,3V.

Antes de colocar los integrados SMD revisaremos que tienen todos los pines derechos, alineados y separados y en caso de no ser así lo moveremos con mucho tacto con un alfiler hasta dejarlos bien, especialmente en el caso de U2.

Bien, ahora vamos a echar el resto para acabar con los integrados SMD, colocamos “U3”, “U4”, “SW2” y “U2”, fijaros bien en la posición, ya que si se colocan mal no funcionara nada. Y en el caso de “U2” mirad de dejar bien centradas las pistas con las patillas por los 4 lados o bien os complicareis mucho la vida. Os dejo las fotografías.

Bueno, ya hemos acabado de colocar los componentes SMD, vamos a “cocinar” la placa. Ya podemos quitar la cinta adhesiva y las placas de alrededor. Seguidamente pondremos la plancha de calentamiento encima de la mesa y con esta apagada pondremos el circuito (con sumo cuidado) encima de la placa calefactora. Una vez puesto todo en su sitio ya podemos encender la placa de calentamiento, yo la pongo a unos 200ºC y espero a que se funda todo. Os dejo fotos y un video donde se ve el proceso de estañado.

El resultado final suele ser lo que veréis en la siguiente imagen; por muy bien que pretendas colocarlo siempre queda alguna patilla cortocircuitada en “U2”.

Bueno, llegados a este punto, vamos a limpiar el circuito para ver mejor como ha quedado.
Utilizaremos para ello un cepillo de dientes, papel de cocina y alcohol isopropílico. Os explico cómo lo hago para dejarla bien pongo un trozo de papel encima de la mesa, para que no se ponga perdida, pongo la placa encima y echo alcohol como si no hubiera un mañana, le doy con el cepillo bien. Una vez acabado le vuelvo a echar alcohol igual que antes y le vuelvo a dar con el cepillo una vez más, seguidamente vuelvo a echar alcohol y luego le pongo un trozo de papel de cocina doblado por la mitad por encima y le vuelvo a dar con el cepillo por encima bien, no os preocupéis si se rompe la primera capa de papel pues aun está haciendo su función. Cuando ya creáis que es suficiente le quitáis el papel y con eso debería estar limpia, si por contra no ha quedado bien del todo, toca repetir el último paso.

Muy bien, ahora vamos a revisar con el microscopio el lio que hay en “U2”. Como podéis observar hay algún cruce, pero no pasa nada son fáciles de quitar con el soldador, un poco de malla desoldadora y un poco de flux. Primero os paso una foto de cómo está el asunto en cuestión.

Bien, como veréis tiene “algún cruce” 🤣🤣🤣, pero como ya he dicho no hay problema. Aplicaremos un poco de flux a lo largo de las patillas, colocaremos la malla encima de las patillas, ponemos el soldador encima y lo movemos siempre de dentro hacia fuera y con mucho mimo, lo suficiente para no quitar todo el estaño, no tengáis prisa y si tenéis que hacer el procedimiento varias veces no pasa nada, es preferible. Este procedimiento lo aplico en los 4 lados del “U2”. El resultado final vale la pena.

¡¡Hurra!! Te felicito por llegar hasta aquí, estamos cerca del final. Vamos a acabar de soldar los componentes restantes, no explicaré el proceso porque es muy sencillo, pero sí daré un consejo con los componentes señalados en la siguiente fotografía.

Atención con el zumbador, si miráis la pegatina tiene un signo “+” ese es el lado positivo y lo tenéis que hacer coincidir con el positivo en la serigrafía de la placa. Los siguientes son tiras de pines especiales. Si os fijáis las patillas son más largas,os explico cómo lo hice. Primero fijaros en estas fotos.

De estas tiras de pines os sobrarán unos pocos, hay que sacar las púas de unas y ponérselas a las otras. He grabado un video para que se entienda mejor. Otra cosa más, cuando soldéis el “J6” y el “J2”, la soldadura tiene que quedar lo más arriba posible, si no la faja de conexión y conector DuPont de la pantalla molestaran y no entraran.

Pues bien, una vez hecho esto, seguiremos con el proceso. Ahora cogemos la fila de pines que hemos modificado, pero solo la de 4 pines que es la que va a la pantalla y tenemos que doblar los pines en un ángulo aproximado de 45º, para que no moleste con el conector USB. Tal que así:

Otro componente que tiene polaridad es el led, la patilla corta es el negativo. Si miráis la placa donde va insertado el led tiene un pad redondo y otro cuadrado. La patilla corta (-) va insertada en el pad cuadrado. No la introduzcáis hasta el fondo, os tiene que quedar como en la siguiente fotografía.

Bien, si habéis soldado todo os tiene que quedar tal que así.

Antes de proseguir comprobaremos con un alfiler que todo esta bien soldado, pasaremos el alfiler por todas las patillas empujándolas. Si se mueve alguna, sólo hay que re-posicionar la patilla en su sitio, y con la punta bien limpia (se le dan un par de golpes al soldador contra la mesa para asegurarnos) se calienta dicha patilla apretando contra la placa para que quede soldada. Una vez fría vuelve a comprobar con el alfiler.

Vale, antes de seguir vamos a hacer unas pruebas de continuidad.Nos hace falta un multímetro y en la posición de continuidad.

Ahora debemos que medir que no haya continuidad entre estos dos puntos.

Estos dos puntos son GND y 3.3V, si tenemos continuidad entre estos es muy probable que siga habiendo un cruce en el “U2”, os pongo estos diagramas para que sepáis donde están estos puntos conflictivos.
En la primera imagen vemos los GND (las flechas indican el punto del pin 1).

Y en esta otra los 3.3V.

Como puedes ver estos puntos están muy cerca el uno del otro, por tanto conviene revisar que no estén cruzados. Una vez revisados vuelve a medir con el multímetro en el lugar anteriormente indicado, ya no debería haber continuidad.

PASO 3. Programación del firmware.

Ya se ve luz al final del túnel pues queda muy poco, ahora vamos a programar U2.
Usaremos un ST-link v2, en cuyo lateral tiene unas inscripciones.

Nos centraremos en SWGIO, GND, SWCLK y 3.3v. Conectaremos los 4 cables Dupont al ST-link v2, tal como muestro en la siguiente foto.

En el otro extremo de estos cables lo contaremos igualmente, tal que así.

Y lo conectamos al USB del PC:

Desde el PC, abrid el programa ”STM32 ST-LINK Utility” y se nos mostrará la siguiente ventana. Desplegamos en el menú Target.

En el menú desplegable clicaremos sobre “Connect”.

Esto enlazará el PC con la placa electrónica y mostrará un montón de “FFFF” eso quiere decir que vamos bien, si no fuera así hay que revisar otra vez las soldaduras, pero esta vez estos 2 puntos, son los encargados de lectura y escritura del “U2”.

Si todo ha ido bien pasaremos al siguiente punto, pulsamos en «File» y se nos abrirá un desplegable, elegiremos Open file.

Buscaremos y seleccionaremos el archivo “FF_Gotek-v3.20.hex” y le damos al botón “Abrir”.

Ahora clickamos otra vez obre “Target” y luego sobre “Program & Verify…”.

En la nueva ventana que aparecerá debéis pulsar “Start”, el programa se pondrá en marcha y comenzará la programación, mientras termina verás su estado en la barra de progreso.

Cuando concluya vamos otra vez a “Target” y ahora seleccionamos “Disconnect”.

PASO 4. Configuración de la placa y cableado.

Si todo ha ido bien, !Enhorabuena! ya tienes la Gotek programada y funcional. Ya podemos desconectar el ST-link v2 del PC y de la placa electrónica. Antes de continuar pondremos los interruptores en su posición correcta. Para MSX serán los de la siguiente imagen:

Procederemos a conectar la pantalla, el encoder, la alimentación y el cable de datos para realizar una actualización antes de continuar con la instalación del Gotek. Si al montar la pantalla o el encoder no funcionan desconecta y dales la vuelta a los conectores DuPont. Por cierto, ya puedes quitar la pegatina del zumbador.

PASO 5. Preparando el PEN USB.

Ahora tomamos un «pen drive» lo conectamos a un PC y lo formateamos en FAT32. Después de formatear tienes que agregar estos archivos.

Una vez agregados y con el MSX apagado, insertas el USB en la unidad Gotek, ahora mantienes pulsado el encoder y enciendes el MSX, aun no sueltes el pulsador del encoder, hasta que aparezca algo como esto:

Cuando aparezca este mensaje, suelta el botón del encoder. Seguidamente saldrá otro mensaje que irá cambiando el estado de la 2 línea de la pantalla, el cual va entre corchetes.

Si todo ha ido bien aparecerá el siguiente mensaje, no te preocupes que es normal. De lo que nos avisa dicho mensaje es que no hay imágenes de disco en el pen drive.

Bien ahora ya podemos apagar el MSX y retirar el pendrive, ya tienes actualizada la unidad Gotek. Ahora vamos a poner los archivos necesarios para que funcione correctamente. Inserta el Pendrive en el puerto USB del PC y te saldrá esto.

Elimina los archivos señalados por la «flechita» y añade una carpeta, por ejemplo una con el nombre «JUEGOS». En esta carpeta añadiremos un par de juegos para probar, en mi caso “The goonies.dsk” y “aleste.dsk”. No lo explico, hay tutoriales en internet al respecto, pero los archivos para que funcionen deben tener formato .DSK

Vale, una vez copiados sacamos el USB del PC y lo conectamos en la unidad Gotek y encendemos el MSX. En la pantalla debe salir esto.

Acto seguido, por ser la primera vez que se inicia el dispositivo, montará automáticamente el primer DSK que tenga, en mi caso será “ALESTE”.

Y en la pantalla aparecerá….

¡¡¡¡¡¡¡Bien!!!!!!! ¡¡¡¡El esfuerzo valió la pena!!!!
Para controlar el gotek y cambiar de juego solo tienes de girar el encoder hasta seleccionar el juego deseado, apretar una vez el botón del encoder y realizar un reset. Automáticamente cargara el juego elegido. Puedes poner tantas carpetas como quieras y dentro de cada carpeta lo que quieras, Juegos, Programas…. Para cambiar entre carpetas una vez estas dentro de una, tienes que girar el encoder hasta que te ponga esto en la pantalla.

Le clickas y se desplazará a la carpeta superior, desde aquí podrás elegir que carpeta usar, al clickar sobre otra podrás ver los archivos de dicha carpeta.

PASO 6. Carcasa e instalación.

No se vayan todavía, aun hay más!! A no ser que quieras tener la placa sin protección, cosa que no aconsejo. He diseñado una carcasa para imprimir en 3D. Una vez impresa y limpia de los soportes comenzaremos a trabajar en ella, no hay mucho que hacer por lo que será rápido. En la siguiente foto muestro el material a utilizar. Se muestran unas “tuercas de inserción” de 3x5mm y tornillos de cabeza avellanada de 3x8mm.

Insertamos tuercas dentro de los orificios del interior exceptuando los que están señalados con una flecha en la siguiente imagen. Quedará tal que así.

Encenderemos el soldador y lo apoyaremos encima de la tuerca hasta que quede bien ajustado.

Ahora pasaremos una lima o una broca de 3mm por el orificio del frontal, para que se ajuste bien al tamaño del led.

Introduciremos la placa por la ranura que hay al final del frontal por la parte interior y nos ayudaremos de un destornillador para desplazar el led por el interior del orificio y atornillaremos la placa a la caja.