Sinclair ZX Spectrum (Issue 3)


Danas je nabavljeno računalo ZX Spectrum (inačica 3) britanskog proizvođača Sinclair Research Ltd iz 1983. godine.

 

 

Britanski inovator Clive Sinclair 1961. godine osnovao je tvrtku Sinclair Radionics u gradu Cambridge, Engleska. Tvrtka se bavila proizvodnjom Hi-fi pojačala, radio prijemnika i kalkulatora, a  dizajnirala je i jedan model TV uređaja, digitalnog multimetra i digitalnog ručnog sata. Naglasak kod dizajna svih ovih uređaja bio je postići što manje dimenzije gotovog uređaja, te prenosivost i autonomnost u radu. Međutim, mnogi od Sinclairovih proizvoda nisu doživjeli komercijalni uspjeh, najviše zbog tehničkih problema (baterijsko napajanje i visoka potrošnja struje), problema sa nabavkom dijelova, nepouzdanosti ili visokih troškova proizvodnje. Jedino je digitalni multimetar DM1 lansiran 1974. godine dobio neupitnu reputaciju pouzdanog i kvalitetnog mjernog uređaja.

Što se tiče kalkulatora, Sinclair Radionics ih je proizvodio u razdoblju od 1972. do 1978. godine, a prvi modeli dobili su naziv Sinclair Executive. Kalkulator se napajao preko malih dugmastih baterija te je zahvaljujući njima dizajniran kao tada najtanji i najmanji džepni kalkulator na svijetu. Da bi bili što tanji, kalkulatori serije Sinclair Executive imali su i poseban dizajn tipki u obliku malih gumenih čepova koji izravno pritišću kontakte na kontaktnoj foliji. Zahvaljujući lijepom dizajnu i inovativnoj kompaktnosti tvrtka Sinclair Radionics je na kalkulatorima Sinclair Executive ostvarila veliki poslovni uspjeh. Ostale serije Sinclairovih kalkulatora imale su naziv: Cambridge, Scientific, Oxford, Sovereign, Enterprise i President.

Do 1977. godine britanski državni industrijski odbor NEB (National Enterprise Board) već je imao 73% udjela u tvrtci Sinclair Radionics, te je 1979. godine tvrtku prodao grupi ESL Bristol (Binatone) kao Radionic Products Ltd.  Clive Sinclair je podnio ostavku, a NEB je preimenovao ono što je ostalo od Radionics Products Ltd. u Sinclair Electronics Ltd. U siječnju 1980. ovo je promijenjeno u Thandar Electronics Ltd, a 1989. godine Thandar Electronics Ltd se spojilo s Thurlby Electronics Ltd, formirajući Thurlby Thandar Instruments Ltd. Ova tvrtka sada posluje pod imenom Aimand Thurlby Thandar Instruments (Aim-TTi).

Neovisno od tvrtke Sinclair Radionics, Clive Sinclair je u Cambridgeu osnovao i tvrtku Sinclair Research Ltd, registriranu za proizvodnju potrošačke elektronike. Tvrtka je 1973. godine prvotno osnovana kao Westminster Mail Order Ltd, zatim je preimenovana u Sinclair Instrument Ltd, nakon toga u Science of Cambridge Ltd, pa u Sinclair Computers Ltd, i na kraju 1981. godine u Sinclair Research Ltd. Tvrtka je bila u mirovanju do 1976. godine kada je aktivirana s namjerom da nastavi Sinclairov komercijalni rad iz rasprodane tvrtke Sinclair Radionics. Prvo je 1977. godine lansiran kalkulator-sat koji se nosio na ruci Sinclair Wrist Calculator (Science of Cambridge). Iako se ovaj uređaj dobro prodavao imao je stari Sinclairov problem loše kontrole kvalitete. Nakon ovoga slijedi serija Sinclairovih računala: MK14 (1977. godina), ZX80 (1980. godina), ZX81 (1981. godina), ZXSpectrum (1982. godina), Sinclair QL (1984. godina), ZXSpectrum+ (1984. godina) i ZXSpectrum128 (1985. godina). Osim računala, ponovno je 1983. godine lansiran model džepnog TV prijemnika oznake TV80 koji je ponovno doživio komercijalni neuspjeh, a 1997. godine proizveden je jednostavan model radio prijemnika ugrađenog u slušalicu koji se nosio zakvačen za uho.

Na vrhuncu svog uspjeha, a uvelike inspirirano japanskim računalnim programom nove generacije, tvrtka je osnovala istraživački centar “Meta Lab” u Milton Hallu kod Cambridgea kako bi se bavila umjetnom inteligencijom i drugim naprednim projektima. Kombinacija kvarova računala Sinclair QL i televizora TV80 dovela je do financijskih poteškoća 1985. godine, a godinu dana kasnije Sinclair je prodao prava na svoje računalne proizvode i robnu marku tvrtci Amstrad. Sinclair Research Ltd i danas postoji kao tvrtka s jednim čovjekom s ciljem očuvanja nasljeđa izumitelja i inovatora Clivea Sinclaira.

 

 

Prvi model računala ZX Spectrum lansiran je na tržište u travnju 1982. godine. Ta prva inačica/izdanje (Issue 1) imala je rukom crtani predložak za tiskanu pločicu i općenito je čitava elektronička konstrukcija djelovala nedorađeno, više kao prototip nego kao gotov uređaj. U idućih godinu i pol izdano je barem devet revidiranih inačica ZX Spectruma (Issue 2 do Issue 6A) kojima su se pokušale ispraviti pogreške u dizajnu prethodnih inačica uglavnom na osnovu žalbi i kritika kupaca, no ispravljanje jednog nedostataka često bi generiralo pojavu nekog drugog problema. Najčešće su to bili problemi pregrijavanja i nestabilnosti rada komponenti, osjetljivost na smetnje, nekompatibilnost prema vanjskim sučeljima i slično. Naravno, osim ispravljanja problema, u nove inačice ugrađivale bi se i nove (poboljšane) inačice čipova, posebice ULA čipa.

Sve inačice ZX Spectruma imale su isto kućište te je bez otvaranja istog teško detektirati o kojoj inačici je riječ. Najviše se ističu prve serije prvih inačica ZX Spectruma (Issue 1) koje su imale nešto svjetliju gumenu tipkovnicu (svjetlo-sivu naspram kasnijih plavkastih tipkovnica) te su ove inačice danas rjeđi i poželjniji kolekcionarski primjerci, posebice jer ih je proizvedeno samo oko 16 000 komada. Za usporedbu, ZX Spectrum Issue 3, poput ovog našeg, proizveden je u više od tri milijuna primjeraka, odnosno više od svih drugih inačica zajedno.

Kod ZX Spectruma Issue 3 ispravljeno je niz nedostataka iz prethodne dvije serije:

  • regulator napona 7805 sa (većim) hladnjakom i DC/DC pretvarač preseljeni su na gornji dio pločice bliže otvoru utora za proširenje
  • promjenjivi otpornici i kondenzatori za ručno podešavanje frekvencije takta i boje zamijenjeni su automatskim krugovima regulacije
  • visokoomski interni zvučnik (200Ω) zamijenjen je niskoomskim(40Ω) te se pogoni preko tranzistora
  • ugrađena je nova poboljšana inačica ULA čipa (6C001E-6) koja je smanjila količinu potrebnih dodatnih vanjskih logičkih čipova
  • tiskane veze na pločici dizajnirane su CAD alatom i optimizirane tako da se spriječi prijenos neželjenih šumova
  • jednostavnim kratkospojnicima na tiskanoj pločici omogućena je ugradnjatriju različitih inačica RAM čipova (originalni Texas Instruments TI4532 čipovi su postali nedostupni, a čipovi drugih proizvođača imali su drugačiji raspored pinova)
  • optimiziran je raspored dodatnih RAM čipova na pločici (proširenje sa osnovnih 16K na 48K)

Kod kasnijih inačica ZX Spectruma napravljene su još neke manje preinake i dodaci. S elektroničke strane poboljšana je pouzdanost DC/DC pretvarača, ugrađivane su novije inačice ULA čipa, te u konačnici jedan posve novi specijalni logički čip koji je zamijenio šest standardnih logičkih čipova. Što se tiče dodataka u nove inačice je ugrađena reset-tipka, te neki elemenati prema američkim FCC standardima poput ugradnje kanalnog prekidača za RF modulator, zavojnice za potiskivanje EM smetnji na istosmjernom ulazu, uzemljenja kućišta na pločici i slično.Također neki modeli imaju i tiskane pločice od drugačijih materijala i premaza.

Najzanimljivija je inačica ZX Spectrum Issue 5 za koju se dugo smatralo da nikad ni nije bila proizvedena. Trag je pronađen u servisnom priručniku ZX Spectrum+ gdje je objavljena shema i izgled tiskane pločice Issue 5 i u istom stoji podatak da je napravljeno svega tisuću komada ove inačice ZX Spectruma. Prije nekih pet godina pojavila se prva fotografija matične ploče Issue 5 koja dokazuje da su ploče doista proizvedene i vjerojatno bile u prodaji. U inačici Issue 5 je šest zasebnih standardnih logičkih čipova zamijenjeno jednim specijalnim oznake ZX8401/PCF1306P. Ovom inačicom također su se pokušali riješiti i neki problemi filtriranja napona napajanja na pojedinim čipovima, no u konačnoj izvedbi se pogriješilo u dizajnu pločice pa je jednu vezu trebalo pokrpati komadom žice. Vjerojatno je najviše zbog ove greške u dizajnu pločice serija Issue 5 proizvedena u vrlo malo primjeraka te brzo zamijenjena novom i konačnom inačicom ploče Issue 6A koja je osim ispravljenih grešaka također bila opremljena i novom inačicom ULA čipa.

 

 

ZX Spectrum je svojevremeno stekao veliku popularnost te je bio u rangu njegovog glavnog evropskog konkurenta Commodore C64,  iako je naspram njega bio znatno slabije računalo. Zahvaljujući popularnosti, razvijeno je na desetke više ili manje sličnih kopija te klonova TX Spectruma u raznim zemljama svijeta (najviše u Rusiji), a najnovije računalo ZX Spectrum Next napravljeno po uzoru na originalni ZX Spectrum izašlo je krajem 2017. godine. Originalni ZX Spectrum je do danas zadržao veliku popularnost među ljubiteljima vintage računala te možete pronaći na desetke internetskih stranica posvećenih isključivo ovom računalu. Također su popularni i razni softverski emulatori ZX Spectruma, te računalni programi i igre pisani za njega. Sve ovo ne čudi jer je veliki broj današnjih programera svoje prve korake u programiranju ili dizajniranju računalnih sklopova napravio upravo na ZX Spectrumu, a zna se da prva ljubav zaborava nema 🙂

 

 

ZX Spectrum je bio i moje prvo osobno računalo, pa iako do danas nisam izrastao u nekog stručnjaka posvećenog isključivo računalima, nostalgija čini svoje i lijepo se prisjetiti tih (mladih) dana. Moj prvi (rabljeni) ZX Spectrum (sjećam se kao da je jučer bilo) nabavio sam naravno sa neispravnom tipkovnicom koju sam uspio pokrpati uz pomoć tankih žičica slijepljenih vodljivim ljepilom na bazi srebra. No, nakon (čak) nekoliko mjeseci ugodnog i besprijekornog rada moj ZX Spectrum je odjednom otkazao poslušnost. Ekran je ostao ispunjen nekim nasumično generiranim kvadratićima i vertikalnim linijama koje nije bilo moguće ničim resetirati. U to doba naravno nisam imao ni znanja ni alata, a što je najgore ni bilo kakvu literaturu ili drugi izvor preko kojeg bi naučio kako popraviti jedan ovakav kompleksni kvar na jednom ovakvom kompleksnom elektroničkom sklopu. Taj moj prvi ZX Spectrum je na kraju završio kod tko zna koga, a riječ je vrlo vjerojatno bila o inačici Issue 2 (moguće i kasna serija Issue 1) jer je imao hladnjak regulatora napajanja u donjem desnom dijelu ploče. To sam zapamtio jer sam jedino osnovno napajanje i mogao provjeriti.

Naravno, danas je uz dostupnu shemu lako biti pametan pa vidjeti da osim napona od +9V na izlazu ispravljača i onog od +5V na izlazu iz regulatora, treba provjeriti i napone na izlazu iz DC/DC pretvarača (+12V, -12V, -5V). Također, sad je lako naći da je upravo tranzistor u DC/DC pretvaraču ZX Spectruma bio sklon pregaranju i da se preko ovih napona napaja RAM memorija, te da se upravo izostanak ovih napona manifestira pojavom nasumičnih kvadratića na ekranu. Naravno, uvijek postoji mogućnost i neispravnih samih RAM čipova, ULA čipa koji je između ostalog velikim dijelom zadužen za generiranje video signala ili bilo kojeg drugog čipa, no provjerom svih napona već bi se lakše usmjerili na daljnje traženje kvara.

 

Neko potpuno laičko objašnjenje, odnosno usporedba sa modernim računalima bila bi ovakva: U ROM memoriju učitan je operativni sustav BASIC. U RAM memoriju učitava se program koji želimo pokrenuti pod BASIC-om. Mikroprocesor (CPU) naravno obrađuje podatke iz ROM i RAM memorija, a ULA čip možemo usporediti sa zvučnom i grafičkom karticom odnosno svojevrsnim ulazno/izlaznim sučeljem koje povezuje sve navedene komponente računala i tipkovnicu sa CPU. Video izlaz sa ULA čipa u YUV formatu konvertira se u kompozitni, a zatim RF TV signal za prikaz na televizoru. Audio izlaz se pojačava u tranzistorskom pojačalu i dovodi na zvučnik. Napajanje osigurava potrebne napone za rad svih elektroničkih sklopova (+12V, -12V, +5V, -5V).  

 

Sad kad smo na buvljaku nabavili svoj novi primjerak ZX Spectruma, vrijeme je da vidimo kakve smo ovdje sreće. Originalni ispravljač nemamo, no ovdje je potreban izvor istosmjernog napona od 9V. Osnovna potrošnja struje ZX Spectruma je oko 650 mA (minimum), no tijekom opterećenja i kad se spoje vanjska sučelja potrošnja struje vjerojatno nešto poraste pa se preporuča izvor koji može isporučiti barem 1 A struje (originalni ispravljač je deklariran na 9V/1,2A). Treba biti oprezan kod DC utikača jer je kod ZX Spectruma srednji kontakt negativni pol napajanja (masa), a vanjski kontakt je pozitivni pol napajanja.

Nakon spajanja dobili smo standardnu početnu sliku na ekranu (36. TV kanal) no ista je očekivano postajala nestabilna tijekom dužeg rada. U ZX Spectrumu ULA čip generira kolor sliku kodiranu po YUV sistemu (vidi objavu TV test generator slike i tona Nordmende FG3360), a takav YUV video signal (koji se sastoji od informacije o svjetlini Y-luminance i kodiranih informacija o boji U i V) se zatim pretvara u modulirani RF TV signal na UHF području sklopom baziranim na čipu LM1889. Iako je čip LM1889 u stanju izravno pretvoriti YUV signal u RF TV signal na dva UHF kanala, u našem slučaju LM1889služi samo za pretvorbu YUV video signala u kompozitni video signal, a on se zatim pomoću posebnog modulatora pretvara u RF TV signal. Time originalni YUV video signal prolazi dvije konverzije (prvo u kompozitni video signal, a zatim u modulirani TV signal), a tu naravno ima puno elemenata koji mogu dovesti do nestabilnosti izlaznog TV signala. Ipak, dobra je strana to što imamo čisti kompozitni video signal pa je danas zapravo bolja opcija takav signal dovesti izravno na vanjsku video priključnicu, a RF modulator (koji i stvara najviše smetnji) jednostavno isključiti iz video lanca. U vrijeme proizvodnje ZX Spectruma početkom 1980-tih godina većina kućanstava još uvijek je imala televizore iz 1970-tih i ranijih godina koji uglavnom nisu bili opremljeni drugim video ulazima osim onih antenskih (RF TV ulaz). Sinclair je vjerojatno predvidio da će se to brzo promijeniti pa je moguće zbog toga u dizajnu ostavljena mogućnost brze ugradnje kompozitnog video izlaza uz postojeći antenski RF TV izlaz.

 

 

Drugi problem, također očekivano, je taj što ne rade sve tipke tipkovnice. ZX Spectrum je poznat po tipkovnici koja se često kvari i danas je gotovo nemoguće naći ovo računalo sa originalnom tipkovnicom koja još uvijek u potpunosti radi. Problem je u samom vodljivom materijalu kojim su vodovi i kontakti naneseni na foliju. S vremenom se isti degradira i oksidira, a na pregibima najčešće i popuca čime nastanu mikroskopski prekidi koje je teško detektirati i popraviti. Zbog velike popularnosti ZX Spectruma zamjenske folije tipkovnica se još uvijek proizvode (jednako kao i gumeni dio s tipkama pa čak i čitava kućišta) no nabavka istih izvana nije previše jeftina (cca 30-50 dolara), a i sama zamjena nije jednostavna. Potrebno je oprezno termički odvojiti zalijepljeni metalni poklopac sa vanjskim oznakama tipki, a zatim ga ponovno precizno zalijepiti na mjesto. Ukoliko baš niste odlučili aktivno koristiti svoj ZX Spectrum možda je najbolje sve ostaviti u originalnom stanju jer u procesu zamjene tipkovnice lako nastanu ružna mehanička oštećenja.

 

 

ZX Spectrum je bio vrlo lijepo dizajnirano malo kompaktno računalo, zasigurno vrlo privlačno za korisnike početkom 1980-tih godinama, no koje je uvijek patilo od nekih tehničkih problema i nedorađenosti. Čini se da je ovo pravilo za veliki broj Sinclairovih proizvoda koje je često pratila dobra početna ideja te vizualno dopadljiv i napredan vanjski dizajn, no tehnička realizacija samog elektroničkog sklopa se rijetko razvila do razine potpune funkcionalnosti, trajnosti i pouzdanosti proizvoda. S obzirom da je u razdoblju proizvodnje od 1982. do 1992. godine prodano oko pet milijuna raznih inačica ZX Spectruma danas je relativno lako (i ne preskupo) moguće nabaviti neki primjerak za osobnu kolekciju. Problem je što je prema vanjskom izgledu teško razaznati o kojoj inačici je riječ, a vidjeli smo da su neke rjeđe i cjenjenije od drugih. Dobar poznavatelj će uočiti specifične detalje na kućištu ili u unutrašnjosti koliko se vidi kroz otvor slota za proširenje za barem grubo određivanje moguće inačice. Preko internetskih slika ovo je naravno gotovo nemoguće vidjeti, no ako kupujete naslijepo, najveća je vjerojatnost da ćete kupiti ZX Spectrum upravo kao i ovaj naš – Issue 3 sa poluispravnom tipkovnicom 🙂

 

 

Leave a comment

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.