[Перевод] Подержите моё пиво, или как я сделал RGBeeb, перенеся BBC Micro в современный корпус

Я сделал свой собственный RGBeeb с подсветкой RGB, входами USB, блоком питания ATX и рабочими дисководами для 5,25-дюймовых дискет. Это выглядит так:

Особенности

• Полностью функциональный BBC Micro внутри корпуса ATX с открытой рамой

• Анимированная RGB-подсветка

• Два работающих 5,25-дюймовых флоппи-дисковода

• USB-клавиатура и геймпад от USB4VC

• Питание ATX и управление RGB с помощью ATX4VC

Немного о BBC Micro

• В начале 1980-х годов Британская радиовещательная корпорация (BBC) запустила проект компьютерной грамотности, целью которого было познакомить людей с компьютерами и показать, на что они способны.

• Дизайн Acorn Computer победил, и на его основе был создан микрокомпьютер BBC, получивший название «Beeb».

• BBC Micro часто демонстрировалась в телепередачах и использовалась почти во всех образовательных учреждениях Великобритании.

Acorn продолжил разработку Acorn RISC Machine, или сокращённо ARM (да, именно ARM), которые сейчас встречаются практически во всех смартфонах, 32-битных микроконтроллерах и даже настольных ПК.

Машинка не слишком известна за пределами Великобритании, но BBC Micro занимает значительное место в компьютерной истории.

Характеристики

Оригинальный Beeb имел микропроцессор 6502, работающий на частоте 2 МГц, 32 КБ ПЗУ и 16 или 32 КБ ОЗУ. Его интерпретатор BASIC был одним из самых быстрых в то время и обгонял даже оригинальный IBM PC!

Устройство было легко расширяемым, с множеством портов, включая RS423, кассетный, аналоговый, Econet, цифровой пользовательский порт, подключение к шине 1 МГц и слот расширения «Tube».

В итоге Beeb оказался на удивление долгоживущим компьютером, прожив на рынке более 10 лет.

И нет, внося изменения в ретро-комп, я не ломаю антиквариат. Во-первых, все модификации здесь неразрушающие и обратимые. Так что при создании этого проекта ни один Beeb не пострадал! Во-вторых, модификация BBC Micros не была чем-то неслыханным даже в те времена. Отличным примером является оригинальный Torch Communicator:

Некоторые особо внимательные зрители могут заметить, что многое выглядит подозрительно знакомым! Секрет раскрывается благодаря этому видео.

Да, они спёрли позаимствовали материнскую плату от BBC Micro и построили на ней свой собственный компьютер!

Torch Communicator был довольно продвинутой машиной с сопроцессором Z80 под управлением CP/M с сетевыми возможностями, и это был первый микрокомпьютер, полностью одобренный British Telecom для подключения к телефонной и телексной сети в 1982 году. Позже Torch Computer продолжила разработку собственных машин. 

ФранкенБиб

Конечно, Beeb использовался не только компаниями, но и множеством предприимчивых пользователей. Вот фотографии машины, которую я купил на eBay (на фоне настоящего ковра из 80-х):

Это Beeb с отдельной клавиатурой и квадратным корпусом. Верхняя половина заменена плоской крышкой. А как вам нравится клавиатура в собственном металлическом корпусе с ленточным кабелем?

Новый квадратный корпус, скорее всего, позволит разместить компьютер, дисковод и монитор друг над другом, что сэкономит ценное место на рабочем столе.

Внутри можно увидеть большие изменения. В компьютере появилась карта расширения, контроллер гибких дисков, резервный аккумулятор, автономный аудиоразъём и микросхемы для синтеза речи. Да вы просто посмотрите на это!

Дисковод содержит два 80-дорожечных дисковода для гибких дисков 5,25 дюйма с примечаниями на дверце:

Нигде не видно фирменного наименования или другой идентифицирующей информации, что заставило меня предположить, что всё это было самодельным или, по крайней мере, из популярного в те времена набора комплектующих. В любом случае, это выглядит очень профессионально. Это действительно впечатляющий пример того, как далеко люди могут зайти, чтобы собрать компьютер по своему вкусу.

Я снял колпачки RIFA с блока питания, сделал много фотографий для документации, зачистил печатную плату и протестировал её. Всё работает! Посмотрите:

Дисковод тоже работает! Я решил не рисковать оригинальным блоком питания, и использовал современный блок питания ATX. Франкенбиб отлично читал диски: .

Тут-то мне и пришла в голову мысль:

Было бы неплохо поместить всё это в один корпус ATX?

Мы получим:

• Все в одном месте, более чистый вид.

• Интересное сочетание железа 40-летней давности и современного корпуса.

• Очень в духе дурацкого моддинга той эпохи.

• Да и вообще, почему бы и нет?

Мы начинаем мастерить

Очевидно, что наиболее важной частью такой сборки является монтаж материнской платы. Я планировал провести кое-какие замеры, но каково же было моё удивление, когда оказалось, что материнская плата BBC по размерам практически не отличается от полноразмерной ATX!

Либо это невероятное совпадение, либо Acorn настолько опередили своё время, что предсказали форм-фактор ATX в будущем! Всё ещё не веря своим глазам, я поместил материнскую плату BBC в корпус ATX и о чудо:

Подходит почти идеально! Порты RGB, кассетный, последовательный, композитный и радиочастотный совпадают с отверстиями в задней стенке корпуса. Это слишком хорошо, чтобы быть правдой.

Хотя в данном конкретном случае планка PCI блокирует аналоговый порт и порт Econet, а 5,25-дюймовый диск входит не до конца (только если с хрустом).

Что плавно подводит нас к следующей части: какой корпус следует использовать?

В корпусных поисках

Изначально я хотел купить один из тех абсолютно отвратительных игровых корпусов с безумной подсветкой в духе PC Master Race. Просто по приколу. Что-то вроде этого:.

Я пошёл искать корпус:

• Новый

• Полноразмерный ATX или больше

• Соответствует геймерской эстетике (RGB, стеклянная панель и т. д.)

• Есть 5,25-дюймовые отсеки для двух жестких дисков.

Изначально это не казалось сложной задачей, но, просмотрев десятки страниц на amazon и newegg, я пришёл к печальному выводу, что такого корпуса просто не существует.

Как видите, 5,25-дюймовых отсеков больше нет! Вместо этого, к ужасу десятков энтузиастов ретро-моддинга, появилось пустое место. Да, я знаю, что на этом фото корпус с 2 отсеками, но мне нужно 4 для двух дисков.

Однако внезапно я наткнулся на то, что совершенно упустил из виду: корпуса с открытой рамой! Некоторые из них представляют собой просто стойку для майнинг-ферм, но один из них привлёк моё внимание — Thermaltake Core P3 TG Snow:

Мне очень нравится его поразительный, но минималистичный дизайн, аккуратно сочетающийся с технологиями 1980-х годов. Это также хороший отход от сегодняшней эстетики «игрового черного».

Здесь много места, и все модульное. Кронштейн PCI блокирует порты? Просто не устанавливайте его! И самое главное, вырезы для слотов у переднего края идеально подходят для установки 5,25-дюймовых дисков.

Чистый и минималистичный дизайн также изменил моё мнение об общей эстетике. Вместо отвратительной RGB-подсветки теперь мне нужно что-то более тонкое и со вкусом. Ещё рано, но я посмотрю, что могу сделать.

Это было не дёшево, но мне очень понравилось, поэтому я заказал один корпус.

Переходная плата ATX

Я посмотрел стандарт ATX и измерил монтажные отверстия на материнской плате BBC. Простая плата была создана в Inkscape и вырезана лазером из акрила.

Вскоре прибыл корпус, я разложил его и попробовал вставить переходную плату:

И неплохо выглядит! Мне очень нравится модульность этого корпуса. Затем я установил блок питания ATX. Досадно, что его RGB-вентилятор направлен вниз, из-за чего его практически не видно, когда корпус стоит. Зато он белый!

Могучий Beeb

Материнская плата BBC Micro требует +5В и -5В. Первое напряжение питает все чипы, а второе — только звук и последовательную связь.

К счастью, 5В легко получить на блоке питания ATX, а -5В можно получить из -12В с помощью простого линейного регулятора 7905. Сам блок питания можно контролировать, замкнув зелёный PS_ON на землю. Самая простая схема будет примерно такой:

Проблема заключается в том, что я хочу использовать кнопку питания на корпусе ПК для запуска. Это означает, что я не могу просто подключить его к контакту PS_ON, так как он будет включаться только тогда, когда кнопка удерживается нажатой.

Я подумал об использовании простого триггера для переключения сигнала PWR_ON нажатием кнопки, и это быстро вышло из-под контроля. Как насчёт того, чтобы поместить его на печатную плату? Что насчёт демонтажа кнопок? Я могу поставить туда 7905! С таким же успехом можно было бы отключить ВСЕ напряжения. Пригодился бы разъём вентилятора. Как насчёт RGB?

Явление ATX4VC

В конце концов, я решил выложиться по полной и разработать контроллер специально для использования блока питания ATX на ретро-компьютерах, получивший условное название ATX4VC:.

Он сочетает в себе:

• Все распространенные напряжения: +12В, +5В, +3,3В, -5В, -12В. 

• Кнопку питания и мощные LED.

• Два 4-контактных PWM-разъёма для вентиляторов

• Две светодиодные ленты

• Разъём USB-C

В целом, это комплексный пакет для замены старых ненадёжных (а иногда и взрывоопасных!) блоков питания современными блоками питания ATX с возможностью охлаждения и разных эстетических изменений..

Он также аккуратно помещается в отсек для 2,5-дюймового дисковода. Я подключил кнопку питания, светодиоды, а также вентилятор и нажал кнопку..

Оно работает! Блок питания включается, вентилятор вращается и загорается, а шины напряжения находятся под напряжением.

Нам все ещё нужно подключить его к материнской плате. Сделаем это позже.

Кто сказал RGB?

Я хочу задействовать в этой сборке немного RGB. Но обычные вентиляторы RGB, планки оперативной памяти или светодиодные ленты здесь не подходят:

• Beeb не нуждается в вентиляторном охлаждении, и немного глупо добавлять их только для красоты.

• То же самое с планками RGB RAM

• Я могу попробовать светодиодные ленты, но они, как правило, немного липкие, и их трудно прятать.

Так что в целом ситуация с RGB выглядела не слишком хорошо. И я нашёл кое-что лучше!

Заземляющие пластины и большие медные заливки не пользовались популярностью до конца 80-х. Это означает, что ранние печатные платы были полупрозрачными. Если вы посветите фонариком сзади, он осветит тонкий и замысловатый рисунок всех дорожек на печатной плате.

Я решил расширить идею, добавив RGB-подсветку сзади всей материнской платы. Для этого потребуется много светодиодов, но если это выглядит хорошо то стоит заморочиться.

Для макета я наклеил несколько полосок RGB-подсветки на акриловую пластину и наспех соединил их вместе.

Увидев его впервые, я пришёл в восторг..

Какое зрелище! И это просто сплошной белый цвет, он должен быть ещё более впечатляющим с анимацией и большим количеством цветов.

Я мог бы просто использовать ту сборку, но это смотрелось неаккуратно. Поэтому я разработал новую пользовательскую печатную плату с равномерно распределенными светодиодами RGB, которые также функционируют как пластина адаптера ATX. Я оставил отверстие посередине, чтобы кабели могли выходить снизу и не блокировали свет.

Я использовал USB-C для передачи сигнала ARGB. Часто используемый для зарядки, он уже рассчитан на приличное количество тока. Один кабель подключается непосредственно к ATX4VC, что намного лучше.

Это самая большая печатная плата, которую я когда-либо проектировал. Она не очень сложна, но мне потребовалось время, чтобы спаять все 168 светодиодов вручную. К счастью, все заработало с первого раза, и при включении до упора он становится ослепительно ярким!.

Как это выглядит с материнской платой? Ну…

как-то так

Вот именно это я называю R, G и B!

USB на BBC

Есть питание и RGB-подсветка. Угадайте, какой следующий обязательный элемент на современном ПК? Да, USB-клавиатура, мышь и, конечно же, геймпады! С таким современным корпусом вполне естественно, что я использую его с современными входами!

Какое счастливое совпадение, у меня есть проект именно для этого! Каковы шансы?

USB4VC позволяет использовать USB-клавиатуру, мышь и геймпады на ретро-компьютерах в качестве альтернативы редким, дорогим и ненадежным проприетарным винтажным периферийным устройствам. Благодаря модульной конструкции различные компьютеры поддерживаются cменой протокольных карт. Естественно, я сделал свою версию для Beeb с домино и ветреницами разъёмами для клавиатуры, джойстика и пользовательского порта AMX для мыши.

В прототипе было несколько косяков, но в последней версии они исправлены. И всё отлично работает!.

Довольно весело использовать беспроводную клавиатуру и контроллер Xbox на Beeb! А если по какой-то причине вы буквально не можете даже печатать, то можно использовать duckyPad!

duckyPad — это механический макропад с возможностью «горячей» замены, который помогает ускорить рабочий процесс за счет автоматизации действий с помощью duckyScript.

Вот тут можно почитать о USB4VC и duckyPad , если вам интересно.

Вот новый поворот

Мы добавили много нового. Пришло время сбалансировать изменения с помощью старых добрых 5,25-дюймовых дисков! Я с самого начала хотел их поставить, отчасти для контраста со всеми новыми вещами, а отчасти потому, что у меня действительно есть огромная куча дискет.

Я выбрал два дисковода: 48TPI Tandon TM-100-2A от OG IBM PC и 96TPI Shugart SA460 от FrankenBeeb. Имея как 40, так и 80 дорожек, это должно охватывать большинство дискет той эпохи.

Методом проб и ошибок я обнаружил, что кабель не должен иметь скруток, а идентификатор диска должен быть установлен вручную с помощью перемычки. Мне пришлось вручную раскручивать кабель, обрезая и перепаивая провода по порядку, что немного раздражало, но с этим и ручной установкой идентификатора диска 0 и 1 оба работали!

С контроллером дисков Intel 8271 и Acorn DFS стороны дискеты выглядят как два отдельных диска. Таким образом, Shugart — это диски 0 и 2, а Tandon — это диски 1 и 3. Кажется, на этом диске есть Elite и некоторые сохранённые данные, очень интересно!

Теперь, когда железки работают, мне нужно выяснить, как установить их на корпус. На правой стороне корпуса есть прорези для установки радиаторов водяного охлаждения. Я купил металлические скобы примерно такого же размера, обрезал их по длине и просверлил в них отверстия.

Они крепятся в слот и удерживают диски снизу. Я хотел что-то более существенное, например, цельный металлический кронштейн, но изготовление на заказ обошлось бы намного дороже.

Во всяком случае, я протестировал диски, и они выглядят очень хорошо! Лицевые панели совпадают с передней частью корпуса.

Всё шло подозрительно хорошо… Пока я не не попытался установить материнскую плату:

Разъёмы сзади слишком длинные! Они касаются шлейфа гибкого диска, препятствуя установке материнской платы. Что ж, пришло время что-то с этим сделать…

Модификации материнской платы

Это та часть, где я положил материнскую плату под нож (ну, паяльник). Как упоминалось ранее, все модификации выполняются исключительно из эстетических соображений, являются необязательными и обратимыми.

Во-первых, я распаял всё:

Это было НЕ легко, нужен опыт и особая осторожность, чтобы не сместить колодки и не повредить печатную плату.

Далее выходит разъем для клавиатуры и все 7 лепестков разъёма питания:

Затем я припаял прямой разъем, чтобы можно было использовать адаптер SD-карты MMFS.

Затем я проложил кабели питания, чтобы соединить все шины вместе: 5 В, GND и -5 В.

Если вы делаете что-то подобное, убедитесь, что кабель достаточно толстый, чтобы выдерживать ток не менее 2А. Дважды проверьте наличие коротких замыканий между 5 В и GND, а оголённый проводник не должен касаться близлежащих дорожек и компонентов.

Я также припаял разъем клавиатуры к задней стороне.

Собираем всё вместе

Пора наконец собрать все воедино!

Я пропустил кабели дисковода и питания через отверстие в пластине адаптера и установил материнскую плату.

1. Поставил USB4VC на место и подключил плоский кабель.

2. Установил два 9-контактных разъёма USB на адаптеры USB-A, поэтому USB-устройства можно подключать к передней панели.

3. Подключил динамик возле передней части корпуса.

4. Поставил питание USB4VC с кабелем USB-C.

Затем я подключил ATX4VC:

• Силовые направляющие сверху.

• Два выхода питания USB-C слева. Один для USB4VC, один для панели подсветки RGB.

• Кнопка включения и индикатор питания справа. Кнопка перезагрузки для изменения режима RGB.

• Разъём материнской платы ATX внизу.

ATX4VC управляет питанием, освещением и охлаждением всей системы. Мне действительно нравится, насколько это чисто и интегрированно, гораздо лучше, чем гнездо из разлетающихся проводов и компонентов.

Затем я установил дисководы гибких дисков и протестировал их:

Он все ещё работает! Эта материнская плата является проблемой 4, я выбрал её, потому что большинство чипов подключены к разъёму (включая все ОЗУ), что очень упрощает тестирование и устранение неполадок. Паяльная маска также кажется тоньше, позволяя проходить большему количеству света.

Я украсил его дополнительными обновлениями для большого дня, с контроллером диска, синтезом речи, АЦП и Econet. Досадно, что сам чип Econet отсутствует, я рассчитываю его получить.

В любом случае, пришло время установить закаленное стекло:

Вывод

Удивительно, как быстро простая идея может выйти из-под контроля. Всё началось с простого желания засунуть материнскую плату BBC Micro в корпус ПК, а очнулся я, когда разработал новую карту протокола для USB4VC, контроллер питания ATX только для ретро-компьютеров, поставил специальную пластину с RGB-подсветкой из 168 светодиодов. Чем бы дитя ни тешилось, как говорится.

Ничто из этого не является абсолютно необходимым, но, как и в случае с Torch Communicator и FrankenBeeb, все испытания, связанные с перетаскиванием его с пинками и криками в эпоху RGB, сделали мой компьютер особенным. Я думаю, именно в этом весь смысл модификации.

Конечно, в тексте я опустил множество менее гламурных вещей, таких как написание и отладка прошивок, ожидание запчастей, множество аппаратных ревизий (у ATX4VC их было 6!), и ремонт самих старых материнских плат. На всё про всё у меня ушло около 3 месяцев.

Тем не менее, я многое узнал об истории и продуманной конструкции этой машины и сделал то, что, надеюсь, принесёт пользу сообществу в целом. Когда все собрано, все выглядит именно так хорошо, как я себе представлял с самого начала.

Что будет дальше? Я мог бы добавить карту Torch Z80 для поддержки CP/M, но я потратил так много времени на создание этой штуки, что тупо не добрался до этой идеи! Думаю, я смогу это исправить.

Спасибо за внимание!

 

Источник