Historia,  Sinclair,  Warsztat,  ZX 81

40 lat minęło – Sinclair ZX 81 dołącza do kolekcji i trafia na warsztat…

Maj nas nie rozpieszcza, ale z drugiej strony taka właśnie jest wiosna, temperatury 12-19°C i częste opady deszczu przeplatane promieniami Słońca. Przyroda nie narzeka, rośliny świetnie się rozwijają a kolory świeżej zieleni nasycają krajobrazy powodując, że świat wygląda jak z obrazów malowanych dla turystów i sprzedawanych na kazimierskim rynku. Do tego dochodzą spektakularne zachody Słońca, malujące barwy od lawendy poprzez pomarańcze aż po kolor cytryny na chmurach piętra średniego i wysokiego.

W tych kolorach swój rytm dobowy rozpoczynają nietoperze. Po przespaniu dnia budzą się głodne i zaczynają szukać pożywienia a szczególnie komarów, których jeden nietoperz potrafi zjeść w ciągu nocy około tysiąca. Sfotografowanie tego sympatycznego ssaka w locie nie należy do łatwych zadań, po pierwsze prędkości rozwijane przez tych wspaniałych nocnych lotników to 50 km/h a w przypadku niektórych gatunków nawet 90 km/h, po drugie ich zwrotności mogą pozazdrościć ptaki. Ta nadzwyczajna manewrowość wynika z tego, iż nietoperze potrafią zmieniać dynamicznie kształt skrzydła, a co za tym idzie jego parametry aerodynamiczne, zwiększając kosztem prędkości siłę nośną i powodując niemal wykonaną w miejscu zmianę kierunku lotu. Dodatkowo potrafią to czego nie potrafią ptaki, czyli uderzać naprzemiennie skrzydłami. Co więcej nietoperze wyposażone są w zmysł echolokacji.

System ten nadaje fale o częstotliwości od 14 kHz do 200 kHz i są to jedne z najgłośniejszych dźwięków wydawanych przez latające zwierzęta, ich moc waha się pomiędzy 60dB (odkurzacz) a 140dB (start myśliwca). Na szczęście te fale dźwiękowe są w większości przypadków poza naszym zakresem słyszalności wynoszącym: 20-20.000Hz (nie dotyczy Audiofilów 😉 ), w przeciwnym razie otwarcie okna w nocy mogłoby się zakończyć bezsennością. 😉 Po odebraniu odbitej fali nietoperze są w stanie za pomocą sygnału różnicowego pomiędzy prawym i lewym uchem, rozróżnić nie tylko kierunek obiektu ale także jego rodzaj, co w przypadku latającej potencjalnej zdobyczy nie pozostaje bez znaczenia. 🙂

Kolonia nocka dużego, Mnolf, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Nietoperze oprócz “audiofiliskich” 😉 zdolności słyszenia dźwięków są także termofilami. Uwielbiają ciepło i jest ono im potrzebne do życia jak powietrze. Dobrze czują w temperaturach powyżej 20ºC (podobnie jak my 🙂 ). Dlatego też nietoperze śpią w grupach przytulając się do siebie aby ograniczyć straty ciepła. Aby przeżyć w zimie nietoperze obniżają temperaturę o 30ºC i wchodzą w stan hibernacji.

Co do opowieści przedstawiających nietoperza jako krwiopijcę to uspokajam, iż poza obszarem Ameryki Środkowej i Południowej (podrodzina Desmodontinae) takie gatunki nie występują i raczej można nietoperze występujące u nas uznać jako właśnie pogromcę krwiopijców jakimi są powszechnie występujące komary. Warto więc wpuścić nietoperze do ogrodu. Istnieją nawet specjalne budki, które umieszcza się od strony południowej domu, mam taką u siebie ale na razie pozostaje niezasiedlona, nietoperze chyba zdecydowanie preferują nagrzane strychy i miejsca w bliskości kominów domów. Bardzo niebezpiecznym dla nietoperzy jest zimowe zwiedzanie jaskiń przez człowieka, obudzona kolonia na skutek braku pożywienia może po prostu nie przetrwać do wiosny. Dlatego nie niepokojmy ich zimą.

Wieczorami polecam obserwację nietoperzy w ogrodzie. Widać wtedy jak doskonałymi są lotnikami polując na tak dokuczające ludziom komary. Swoją drogą zastanawiam się jak nietoperze znoszą ogromne przeciążenia jakim poddawane są ich ciała przy tak nagłych zwrotach w powietrzu. To kolejny dowód jak genialna jest przyroda i jak wiele jeszcze pozostaje w niej do odkrycia.

Krótka informacja co dzieje się w ogrodzie. Dwie budki są zasiedlone przez sikorki i słychać w nich okrzyki “daj – daj” w wykonaniu następnego już pokolenia. 😉 Samica Grzywacza dalej wysiaduje jaja w gnieździe na sośnie, dzielnie znosząc zawirowania pogodowe. Pies pilnuje ptasiego spa, przeprowadzając obchody pomiędzy altaną a południową stroną domu przerywane przyjęciem pozycji niskoenergetycznej-przyczajonej, z przymkniętymi oczami, dla zmylenia przeciwnika oczywiście. 😉 Trawnik pokryty jest płatkami kwiatów pochodzącymi z jabłoni i kanzana, a już tylko patrzeć jak za chwilę pojawią się kwiaty rododendronów i piwonii. Generalnie cała przyroda opóźniona jest o miesiąc ale dzielnie nadrabia zaległości. Ostatnio w ogrodzie pojawiła się kania ruda, powodując, iż inne ptaki natychmiast się pochowały. Kanie rude spędzają u nas tylko okres lęgowy (głównie w północno-zachodniej i wschodniej Polsce) a na zimę przemieszczają się do cieplejszych południowych rejonów Europy. W ich menu można znaleźć drobne kręgowce, głównie krety i gryzonie, ale też jaszczurki, owady i dżdżownice. Kania potrafi zaatakować większego do siebie drapieżnika i odebrać mu w locie zdobycz. Ptaki te łatwo można rozpoznać gdyż mają charakterystyczne wcięte po środku ogony. Długość ciała dochodzi do 60 cm a rozpiętość skrzydeł do 150 cm. Kanie są świetnymi szybownikami, często można zaobserwować jak doskonale wykorzystują prądy powietrzne gdy niemal nie poruszając skrzydłami wiszą w powietrzu. W Polsce objęte są ścisłą ochroną gatunkową i wymagają ochrony czynnej. Wokół gniazd kań rudych obowiązuje strefa ochronna: przez cały rok w promieniu do 100 m, a w okresie od 1.03 do 31.08 – w promieniu do 500 m od gniazda.

Wieści przyrodniczo-pogodowe przekazane, a zatem czas przejść do naszego głównego bohatera. Będzie nim komputer Sinclair ZX 81, obchodzący w tym roku swoje 40-te urodziny. Komputer ten właśnie trafił do kolekcji i zajął w niej honorowe miejsce, jako najstarszy i do tego najmniejszy. Parzcie szybko aromatyczną i aksamitną w doznaniach smakowych kawę, pozycję zaliczaną do wygodnych na kanapie lub fotelu czas zająć no i ten kocyk, no cóż nie czas jeszcze na pozbycie się jego. 😉 Gotowi? To startujemy!

***

Jest rok 1981, w Polsce w sklepach na półkach dyżurny ocet, Jaruzelski przygotowuje stan wojenny, a tymczasem w Wielkiej Brytanii ma premierę następca Sinclair’a ZX 80: komputer ZX 81. Wyposażony w procesor 8-bitowy Z80 i cały 1KB pamięci stał się przełomowym komputerem jeżeli chodzi o dostępność. Do tej pory komputery osobiste były raczej kupowane przez instytucje i szkoły. ZX 81 sprawił, iż przeciętny “John Smith” był w stanie taki komputer nabyć. ZX 81 mający swoją premierę w marcu 1981r. kosztował  49,95 funtów brytyjskich za kit do samodzielnego złożenia i 69,95 za gotowy komputer. Maszyna produkowana była w Dondee w Szkocji przez firmę Timex, pod której marką była sprzedawana w USA. Prace nad komputerem rozpoczęły się jeszcze przed premierą ZX 80. Jim Westwood, główny inżynier firmy Sinclair Research otrzymał zadanie, aby wyeliminować problemy i uprościć maksymalnie konstrukcję następcy ZX80, tak aby uzyskać możliwie najniższą cenę. Jim wpadł na pomysł aby zredukować liczbę układów scalonych umieszczając 18 z modelu ZX80 w jednym układzie ULA (ang. Uncommited Logic Array). Układy tego typu są zestawem bramek logicznych, które w procesie produkcji są łączone w określony sposób na podstawie specyfikacji zamawiającego. W dzisiejszych czasach dominują układy, które można programować już po procesie produkcji, a mianowicie FPGA (ang. Field-pogrammable gate array).  Dzięki pomysłowi Westwood’a ZX 81 miał tylko 5 układów scalonych:

  • Procesor Z80 firmy NEC
  • układ ULA firmy Ferranti,
  • układ pamięci ROM 8KB mieszczący prosty interpreter BASIC’a
  • 2 kości pamięci dające w sumie 1KB RAM

Pozostałe elementy to prosta analogowa elektronika i liniowy układ stabilizacji napięcia 7805 znany też z ZX Spectrum. Całości dopełnia tania membranowa klawiatura. Dzięki takim zabiegom komputer rzeczywiście był tani w porównaniu do konkurencji, osiągi może nie powalały, ale dzięki cenie mógł być dostępny dla osób, które na droższe komputery nie mogły sobie pozwolić:

komputerRAM standard KBProcesorklawiaturagrafikal.kolorówdźwiękcena
Apple II plus166502 1 MHz (8-bit)maszyna do pisania280×19216beeper£549
Atari 40086502 1,8 MHz (8-bit)membranowa320×1922564 kanały£289
Commodore PET86502 1 MHz (8-bit)maszyna do pisania320×200 (tekst)monobeeper£399
Commodore VIC-2056502 1 MHz (8-bit)maszyna do pisania176×18483 kanały£189
Acorn Atom26502maszyna do pisania256×192 mono
64×64 kolor
8beeper£140/
£173
MicroTan16502zewnętrzna128×48 w blokachmonoopcja£65/
£99
TI-99/4A16TI TMS9900 @ 3.0 MHz (16-bit)maszyna do pisania256×192163 kanały£399
ZX 811Z80 3.25 MHz (8-bit)membranowa64×48 w blokachmonobrak£49/
£69

Opracowaniem design’u komputera zajął się podobnie jak w przypadku poprzednika: ZX 80 – Rick Dickinson.

ZX 81 concept, Rick Dickinson, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

W stosunku do ZX 80 poprawiono także kilka istotnych elementów m.in. komputer otrzymał większą dwukrotnie pamięć ROM i dzięki temu także dostępne w BASIC’u funkcje trygonometryczne i zmiennoprzecinkowe (ZX 80 operował tylko na liczbach całkowitych). Obudowa została wykonana w technologii formowania wtryskowego co zwiększyło jej jakość. Opracowaniem oprogramowania zapisanego w ROM zajęli się John Grant i Steve Vickers z podnajętej firmy Nine Tiles. Niestety w pracach nad oprogramowaniem systemowym pojawił się także błąd, tzw. “square-root bug”. Polegało to na tym, że komputer błędnie obliczał pierwiastek kwadratowy z 0,25 podając wartość 1,3591409 zamiast prawidłowego 0,5. Doprowadziło to do problemów z integracją kodu obsługi drukarki i koniecznością kosztownej wymiany pierwszych maszyn ZX 81 przez Sinclair Research.

Z wyjściową ceną 49 funtów za kit komputer okazał się bestsellerem. Do końca produkcji, a mianowicie 1984 roku sprzedano 1,5 mln. egzemplarzy. W porównaniu z ZX 80, którego sprzedano tylko 50.000 sztuk, był to znaczący sukces. Zastosowanie układu ULA zdecydowanie pomogło obniżyć koszty jednak pojawił się inny problem, przy wykorzystaniu tego układu producent zakładał, iż tylko 70% bramek logicznych będzie używane, natomiast Sinclair zdecydował się użyć niemalże 100% dostępnych. Spowodowało to grzanie się układu scalonego i zaczęto żartować, że ZX 81 działa dobrze jak położy się na nim karton mleka wyjęty z lodówki. 😉

Przejdźmy do naszego komputera. Wersja, którą udało mi się zdobyć ma dodatkowy zewnętrzny moduł rozszerzający pamięć do 64KB.

Komputer posiada z tyłu złącze krawędziowe:

Po lewej stronie mamy natomiast 4 gniazda: wyście na TV (antenowe), wejście i wyjście magnetofonu oraz zasilanie 9V DC.

Rozmiary komputera to niecałe 17x17cm, 4 cm grubości i waga 350 g. Niestety nasz komputer nie posada zasilacza, ale tu przychodzi z odsieczą laboratoryjny zasilacz stabilizowany. Podłączmy do niego komputer i zobaczmy czy działa.

Na ekranie pojawia się słabej jakości obraz i niestety środkowe kolumny klawiatury nie działają. Czas wziąć go na retro-warsztat i zobaczyć co kryje się w środku.

Po otwarciu obudowy oczom naszym ukazuje się płyta główna:

odkręcamy płytę komputera:

odłączamy taśmę klawiatury:

Po odłączeniu widać przyczynę problemów z klawiaturą, niestety po 40 latach taśma łączeniowa pękła w kilku miejscach:

Przyjrzyjmy się samej płycie:

Widać tu pięć układów scalonych zaczynając od lewej: 2 x pamięć RAM, pamięć ROM, Procesor Z80 (NEC) i układ ULA (Ferranti). Płyta jest ostatnią, trzecią wersją i była już zaprojektowana z użyciem technologii CAD (ang. Computer Aided Design). Co ciekawe pierwsza wersja płyty była projektowana ręcznie.

Nic nam nie pozostaje jak sporządzenie listy zakupów. Spisujemy wartości kondensatorów, które po 40 latach i cieple generowanym przez układ ULA i stabilizator napięcia zdecydowanie warto wymienić. Potrzebować także będziemy nowej klawiatury i oczywiście zasilacza.

Idę zatem na zakupy, a że dalej bez tych części nie pójdziemy czas kończyć nasz dzisiejszy wpis.

***

W przyszły weekend zajmiemy się odrestaurowaniem naszego ZX 81 i przywróceniem go do świetności. Pomyślimy także, czy da się uzyskać obraz w formacie zespolonego sygnału wizji (Composite Video). Kończąc życzę Wam udanej niedzieli i dobrego startu w nowy tydzień. Pamiętajcie o niedzielnym spacerze i może uda Wam się zaobserwować kanie rude. 🙂

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.