Ultimate 64 – jak podłączyć do analogowego TV?

Wakacje za nami, nadszedł wrzesień, ze swoimi chłodniejszymi porankami i wieczorami za to oferując nam spokojniejszą pogodę i przepiękne chmury, które pięknie oświetlone pod już mniejszym kątem malowniczo płyną po niebie. W przyrodzie widać spowolnienie i letnie szaleństwo zastępuje dojrzałość późnego lata objawiająca się obwieszonymi owocami śliwami, jabłoniami czy gruszami. Pająki na łąkach powoli zaczynają pleść pajęczyny, ale do babiego lata jeszcze daleko. Co do wakacji letnich to ich długość w naszym kraju wypada na średnim poziomie. Mamy ich 10 tygodni. Podobnie jest w szkołach czeskich, słowackich, szwedzkich i finlandzkich. Krótsze niż u nas letnie wakacje mamy w większości krajów Europy Zachodniej jak np. w Austrii, Belgii, Francji, Luksemburgu, Norwegii, Anglii czy Danii. Najkrótsze wakacje letnie mają dzieci w Niemczech, Holandii i Szkocji (6 tygodni), ale rekompensowane one są innymi przerwami w nauce (np. wakacje jesienne). Dłuższe niż u nas wakacje mają dzieci z Litwy, Estonii, Węgier, Grecji, Islandii, Włoch i Rumunii, a zdecydowanie rekordzistkami w tym zakresie są: Malta, Łotwa i Turcja (13 tygodni). W niektórych krajach przerwa wakacyjna jest też zróżnicowana w zależności od wieku dzieci. A jak to wygląda na antypodach? Wakacje letnie zaczynają się w Australii 20 grudnia, a nowy rok szkolny zaczyna się na przełomie stycznia i lutego. Również w Brazylii, Chile czy w Argentynie rok szkolny kończy się w połowie grudnia, a rozpoczyna w połowie lub pod koniec lutego. Widać że lato w każdym miejscu na świecie jest nieodmiennie związane z wakacjami i bardzo dobrze! 🙂

Co słychać w ogrodzie? Trawa po ostatnich opadach i temperaturach ok. 20ºC zdecydowanie się zazieleniła. Powoli hortensje bukietowe zmieniają barwę z białej na czerwoną. Dojrzewają owoce czarnego bzu, ognika i rajskiej jabłoni.

W ogrodzie dalej nieodmiennie królują kosy, ale co ciekawe pojawiać się zaczął także nasz długo nieobecny Ptaszek Rudzik. 🙂 Pies testuje nowe pozycje psa stróżującego namierzając za pomocą talerza typu ‘ringo-ziemia’ kota sąsiada metodą odbioru skupionych przez talerz fal dźwiękowych trafiających do jego uszu. Pozycja ta wymaga precyzyjnego ustawienia talerza, ale jak widać pies radzi sobie z tym całkiem nieźle. 😉

Czym dzisiaj się zajmiemy? Zakończymy nasz tryptyk dotyczący Ultimate 64, pozwalając mu uzyskać najlepszy możliwy obraz w wersji analogowej, wykorzystując do tego sygnał składający się z trzech barw podstawowych, a mianowicie: zieleni, czerwieni i koloru niebieskiego. Szykujcie aromatyczną kawę, leżak lub kanapę. Gotowi? Jeżeli Wasze ciężko pracujące stopy zostały uwolnione od przenoszenia ciężaru całego ciała i odpoczywają a aromat kawy pobudza zmysły, to możemy zaczynać! 😉

***

Tak jak być może pamiętacie Ultimate 64 może generować obraz cyfrowy w trybach: ‘DVI over HDMI’ oraz ‘HDMI’. Oczywiście daje nam to doskonałej jakości obraz. Co jednak jeśli nie mamy wejścia HDMI w naszym monitorze, albo zależy nam na obrazie o oryginalnych proporcjach C64, a mianowicie 4:3? Tu Ultimate 64 ma gotowe rozwiązania. Po pierwsze możemy zastosować oryginalny kabel monitorowy od C64 z tą małą różnicą, że aby uzyskać dźwięk stereo musimy dodatkowo wyprowadzić sygnał prawego kanału za pomocą pinu 5 wtyczki DIN 8. W tym trybie mamy do dyspozycji zarówno zespolony sygnał wizji CVBS (ang. Composite Video Baseband Signal) jak i dający lepszy obraz sygnał S-Video (nie mylić z S-VHS będącym standardem zapisu obrazu na taśmach magnetycznych 🙂 ) składający się z dwóch sygnałów, a mianowicie sygnału luminancji (ang. Luminance – Y) dającego nam informację o jasności obrazu i sygnału chrominancji (ang. Chrominance – C) dającego nam informację o kolorze. W kolorowych telewizorach analogowych obraz tworzony jest za pomocą strumienia elektronów emitowanych przez trzy działa elektronowe i odchylanych tak, aby strumienie te padały w określone punkty ekranu powodując świecenie kineskopu pokrytego od wewnątrz luminoforem. Co więcej każde z trzech dział odpowiedzialne jest za wzbudzanie tylko jednego z trzech dostępnych bazowych kolorów luminoforu (Red, Green, Blue) sterując jego jasnością. Dokładność trafiania w określony punkt ekranu uzyskuje się dodatkowo poprzez zastosowanie specjalnej maski z otworami lub siatki złożonej z pionowych drucików (ten drugi sposób wykazujący się większą ostrością i kontrastem użył w swoim kineskopie typu Trinitron koncern Sony).

Poprzez złożenie jasności trzech położonych obok siebie punktów RGB uzyskuje się w wyniku syntezy addytywnej pożądany kolor. Jeżeli przyjrzycie się bliżej ekranowi analogowego telewizora to zauważycie, że każdy punkt składa się z trzech segmentów: R, G, B. Podobnie zresztą wygląda obraz monitora LCD, z tą jednak różnicą, że nie mamy tu dział elektronowych, a zastępują je odpowiednie segmenty R, G, B matrycy kolorowego wyświetlacza ciekłokrystalicznego. Oczywiście w telewizorach zarówno sygnały Composite Video (CVBS) jak i S-Video trzeba zdekodować do poziomu RGB, co często wiąże się ze stratą jakości obrazu. Dlatego zdecydowanie najlepszą opcją w przypadku sygnału analogowego jest zastosowanie od razu sygnału RGB. Unikamy w ten sposób zarówno konieczności odpowiedniego modulowania sygnału obrazu kolorowego, jak i jego dekodowania (demodulacji) do poziomu RGB, a zatem unikamy aż dwóch możliwych źródeł strat jakości obrazu.

Tego typu problemy nie mają zastosowania w przypadku sygnałów cyfrowych, jednak tu pojawiają się inne problemy, a mianowicie stratna kompresja obrazu, zakłócenia w transmisji i konieczność zastosowania specjalnych mechanizmów pozwalających odtworzyć brakujący (nieprzesłany) fragment obrazu, itp.. Często możecie to zauważyć w postaci dużych pikseli lub innych artefaktów pojawiających się na cyfrowo transmitowanym obrazie. Wracając jednak do sygnału analogowego, to co najlepsze możemy zrobić, to właśnie zastosować sygnał RGB. Każdy kolor podstawowy przesyłany jest tu za pomocą osobnego analogowego sygnału, odpowiednio: R, G, B. Dodatkowo potrzebny jest sygnał, który będzie informował zarówno o tym kiedy kończy się linia obrazu i działa elektronowe powinny przejść do tworzenia następnej linii, jak i o sytuacji, gdy cały obraz został stworzony i działa powinny zostać wygaszone i skierowane ponownie do pierwszego górnego lewego punktu ekranu. Do tego celu służą sygnały synchronizacji pionowej i poziomej, które w przypadku sygnałów zespolonych (CVBS, S-Video) są odpowiednio w nie wmodulowane, będąc niejako częścią tych sygnałów. W przypadku sygnału RGB możemy mieć albo osobne sygnały synchronizacji poziomej (ang. Horizontal Sync – HSync) i pionowej (ang. Vertical Sync – VSync) albo złożenie tych dwóch sygnałów w postaci zespolonego sygnału synchronizacji (ang. Composite Sync – CSync). W przypadku Ultimate 64 mamy do czynienia z tym drugim typem sygnału zgodnym ze standardem złącza SCART. Tyle teorii. Mam nadzieję, że nie przysnęliście, no tak, to pewnie dlatego tak gorąco zachęcam, aby chwycić za filiżankę kawy. 😉

Przejdźmy teraz do wykonania kabla RGB dla naszego Ultimate: Potrzebować będziemy:

• przewód 8-żyłowy A/V ekranowany
• wtyczka DIN8 262º, polecam wtyczki Hirschmanna, które dobrze się lutuje i nie topią się podczas tej operacji
• wtyczka SCART – tzw. do lutowania – ważne ponieważ niektóre wtyczki (do zaciskania) bardzo źle się lutuje z racji użytych do ich budowy materiałów.

Zacznijmy od przewodu, ja zastosowałem 2 metrowy ekranowany przewód 8C+1, co daje osiem żył izolowanych plus ekran:

Bardzo istotnym elementem jest odpowiedni dobór wtyczki. Gniazdo DIN-8 występuje w kilku wariantach z czego dwa są bardzo do siebie podobne:

Ja zastosowałem bardzo dobrej jakości wtyczkę firmy Hirschmann następującego typu:

Zacznijmy od demontażu wtyczki DIN:

W następnym kroku zaznaczamy markerem ile izolacji powinniśmy usunąć z przewodu:

Tu z pomocą przychodzi niezastąpiona ściągarka do izolacji:

Po ściągnięciu izolacji, zawijamy folię ekranującą i skręcamy niezaizolowane żyły ekranu:

Plastikową odginkę, skracamy ponieważ jest zbyt wąska dla naszego przewodu:

i następnie zakładamy ją na przewód:

W kolejnym kroku ściągamy niemal całkowicie izolację jednej z żył, która będzie pełniła rolę masy (GND):

Teraz skręcamy razem odizolowany przewód masy z przewodem ekranu:

Ściągamy po około 2mm izolacji z pozostałych przewodów i pobielamy końcówki lutownicą ustawioną na 280°C, tak aby nie stopić delikatnej izolacji.

Czas teraz przejść do montażu wtyczki. Najpierw pokrywamy piny wtyczki topnikiem w żelu firmy ‘Termopasty’:

Przed lutowaniem dobrze jeszcze wyczyścić grot lutownicy, wycierając go w wełnie do czyszczenia grotów:

A następnie wycierając w nawilżonej wodą gąbce. Czynności te dobrze jest powtórzyć.

Teraz możemy spokojnie zająć się lutowaniem zwracając uwagę, aby czas lutowania nie przekraczał 3-5s tak, aby nie potopić izolacji.

Połączenia wykonujemy wg poniższego schematu:

Pin DIN8	CVBS+SVIDEO Mode	RGB Mode
1	Luminance	Green
2	GND	GND
3	Audio Out – L	Audio Out – L
4	Composite Video	RED
5	Audio Out – R	Audio Out – R
6	Chrominance	BLUE
7	not used	CSync
8	not used	Fast Switching

Sygnał Fast Switching używany jest to tego, aby poinformować telewizor czy ma pracować w trybie Composite Video (sygnał Fast Switching w zakresie 0-0,4V) czy ma też pracować w trybie RGB (sygnał Fast Switching w zakresie 1-3V). Co do samej wtyczki DIN8 to jej numeracja jest następująca (patrząc od strony lutowania):

Przystępujemy do lutowania:

W kolejnym kroku zakładamy na skręcone żyły GND-Ekran izolację termokurczliwą i zaciskamy ją za pomocą Hot-Air’a nastawionego na 170ºC. Notujemy kolory użytych przewodów dla poszczególnych pinów, tak aby odpowiednio połączyć je po drugiej stronie.

Po zlutowaniu montujemy wtyczkę zaciskając uchwyt przewodu i dbając o to, aby folia ekranu także została zaciśnięta w uchwycie i miała z nim kontakt.

Zakładamy drugą część wtyczki:

Następnie nasuwamy obudowę z odginką:

Wtyk gotowy! 🙂

Czas zająć się drugą stroną naszego kabla. Odkręcamy pierścień odginki i nakładamy go na przewód, nie zapomnijcie tego kroku, bo czekać Was będzie wspomagana przekleństwami akcja  odlutowywania 8 przewodów. 😉

W następnym kroku otwieramy ostrożnie wtyczkę, najlepiej zaczynając od strony, gdzie wychodzi przewód:

Rozmontowujemy wtyczkę i zaznaczamy ile izolacji powinniśmy ściągnąć:

Tu także z pomocą przychodzi ściągarka do izolacji:

Teraz czas przyjrzeć się wtyczce, która ma następujący rozkład pinów (od strony lutowania):

Podobnie jak w przypadku wtyku DIN przygotowujemy przewód odizolowując jego końcówki i pobielając je cyną.

Przewód ekranu skręcamy i nakładamy na niego izolację termokurczliwą, którą następnie obkurczamy hot-air’em:

Piny wtyczki, które będziemy lutować pokrywamy topnikiem w żelu firmy ‘Termopasty’:

Z dodatkowego przewodu robimy mostek łączący piny masowe z jednej strony wtyczki (GND), odpowiednio 5, 9 i 11, do których dolutowujemy przewód masowy (GND):

Masę po drugiej stronie (pin 4) podłączamy do skręconego i zaizolowanego przewodu ekranu (pamiętamy, że przewód masowy i ekranu, zostały skręcone po stronie wtyku DIN i nie musimy już ich łączyć po stronie gniazda SCART). Jeżeli chcemy, to możemy dodatkowo dolutować przewód ekranu do metalowej obejmy wtyku SCART (21). Ja tego nie zrobiłem, bo i tak galwanicznie obejma jest połączona do masy w obwodzie TV.

Czas na montaż wtyczki:

i dokręcenie pierścienia odginki:

Przewód gotowy:

Teraz czas na ważny element, czyli test poprawności wykonania. Do tego celu stosujemy multimetr w opcji wykrywania przejścia, sprawdzając zarówno prawidłowość podłączenia jak i ewentualne zwarcia pomiędzy pinami i szczególnie zwarcia pinów do masy.

Testy wypadają pomyślnie, Odpalamy teraz Ultimate 64 i przechodząc do Menu (przycisk ‘Power’ a następnie ‘F2’), wchodzimy do ustawień: ‘U64 specific settings’ i ustawiamy typ obrazu jako ‘PAL’:

Następnie w ‘Analog Video Mode’ wybieramy: ‘RGB’.

Podłączamy następnie wtyk DIN do gniazda Video w Ultimate 64, a wtyczkę SCART do TV.

Odpalmy teraz ponownie Ultimate 64 i zobaczmy jak wygląda analogowy obraz:

Ekran wygląda bardzo dobrze, obraz jest ostry i pozbawiony artefaktów czy odbić. Powiększmy jeszcze bardziej fragment obrazu:

Jak na analogowy obraz, jest bardzo dobrze. 🙂

Na koniec przyjrzyjmy się sygnałom jakie do TV przesyła Ultimate 64 zacznijmy od jednego z sygnałów RGB a mianowicie sygnału RED:

Widać tu jak linia po linii przesyłany jest sygnał dotyczący jasności czerwonego luminoforu. Częstotliwość zmierzona to 15,64 kHz co odpowiada częstotliwości odświeżania poziomego dla sygnału PAL 15,625 kHz (zakładam, że występuje tu błąd pomiaru). Widać także jak dla niektórych linii mamy maksymalne nasycenie czerwieni, a dla innych występują jej zaciemnienia, możemy mieć tu np. do czynienia z fontami, które widać w postaci “wywieszonego prania” na krzywej. 😉

Zobaczmy jak wygląda sygnał zespolony synchronizacji:

***

Na koniec zobaczmy jak wyglądają sygnały generowane przez Ultimate gdy przełączymy go w tryb ‘CVBS + SVideo’. Zacznijmy od SVideo i jego pierwszego sygnału, a mianowicie Luminancji (informacja o jasności):

Drugi to sygnał chrominancji (informacja o kolorze):

Obraz generowany za pomocą sygnału SVideo przez Ultimate 64 okazuje się być całkiem niezłej jakości:

Przejdźmy teraz do sygnału zespolonego wizji (CVBS), który jest złożeniem dwóch powyższych sygnałów (Y+C):

Uzyskany obraz jest poprawny, zauważalny jest jednak spadek jakości w stosunku do obrazu SVideo, nie mówiąc już o obrazie RGB.

No to wiemy już wszystko o wizyjnych sygnałach analogowych i sprawdziliśmy jak w tej kwestii radzi sobie Ultimate 64. 🙂 Mamy też wykonany kabel do analogowego podłączenia TV/Monitora poprzez złącze SCART z wykorzystaniem sygnału RGB. Kończymy zatem nasz tryptyk i zadowoleni możemy przejść do użytkowania Ultimate 64 i cieszenia się z jakości jaką oferuje.

Rozwiązanie konkursu!

Dwa tygodnie temu ogłosiiliśmy konkurs na rozstrzygnięcie, który z motywów muzycznych gry “The Great Giana Sisters” jest odgrywany przez emulowany UltiSID z Ultimate 64, a który przez oryginalny układ SID. Wśród autorów prawidłowych odpowiedzi maszyna losująca w postaci obudzonego o 6:40 rano (gwarantowany wysoki poziom nieprzytomności 😉 ) mojego syna wyłoniła zwycięzcę i został nim Pan Paweł R. 🙂 Nagrodą za identyfikację SIDa jest coś związango z innym SIDem, a mianowicie doskonała biografia twórcy gry “Civilization” Sida Meiera. 😉 Zwycięzcy gratuluję i skontaktuję się z nim mailowo w celu ustalenia sposobu dostarczenia nagrody. Ale zaraz, zapomniałem powiedzieć, który plik to oryginalny SID. Był to plik nr 2. 🙂

***

Kończąc, życzę Wam udanego tygodnia, dobrej pogody i spokojnego wejścia w powakacyjne tryby. Rodzicom dobrego szkolnego startu ich pociech i aby szkoła była miejscem wspierającym talenty i spełniającym oczekiwania dzieci, a niekoniecznie tylko ich rodziców. Zawsze bawią mnie nazwy profili klas w liceach typu: biologiczno-medyczny, humanistyczno-prawniczy, matematyczno-informatyczny. Odnoszę tu wrażenie, że pierwszy trzon jest dla ucznia, a drugi dla rodzica. 😉 Ostatnio spotkałem się nawet z przedszkolem o profilu informatycznym, jestem zdecydowanie za edukacją informatyczną, ale nie wiem czy przedszkole to jednak nie za wcześnie… No ale zostawmy ten temat, pogoda sprzyja spacerom a i w kuchni czas najwyższy na placek ze śliwkami, oczywiście z podwójną kruszonką! 😉 Trzymajcie się ciepło! 🙂