Construcción de un Spectrum +3.5

El tiempo pasa y nuestros queridos Spectrums se hacen viejos y en ocasiones dejan de funcionar total o parcialmente. Hace muchos años que los fabricantes dejaron de producir piezas de recambio y a veces resulta muy complicado encontrarlas. Otras veces, lo que queremos es dotar al Spectrum de nuevas prestaciones sobre todo en comunicaciones y almacenamiento de datos. Aquí veremos cómo sustituir la disquetera de 3 pulgadas interna del Spectrum +3 por otra de 3,5 pulgadas típica del más moderno ordenador de hoy en día.

A la hora de realizar el montaje diferenciaremos las siguientes partes:

• Adquisición y preparación de la disquetera de 3,5 pulgadas.
• Colocación y sujeción de la disquetera en el interior del Spectrum +3.
• Alimentación.
• Conexión de datos.

Lo ideal para este montaje sería utilizar una disquetera de doble densidad (720 Kbytes) capaz de suministrar la señal READY que necesita la controladora del +3. Dado lo complicado que es hoy en día encontrar una unidad de estas características, se explicará todo el proceso para una disquetera de alta densidad (1.44 MBytes), que podemos encontrar fácilmente en cualquier tienda de componentes informáticos y a un precio muy asequible.

La disquetera elegida la podemos ver en la Figura 1. Se ha elegido una con la parte frontal de color negro a juego con el Spectrum. En esta disquetera se pueden usar tanto discos de alta densidad (HD) - reconocibles por el orificio situado en la parte inferior derecha - como discos de doble densidad (DD) - los que no tienen dicho agujero.

Figura 1. Disquetera de 3,5 pulgadas

También sería ideal utilizar discos DD ya que la controladora de nuestro +3 no puede trabajar sin más con discos HD. Pero dado que los discos HD son mucho más baratos y fáciles de conseguir, podemos “engañar” a la disquetera tapándole el orificio con cinta adhesiva y así que se “crea” que son discos DD. La pega es que perdemos la mitad del espacio pero, aun así, tenemos el doble de espacio que con un disco de 3“.

Dado que es muy laborioso poner cinta adhesiva a todos los discos, se ha optado por alterar la disquetera para que esto no sea necesario. En la Figura 2 aparece señalado el lugar donde hay un pequeño pulsador que detecta si el disco introducido tiene o no orificio. Con un poco de pegamento podemos hacer que este pulsador permanezca siempre presionado de forma que todos los discos HD los tome como discos DD sin necesidad de cinta adhesiva.

Figura 2. Disquetera de 3,5 pulgadas

Aunque parezca increíble, es posible colocar y sujetar la disquetera de 3,5 pulgadas en el interior de nuestro Spectrum +3 sin demasiado esfuerzo. Basta con eliminar aquellas partes de plástico que nos estorben. Incluso utilizaremos los mismos tornillos que sujetan la disquetera original del +3.

Empecemos abriendo el +3, desconectando el led, el teclado y retirando la disquetera y la placa con cuidado. La carcasa está formada por dos piezas de plástico negro que distinguiremos como la superior y la inferior. Tendremos que manipular ambas partes para hacer espacio a la nueva disquetera.

La parte inferior es la más sencilla. En la Figura 3 a la izquierda tenemos la carcasa original y señalados los 4 puntos en los que hay que “intervenir”. Los dos de la izquierda (donde se atornillaba la disquetera original) hay que cortarlos en horizontal a ras de la parte superior de la placa. Por suerte, el agujero con rosca llega hasta la base y podremos atornillar la nueva disquetera. Los dos puntos de la derecha hay que cortarlos en vertical para eliminar un milímetro de plástico de la parte izquierda. En la Figura 3 a la derecha se puede observar la carcasa después de la operación.

Figura 3. Parte inferior de la carcasa antes (izquierda) y después (derecha)

Los cortes en la parte superior son casi tan sencillos como en la parte inferior. Lo que lo complica es que los cortes son más largos y, por tanto, más difíciles de hacer rectos. Aparte de esto, todo es muy sencillo. Mirando la boca de la disquetera de frente, los cortes que debemos realizar son: eliminar unos 6 milímetros de la parte izquierda y uno de la derecha. En la Figura 4, a la izquierda está la carcasa antes de hacer los cortes y a la derecha, después. Observad que en el interior del lado izquierdo está el tubo de rosca de uno de los tornillos de la base y que hay que refinarlo para dejar espacio a la disquetera (Figura 4 a la derecha del todo y señalado por una flecha).

Figura 4. Parte superior de la carcasa antes (izquierda) y después (derecha)

Para que todo quede más claro, en la Figura 5 se muestra de nuevo la carcasa original mirando de frente la boca de la disquetera y pintadas de rojo aquellas partes que se deben eliminar.

Figura 5. Partes que se deben eliminar

Como curiosidad os pongo en la Figura 6 las herramientas que se han utilizado para estos cortes. Una sierra de chapa que todos hemos usado para realizar manualidades varias en nuestros tiempos de colegiales para los cortes largos y un cutter para refinar. Como veis, nada especial. Sólo herramientas caseras.

Figura 6. Herramientas necesarias

Una vez preparada la carcasa llega el momento de colocar la disquetera. Para ello se ha empleado la pieza metálica que aparece en la Figura 7. La que aparece en la foto pertenece a un Amstrad CPC. Esta pieza es la que sujeta la disquetera de 3 pulgadas a la carcasa en el interior del CPC. La equivalente del +3 es más corta, pero también puede servir. La razón por la que se ha hecho uso de la pieza del CPC en lugar de la del +3 es sencillamente porque el +3 que se ha empleado para el montaje llevaba esa pieza en lugar de la típica del +3.

Figura 7. Pieza de sujeción de la disquetera

No obstante, se van a explicar ambos casos. Si la pieza la obtenéis de un CPC hay que hacerle lo siguiente: tal cual estaba situada originalmente la giráis 180 grados respecto a su eje longitudinal. De esta forma los orificios que quedan en el lado vertical los usaremos para atornillar la disquetera. Tal como la vemos en la foto, hay que cortarle del lado izquierdo aproximadamente un centímetro para que no tape el orificio de uno de los tornillos que sujetan las dos partes de la carcasa y hacerle en el lado horizontal dos agujeros que coincidan con los tubos de rosca que hemos cortado anteriormente.

Si la pieza es la original de un +3, hay que hacer más o menos lo mismo. La giramos 180 grados. No cortamos nada. Los orificios del lado horizontal los aprovechamos para sujetar la pieza a la carcasa y en el lado vertical practicamos dos orificios para sujetar la disquetera.

Esta vez ha habido que pedir ayuda externa para poder hacer los agujeros en el metal. Al carecer de taladradora apropiada, hubo que acudir a casa de un vecino (que tiene un taller de motos) y asunto arreglado. Seguro que todos conocéis un taller de confianza donde os puedan hacer el favor. En el peor caso podemos recurrir a una de esas grandes superficies de material de bricolaje.

Bueno, una vez preparada la pieza procedemos a ensamblarlo todo. En la Figura 8 vemos distintas imágenes que muestran el ensamblado. Primero atornillamos la placa a la carcasa. Luego colocamos la lámina de plástico para evitar que la disquetera y la pieza de sujeción hagan contactos indeseados sobre las pistas de la placa. A continuación atornillamos la pieza de sujeción a la carcasa. También atornillamos el cablecillo que conectará a la disquetera con masa. El primer extremo del cablecillo debemos ponerlo entre la placa y la lámina de plástico y el tornillo encima del plástico. Finalmente atornillamos la disquetera a la pieza de sujeción. En uno de los tornillos colocamos el otro extremo del cablecillo y ya tenemos la disquetera montada.

Figura 8. Ensamblado de la disquetera en el interior del Spectrum +3

Ésta es la parte más sencilla de todo el montaje. Lo único que hay que hacer es coger el cable de alimentación de la disquetera de 3” e intercambiar los cables rojo y naranja. Cada uno de los cables está sujeto al conector mediante una lengüeta de plástico. Si la levantamos ligeramente el cable queda libre y podremos extraerlo para colocarlo en su nueva posición. En la Figura 9 puede verse el conector con los cables rojo y naranja intercambiados.

Figura 9. Alimentación de la disquetera

Llegamos a la parte más compleja del montaje. Aquí podemos aplicar decenas de soluciones diferentes y todas ellas válidas en mayor o menor medida. En nuestro caso nos vamos a limitar a describir una de ellas, creemos que una de las más adecuadas.

Bien, empecemos con un poco de teoría. En la Figura 10 se muestra el convenio de numeración que vamos a seguir para indicar las conexiones. Arriba está la parte trasera de una disquetera de 3 pulgadas y abajo la de una de 3,5 pulgadas. En esta numeración, todos los pines impares se corresponden con masa y en ambas disqueteras se sitúan en la fila inferior del conector. En la fila superior están las líneas de datos (en cuya funcionalidad no se va a profundizar ya que excede el propósito de este artículo). En la Figura 11 se indica la correspondencia entre las señales de ambas disqueteras y los pines.

Figura 10. Numeración de los pines

Figura 11. Correspondencia de señales

Todas las señales del conector de la disquetera de 3 pulgadas existen en el conector de la de 3,5 pulgadas a excepción de la señal Ready. Esta señal es generada por la disquetera de 3 pulgadas para indicar a la controladora que se encuentra lista para recibir órdenes de lectura o escritura de datos, es decir, que tiene un disco válido en su interior y que puede utilizarlo. Las disqueteras modernas de 3,5 pulgadas no generan esta señal, por lo que debemos proporcionarla nosotros.

La forma más fácil y rápida es conectar este pin a masa. Haciendo esto, ya es suficiente para poder utilizar la nueva disquetera con nuestro +3, pero hay algunos inconvenientes:

1. Al arrancar el +3, nos dirá que están disponibles las unidades A y B aunque físicamente la unidad B no esté conectada. Esto que a primera vista no parece importante, en realidad sí lo es. El +3, al creer que tiene una segunda unidad de disco, en comandos BASIC como: COPY “A:*.*” TO “B:*.*”, en lugar de pedir al usuario que introduzca el disco para B y que pulse una tecla, intentará acceder a la unidad externa que no existe. En general, cualquier comando que haga referencia a la unidad B bloqueará el +3.
2. Con la señal Ready conectada a masa es imposible utilizar la opción Cargador del menú para cargar programas de cinta. La explicación es sencilla: como estamos engañando a la controladora para hacerle creer que la disquetera está preparada para ejecutar comandos, aunque no haya disco se mandan las órdenes a la disquetera y se espera a que finalicen, cosa que nunca ocurre. Sí, es evidente, si se pone en la unidad un disco que no sea de auto-arranque, después de las comprobaciones oportunas el +3 empezará a escuchar la entrada de cinta. ¿Pero tiene mucha lógica estar obligado a poner un disco en la disquetera si lo que se quiere es cargar de cinta?
3. Otro inconveniente aparece en aquellas aplicaciones en las que no se sigue adelante hasta que se detecta la extracción del disco. Esto ocurre en copiadores de discos o en el test de la ROM del +3.

Otra alternativa es utilizar la señal “Drive Select 1” como señal Ready. Con esto se consigue solucionar el punto 1, pero no el resto. Otro inconveniente es que cuando se intenta acceder a la unidad externa, ésta entra en conflicto con la interna. Todas las señales son las mismas para la unidad interna y para la externa a excepción de “Drive Select 1” la cual tiene valores opuestos, por tanto, al acceder a la unidad externa, está activa la señal Ready (la pone a nivel bajo) mientras que en la interna, a causa de la conexión realizada, se intenta poner la señal Ready a nivel alto, con lo que se corre el riesgo de estropear las disqueteras.

Al final hemos optado por utilizar un interruptor de tres posiciones. En uso normal sin disquetera externa, pondremos el interruptor en la posición uno (Drive Select 1 como Ready). Si vamos a utilizar una disquetera externa de 3,5 pulgadas, pondremos el interruptor en la posición 3 (Ready conectado a masa). Y si se va a utilizar una disquetera externa de 3 pulgadas o deseamos que se detecte la no presencia de un disco, situaremos el interruptor en la posición 2 (Ready no conectado a nada).

Por último, antes de pasar al montaje físico, sólo mencionar que se utilizará otro interruptor adicional de dos posiciones para indicar la cara del disco a la que se va a acceder. Para utilizar la cara B hay que poner la señal “Head Select” a nivel bajo.

En la realización práctica, el primer problema con el que nos topamos es encontrar el lugar idóneo para colocar los dos interruptores. En este montaje se propone situarlos en el hueco que queda encima de la boca de la disquetera. A la derecha el que permite seleccionar la cara del disco y a la izquierda el que genera la señal Ready. En la Figura 12 se pueden ver los interruptores montados.

Figura 12. Montaje de los interruptores

Lo primero es conseguir plástico negro similar al de la carcasa del +3 para tapar el agujero que queda por encima de la disquetera de 3,5 pulgadas. En las tiendas de componentes electrónicos venden unas cajas negras de plástico de donde se puede cortar. Una vez se tiene cortado a la medida se le practican dos orificios rectangulares lo suficientemente grandes para que las palancas de ambos interruptores puedan moverse con libertad. La carcasa, la pieza de plástico y los interruptores se han unido entre sí con pegamento. El resultado es bastante bueno.

A los interruptores hay que hacerles llegar 4 señales del cable de datos de la disquetera (“Head Select”, “Drive Select 1”, “Ready” y Masa). Al igual que se hace con el led de encendido, se ha utilizado un conector de cuatro pines para poder separar las dos partes de la carcasa.

Las conexiones eléctricas son, de izquierda a derecha: “Drive Select 1”, “Ready” y Masa para el interruptor de la izquierda y Nada, “Head Select” y Masa para el interruptor de la derecha.

Ya sólo nos queda conectar el cable de datos a la disquetera. Tenemos un conector IDC hembra de 26 pines que de alguna forma hay que convertir en un conector IDC hembra de 34 pines y, además, dejar espacio para los 4 hilos que han de llegar hasta los interruptores.

La opción más rápida y barata es sustituir el conector de 26 por uno de 34. Esta opción se descartó porque la idea es conservar las piezas originales del Spectrum en la medida de lo posible. Sobre todo aquellas difíciles de sustituir.

Otra opción, la que se quiso aplicar en un principio, es montar un cable que, a un extremo, tenga un conector hembra de 34 pines (Disquetera de 3,5 pulgadas) y al otro extremo un conector macho de 26 (Cable de la placa). Pero tras buscar por distintas tiendas, no hubo forma de localizar ningún conector IDC macho que no fuese para soldadura en placa.

Tras pensarlo mucho se decidió hacer lo siguiente: Comprar un conector IDC macho de 26 pines y otro de 34. Soldar los pines del conector de 26 directamente a sus correspondientes del 34 tal como se explicará a continuación. Y luego, con un cable de disquetera de PC, conectar la disquetera.

Soldar el conector de 26 pines directamente al de 34 es muchísimo más fácil de lo que parece. En la se detallan los distintos pasos. Lo primero es eliminar los pines del conector de 34 que nos molestan. No los que no vamos a soldar, sino aquellos con los que podemos tropezar. Los pines son el 34 y el 10. Ahora el pin 8 lo doblamos un poco hacia donde estaba el 10. Y, finalmente, el pin 2 del conector de 26 lo doblamos un poco en dirección opuesta al pin 4. Ver Figura 13B.

Figura 13. Conectores IDC

Una vez hecho esto, ya se puede proceder a soldar. Para ello, la mejor forma es poner ambos conectores en posición vertical tal como aparece en la Figura 13C. El conector de 26 pines puesto a la izquierda con los pines 25 y 26 en la parte inferior. El conector de 34 pines puesto a la derecha y con los pines 33 y 34 en la parte inferior. Ahora hay que hacer coincidir los pines de ambos conectores según la tabla de la Figura 11. Fijaos que el pin 2 del IDC26 está doblado hacia arriba y coincide con el pin 8 del IDC34, que está doblado hacia abajo.

La soldadura más crítica es la primera: pin 4 del IDC26 con pin 12 del IDC34. Al decir crítica se trata de que es posible que al acercar el soldador y el estaño movamos un poco alguno de los dos conectores separando los pines y, por tanto, dificultando el resto de soldaduras. Hay que ir con cuidado y reintentarlo si es necesario. Repetimos, no es nada difícil, sobre todo si ya habéis soldado otras cosas.

La segunda soldadura que se recomienda hacer es pin 24 del IDC26 con pin 32 del IDC34. En la Figura 13D podéis ver los dos conectores unidos con estas dos soldaduras. Una vez hechas estas dos, veréis que ambos conectores ya están sujetos y que podemos ponerlos en otra posición que nos resulte más cómoda. Si las dos primeras se hacen bien, el resto será como jugar a La Abadia Del Crimen con Obsequivm infinito y un mapa completo.

Tras soldar el resto de pines pares hay que unir todos los impares entre sí. Una buena manera de hacerlo es coger un trozo de hilo de cobre e ir soldándolos de uno en uno. Primero en un conector y luego el otro. Finalmente, hay que soldar los 4 hilos que irán hasta los dos interruptores. En la Figura 14 se puede ver el resultado. Las soldaduras de los conectores IDC se han cubierto con cinta aislante.

Figura 14. Conexión de datos

En la Figura 15 se puede ver la disquetera de 3,5 pulgadas montada en el interior del Spectrum y con todas las conexiones. El cable que llega a la disquetera es el mismo que el usado en cualquier PC, si bien, hemos construido uno más corto para facilitar su montaje dentro del Spectrum.

Figura 15. Disquetera 3.5 pulgadas con todas las conexiones

Bien, el montaje ya está finalizado. Sólo falta cerrar el Spectrum sin olvidarse de conectar el cable del led y el nuevo cable de control de la disquetera. Una vez cerrado se obtiene el flamante Spectrum + 3,5 que aparece en la Figura 16.

Figura 16. Spectrum + 3,5

Como ocurre siempre en el mundo de la informática, el hardware más avanzado no sirve de nada sin un software apropiado que le saque su debido rendimiento. Pues bien, este montaje no es ninguna excepción. Con lo expuesto hasta aquí, ya se pueden utilizar discos de 3,5 pulgadas con el +3. Se pueden formatear, leer y escribir desde BASIC pero con la capacidad estándar de 180K por cara. Afortunadamente existen las cpdtools con las cuales, y con la ayuda de un PC, se pueden formatear los discos a una capacidad de 720K por disco utilizables sin necesidad de cambiar de cara.

Bernardo Iborra
Enero 2004
MagazineZX #5