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PCI複合ボードの自作　その1

今度のネタはPCI拡張カードの自作になります。
現時点で既にプリント基板の製造が完了してブツの到着待ちという状態ですので、
それまでの間に解説して行こうと思います。

まずは設計データからお見せしましょう。

画像上が基板表、下が裏です。
構成はAEC-6280(ATA133)とUSB1.1の複合機能。
ただし複合機能とは言っても、PCIブリッジなどを用いたマルチファンクションカードではありません。
一枚の基板にPCIスロット2個分のリソースを詰め込んでおり、実質的にはPCI増設に近いです。
要はこの記事の内容をコンパクトにまとめたものですね。

USB1.1とATA133という組み合わせは性能的に物足りない感じもしますが、
・解析が人力なので、回路が単純なボードでないとコピーすら困難
・コストの都合で2層基板での製作になるため、多電源のデバイスは避けたい
という理由からあまり無理はしない(複雑な基板を作らない)ことにしました。
＃実はUSB/ATAいずれのチップも5Vと3.3Vを使用するのですが、この時点では分かっていません。

ところで、本来であれば基板が手元に届いて製作を開始している頃だったのですが、

なぜか荷物はメキシコへ…！？
慌てて基板屋にメールを入れたのは言うまでもありません。

98のバックアップ電池をCR2032で代用するその4

動作不良の原因についてですが、当初はダイオードによる電圧降下を疑っていました。
そのため、ダイオードの置き換えについても少々実験しています。
結果的に問題があったのは抵抗の方だったため、話を引っ張っておいて言うのも何ですが、
有益な情報ではなくただの苦労話です。

1S2076A(最初に作ったものに使用)の場合、順方向電圧(VF)は最大0.8Vとなっています。
画像のように実測では0.6V程度でしたが、無視するにはちょっと大きな値です。
電圧降下を減らすためにVFの小さいダイオードに置き換えてみます。

PCI-SCSI2ボードのTERMPWR供給部に使われていた高性能(っぽい)ダイオードだとかなり
電圧降下が小さくなりました。

近所の部品屋で買ってきたD1NS4というダイオードを直列に2本つなげるとこの程度。
電圧だけを見れば1S2076Aよりマシに見えます。
＃こっちは実験用に追加製作した基板なのですが(抵抗のところがソケットになっている)、
＃コネクタの極性や基板に対するコネクタの向きが逆でした(汗
＃オス側を削ってコネクタを逆挿しすることで無理やり対応しています。

しかしこれらは逆電流(IR)の値が大きい、または不明なので長期使用は考え物。
例えば上のD1NS4だとIRが最大0.8mAと、1S2076Aの100nAとは比較にならない数値です。
逆電流についてはデータシートのグラフからは読み取れない部分が多いため、画像のように
直列にすることで値を小さくできるかどうかは不明です。
ダイオードにかかる電流の増減によって変化するのかどうかも僕には分かりません。

結局、少々のロスには目をつぶってでも1S2076Aのままの方が良いという結論に達しました。
逆電流の蓄積は最悪電池の破損につながるため、リスクはなるべく減らしたいところです。
＃なら最初から純正の充電池を使えばいいじゃないかというツッコミは無しの方向で…。

ちなみに、マザーボードに電池を接続するケーブルのコネクタはまだ新品で売っているようです。

左の茶色いのがソレ。
買ったのはマルツパーツ館ですが、正式名称のIL-Sコネクタではなくお店の独自コード名で
登録されているため見つけにくいかもしれません。
IL-Sコネクタは製造元でディスコンになったようなので、買いだめしておきました。

右のEHコネクタは奥行きが短いのに加えて圧着端子がセットになっているのでこういった工作に
よく使うのですが、圧着が難しく扱いづらいので使い勝手はいまいちです。

98のバックアップ電池をCR2032で代用するその3

最初にお詫びから。
3年ほど前に98用バックアップ電池の代用品を作成してブログに載せたのですが、
設計に問題があって正常動作していませんでした。

具体的には、
・そもそも時計が全く保持できない
・システムセットアップメニューやメモリスイッチは辛うじて記憶できるが、ひと月前後で消える
というお粗末な内容で、代用品として使えるレベルではありません。
あの記事をマネて迷惑を被った人がもしいたらゴメンナサイ。

今更ですが改良版を作成したので、記事を掲げておきます。

修正箇所は電流制限用の抵抗一箇所だけ。
抵抗値が1KΩだったところを820Ωに入れ換えたら時計を保持できるようになりました。
これだと電流値がカレンダICの動作ギリギリの可能性があるので、もう少し抵抗値を下げても
良いかもしれません。

1KΩという値の根拠についてですが、CR2032のデータシートにある
R(kΩ)≧V(主電源電圧-電池の電圧)/I(最大許容充電電流)
という計算式に基づいています。
最悪のケースを想定した場合V=5V、I=5mAになると考えたのですが、あまりに極端だったようですね。
＃実際Vが5Vになるのは保護ダイオードと充電回路の故障が重なって5V直結になり、電池が放電しきって
＃出力0Vになる(そんなことあるのか？)という条件が重なった場合です。
＃Iの値にしてもメーカーによっては(マクセルなど)10mAとなっています。

画像ではダイオードも違うのになっているのですが、それについては次回。

追記
改めて各社のデータシートを確認したのですが、CR2032の最大許容充電電流は10mAでメーカーによる
違いはないようです(従ってR≧0.5kΩとなる)。
情報収集時に何かの勘違いをしていたようで、重ねてお詫び致します。
ああ恥ずかしい…。

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G8XBY改とG8XBZ

(前回の続きのような話)
枝番の末尾が-2のFD1231の場合PC-98用とAT互換機用の両方が存在し、共通の基板を抵抗などの
実装位置で切り替える設計になっています。
つまり面倒な解析をしなくても、見比べながら部品を付け替えるだけで相互に転用できるということですね。
＃-2型のFD1231におけるAT→98の改造方法については、検索すれば容易に見つかるので記載しません。

この画像はAT用の基板であるG8XBYをPC-98用に改変したもの。
チップ抵抗を元から載っていたのと同じものにそろえるのはちょっとしたこだわりです。
2DD検出のマイクロスイッチは念の為除去してありますが、J8の0Ω抵抗を外すだけで多分大丈夫。

手元にあるPC-98用のG8XBZは2種類。
FDCがTRN9510でD1に部品が実装されているものと、FDCがTRN9510AでD1が未実装のものがあります。
1枚目画像のFDCはTRN9510AのためD1のダイオードは不要っぽいですが、あっても実害はない模様。

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G8XZJ改

今日はAT互換機用のFDDであるFD1231HをPC-98に転用する改造のご紹介。
FD1231系のFDDは多くの種類があり、世代ごとに制御基板が異なるため、98用に改造する場合の手法も
それぞれ異なります。
今回取り上げるドライブは(たぶん)4世代目のもので、改造方法の元ネタはこちら。
そして、元ネタの内容を補足、改訂してまとめた記事が試運転さんのところに掲載されています。
＃自分も解析と動作検証に一枚噛んでたりします。