ZX Spectrum 128K

Ein arabisches Toast Rack

Dieses Mal habe ich eine echte Kuriosität für dich. 🙂

Es ist ein ZX Spectrum 128K. Er wurde von Sinclair und ihrem spanischen Distributor Investrónica entworfen und war ein großes Upgrade des ZX Spectrum 48K. Zu dieser Zeit war das 48K-Modell mit seinem begrenzten RAM und dem einfachen Sound-Beeper ziemlich veraltet, und Sinclair hatte nichts in der Hand, um mit dem Commodore 64 zu konkurrieren, der in immer mehr Haushalten an Boden gewann.

Das 128K-Modell verfügt über 128K RAM (was auch Double Buffering ermöglichte), einen AY-3-8912 Soundchip, einen RGB-Monitoranschluss, eine serielle Schnittstelle und einen optionalen externen Ziffernblock. Hardware-Sprites fehlen jedoch nach wie vor. Auf der Softwareseite bietet es ein stark verbessertes BASIC.

Die Form des markanten Kühlkörpers auf der rechten Seite des Gehäuses gab der Maschine ihren Spitznamen: “Toast Rack” (Toastständer).

Das Modell wurde zuerst in Spanien verkauft, da Sinclair UK noch eine große Anzahl unverkaufter 48K-Modelle hatte. Letztendlich konnte es Sinclair nicht vor dem Bankrott retten, aber das 128K-Modell war sicherlich sehr attraktiv für den neuen Eigentümer Amstrad. Heute ist das Toast Rack ein begehrtes Objekt für jeden ernsthaften Sinclair-Sammler. (Wenn du mehr über die Geschichte des ZX Spectrum 128K lesen möchtest, gibt es einen großartigen Beitrag auf 21twice.com!)

Was dieses spezielle Modell so kurios macht, ist, dass es sich um eine arabische Modifikation handelt. 😀 Es gibt Aufkleber mit arabischen Buchstaben auf der Tastatur, und auf der Vorderseite befindet sich ein Schalter, um zwischen dem originalen 128K-ROM und einer arabischen Version des 48K-ROMs zu wählen.

Mein erster Gedanke war, dass dies eine aufwendige DIY-Modifikation ist. Aber dann fand ich einen Thread in einem Sinclair-Forum. Dort steht, dass Matsico, eine Sinclair/Amstrad-Agentur in Ägypten, diese Modelle produziert hat. Ich konnte jedoch keine weiteren Informationen darüber finden, daher weiß ich nicht, ob sie tatsächlich verkauft oder nur als Machbarkeitsstudie oder Werbegeschenk hergestellt wurden.

Was sie alle gemeinsam haben, ist der Schalter an der Vorderseite und ein EPROM, das auf das ROM gelötet ist. Die einzige bekannte Ausnahme fand ich in einem Video von ByteDelight über einen ZX Spectrum +3, bei dem das ROM über ein separates Boot-Menü ausgewählt werden konnte.

Restaurierung

Ein erster Diagnoselauf zeigte, dass das Board einwandfrei funktionierte. Die einzigen Probleme waren massive Bildstörungen und ein fast unhörbarer Ton vom AY-Chip.

Beide Probleme sind bekannte Fehler bei diesem Modell. Ein Blogartikel von Adam’s Vintage Computer Restorations befasst sich damit.

Zuerst habe ich alle Elektrolytkondensatoren durch hochwertige ersetzt. Das mache ich bei allen Retro-Maschinen, unabhängig von ihrem Alter und ihrer Seltenheit. Ich versuche jedoch mein Bestes, um die “Retro-Optik” beizubehalten, zum Beispiel durch die Verwendung axialer Kondensatoren in der klassischen blauen Farbe.

Um die Bildqualität zu verbessern, habe ich einen 47µF-Elektrolytkondensator für C28 verwendet (das Original war 22µF) und C7 und C8 durch 1µF-MLCCs ersetzt. Ich hätte auch C126 neu verdrahten können, wie im Blogartikel erwähnt, um die Bildqualität noch weiter zu verbessern, aber ich habe beschlossen, das aufzuschieben.

Um die Lautstärke des AY-Soundchips zu erhöhen (damit er einen ähnlichen Pegel wie der Beeper hat), habe ich R115 durch einen 1,65kΩ-Widerstand ersetzt.

Der 7805-Spannungsregler ist für 1A ausgelegt und arbeitet beim 128K an seiner Belastungsgrenze. Das ist der Grund für den großen Kühlkörper auf der rechten Seite. Ich habe ihn durch einen 78S05 ersetzt, der ein direkter Ersatz ist, für 2A ausgelegt ist und deutlich kühler bleibt.

Hier hatte ich Glück, denn in der Vergangenheit hatte bereits jemand den 7805 durch einen LM1085 ersetzt. Dieser ist für 3A ausgelegt, hat aber eine andere Pin-Belegung. Wenn ich ihn blind ersetzt hätte, hätte das die Maschine zerstört. Du solltest immer auf böse Überraschungen vorbereitet sein, wenn du alte Maschinen restaurierst, an denen der Vorbesitzer bereits herumgebastelt hat!

Ich habe auch das Gehäuse gereinigt (obwohl es bereits in einem sehr sauberen Zustand war). Der Vorbesitzer hatte die Tastaturmembran bereits ersetzt, aber die zusätzlichen Tasten funktionierten dort nicht, also habe ich sie durch eine neue Membran einer bekanntermaßen guten Marke ersetzt.

Der nächste Diagnoselauf zeigte, dass alle Tests immer noch grün waren. Auch die Bildstörungen waren größtenteils verschwunden (bis auf ein paar minimale Jailbars, mit denen ich leben kann), und der AY-Sound ist viel lauter.

Je nach Position des Schalters bootet das System entweder in das originale ZX Spectrum 128K-Startmenü oder zeigt einen arabischen Boot-Prompt. In der arabischen Version wurde das gesamte BASIC modifiziert, wobei alle Texte auf Arabisch sind und von rechts nach links geschrieben werden. Leider kann ich es nicht lesen.

Ein kurzer Test mit dem Dandanator-Modul zeigte ebenfalls, dass Spiele einwandfrei funktionieren. Der obligatorische Teil der Restaurierung ist abgeschlossen!

Freestyle-Restaurierung

Es gab noch zwei Dinge, die mir nicht gefielen.

Erstens war da der ROM-Stack. Die ursprüngliche Lösung schaltete die Vcc-Pins der ROMs um, sodass einer der Chips immer stromlos, aber weiterhin mit dem Adress- und Datenbus verbunden war. Um ehrlich zu sein, frage ich mich, warum das überhaupt funktionierte.

Wie dem auch sei, ich habe es durch ein einzelnes 27C512 EPROM ersetzt. In der unteren Hälfte des Speichers habe ich das arabische ROM (zweimal) gebrannt, und in der oberen Hälfte habe ich das originale 128K-ROM gebrannt. Danach habe ich den Schalter so modifiziert, dass er die A15-Adressleitung (Pin 1) entweder auf GND oder Vcc zieht. Auf diese Weise wird das EPROM immer mit Strom versorgt und das gewünschte Betriebssystem wird über eine Adressleitung ausgewählt. Ich habe auch die originale arabische ROM-Version 1 auf die neueste Version 3.1 aktualisiert, die ich im Netz finden konnte.

Natürlich werde ich den ROM-Stack behalten. Hauptsächlich aus Lizenzgründen, aber auch, damit die ursprüngliche Lösung auf Wunsch wiederhergestellt werden kann.

Mir gefiel auch die Optik des nackten Schalters an der Vorderseite nicht, also habe ich eine kleine Schalterkappe in 3D gedruckt, die auch die Schrauben abdeckt.

Es gibt noch ein paar weitere Dinge, die getan werden könnten:

  • Ich könnte C126 (wie im obigen Blogartikel von Adam erwähnt) neu verdrahten, um das Audiosignal vom RGB-Ausgang zu entfernen.
  • Aufgrund eines Fehlers im originalen PAL10H8 stürzt das System ab, wenn nur die Portadresse $7FFD gelesen wird. Es gibt einen Fix, der auch einen “Regen”-Effekt entfernt, der durch Refresh-Daten auf dem Bus verursacht wird.
  • Die originale ULA kann durch eine vLA128 ersetzt werden, als Ersatz bei Defekt, oder wenn das wertvolle Originalteil konserviert werden soll.
  • Dave Curran hat ein Reverse Engineering des Ziffernblocks durchgeführt. Ein ambitionierter Bastler könnte eine DIY-Replik des Ziffernblocks herstellen.