Программирование, радиоэлектроника,
саморазвитие и частичка из моей жизни здесь...

Ретро ПК на 80486 - блок питания стандарта AT, модуль управления с индикатором частоты ЦПУ

Рассмотрен старый но достаточно качественный сетевой блок питания стандарта AT для персонального компьютера (ПК) на процессоре 80486. Будет небольшой обзор корпусов для AT систем, а также подготовим и настроим модуль управления системой с программируемым индикатором частоты микропроцессора.

Это пятая статья из серии.

Предыдущие части:

  1. Ретро ПК на 80486 - история, особенности микропроцессоров 486.
  2. Ретро ПК на 80486 - материнская плата с VLB, SIMM память и кеш-память L2
  3. Ретро ПК на 80486 - контроллер FDD/HDD/COM/LPT, жесткие и гибкие диски, дисководы 5.25, 3.5, ZIP
  4. Ретро ПК на 80486 - видеокарта для VLB, история звуковых адаптеров, Creative Sound Blaster

В этой части также будет не мало фото, приведу некоторую полезную информацию по блокам питания, а также немного творчества в виде подключаемой панельки управления для использования со старыми материнскими платами под процессоры 286/386/486/Pentium.

Содержание:

  1. Блоки питания стандарта AT
  2. AT блок питания от SYN Electronics
  3. Электробезопасность при вскрытии сетевого блока питания
  4. Разбираем, чистим, смотрим что внутри
  5. Установка выключателя питания на корпус БП
  6. Расположение и назначение выводов на разъемах блока питания AT
  7. Типовые корпуса AT для ПК из 90-х
  8. Панель управления с кнопочкой "Turbo", замочком "Key Lock" и индикатором частоты ЦП
  9. Изготовление подставки для панели управления
  10. Проводники, коннекторы и PC-Speaker
  11. Настройка цифрового индикатора частоты микропроцессора
  12. То что получилось в итоге
  13. В завершение

Чтобы работали все описанные ранее в предыдущих частях электронные схемы, блоки и устройства нужен набор из нескольких постоянных напряжений 5В и 12В с не малыми нагрузочными токами.

Поэтому в начале этой части рассмотрим устройство, которое станет конвертером сетевого напряжения и "поставщиком электронов" на всю электронику ПК с процессором 80486 - импульсным сетевым блоком питания.

Блоки питания стандарта AT

Блок питания - электронный модуль, который позволяет преобразовать входное напряжение и получить на выходе одно или несколько напряжений разной величины и с разным допустимым током.

Компьютерные блоки питания, как правило, рассчитаны на переменной входное напряжение с возможностью переключения рабочего значения: ~115В (110В) или ~230В (220В) с частотой тока 50/60 Гц.

Перед включением блока питания следует его осмотреть на предмет наличия такого переключателя и убедиться что его положение соответствует значению напряжения в вашей бытовой потребительской сети питания.

Переключатель входного напряжения ~115В или ~230В в блоке питания стандарта AT

Рис. 1. Переключатель входного напряжения ~115В или ~230В в блоке питания стандарта AT.

Неверная установка этого переключателя вероятнее всего выведет БП из строя, но перед тем вы сможете наблюдать фейерверк с немалым количеством дыма (взрыв высоковольтных электролитических конденсаторов - банок).

От подобного исхода может спасти внутренний плавкий предохранитель, но это может сработать не моментально и какие-то детали все же выйдут из строя. Поэтому перед первым включением БП лучше все внимательно проверять.

Напряжение переменного напряжения подается на схему блока питания через мощный дистанционный переключатель с двумя парами контактов. Он устанавливается на передней панели корпуса ПК и подключается четырьмя цветными проводниками:

  • Коричневый и Голубой - напряжение питания с сетевого гнезда (фаза и ноль);
  • Черный и Белый - подача поступившего через переключатель питания на плату БП;
  • Зеленый (как правило с желтой полоской) - заземление.

Если у вас 4-контактный переключатель отключен и вы не знаете как к нему подключить четыре проводника (вход и выход напряжения), то для определения замыкающихся контактов можно воспользоваться омметром или мультиметром в режиме прозвонки (с звуковым сигналом).

К первым двум контактам, которые не прозваниваются ни в одном из положений переключателя подключаем коричневый и синий проводники, а к оставшимся двум - черный и белый.

На выходе компьютерного БП стандарта AT присутствуют несколько стабилизированных постоянных напряжений:

  • +12В;
  • +5В;
  • -12В;
  • -5В.

Я специально выделил жирным первые два напряжения с позитивным знаком, поскольку они являются основными и по их линиях могут протекать достаточно большие токи (десятки Ампер).

Величина этих токов зависит от мощности, которую могут потреблять микропроцессор, память, компоненты материнской платы, приводы дисков и другие адаптеры с подключенными устройствами.

Рекордсменами по потребляемой мощности являются: микропроцессор, электродвигатели приводов накопителей данных.

Что касается напряжений -5В и -12В, то они подводятся на материнскую плату и к разъемам (ISA), но для компонентов самой системной платы фактически не используются. Важно заметить что эти линии питания рассчитаны на относительно небольшой ток - всего несколько сотен миллиампер, например 0,3А.

Так зачем же нужны эти напряжения? - они предназначены для питания аналоговых схем, которые могут быть размещены на различных устанавливаемых в ISA слоты платах.

Например, на каком-то адаптере (плате с компонентами для установки в слот расширения), предназначенной для работы с аналоговыми сигналами, могли присутствовать операционные усилители (ОУ), для питания которых необходимо двуполярное питание. Таким образом, в слоте будут доступны пары из напряжений: +5В и -5В, а также +12В и -12В.

В отличие от БП стандарта AT, в современных блоках питания ATX присутствует еще одно напряжение - 3.3В. При этом допустимый ток по этой линии может быть очень большим! Это не удивительно, поскольку данное напряжение после уменьшения и стабилизации используется для питания ядра современного микропроцессора.

После запуска и стабилизации всех напряжений (примерно 0,1-0,5 сек. времени) блок питания вырабатывает специальный сигнал готовности - "питание в порядке" (Power Good). Он поступает на материнскую плату и запускает в работу все узлы компьютера.

В случае каких-то проблем с входным напряжением или при перегреве/повреждении компонентов БП стандарта AT сигнал "Power Good" пропадает. Это приводит к тому что тактовый генератор перестает генерировать импульсы для микропроцессора, система перестает работать или же выполняется перезагрузка.

В источниках питания стандарта AT чаще всего не было дежурного режима и питание включалось силовым тумблером в разрыве входной линии переменного тока.

Но я видел вариант AT блока питания, в котором встроена небольшая дополнительная платка - маломощный преобразователь напряжения, вырабатывающий +5В. Это был какой-то десктопный компьютер Acer с материнской платой, на которой интегрирован видео-адаптер, порты COM+LPT и контроллер дисковых накопителей. Питание включалось маломощной кнопкой, как в компьютерах стандарта ATX.

Вырабатываемое этим маломощным преобразователем напряжение +5В поступало на материнскую плату. Также от него к ней подводился дополнительный проводник, при подаче на который напряжения +5В основной блок питания запускался и начинал питать все компоненты ПК.

Таким образом, на этой материнской плате мог быть реализован некий функционал для программного включения и выключения питания системы. Можно сказать что этот БП был какой-то переходной моделью между AT и ATX.

Это лишь некоторая основная информация по теме работы блоков питания, но она необходима для понимания работы БП и его будущего применения в ПК.

AT блок питания от SYN Electronics

Для сборки экспериментального ПК на 486-м процессоре я решил использовать тот же блок питания, что и в статье о 80286 и 80386. Это достаточно интересный экземпляр с оптимизированным под "Desktop" (системный блок в горизонтальном положении) корпусом. В упоминаемой публикации этот БП был показан с прикрученным сверху флоппи-дисководом.

Было принято решение разобрать БП и основательно все почистить изнутри (а не просто продуть потоком воздуха, как это было сделано раньше).

Заодно осмотрим качество реализации устройства, обращу ваше внимание на моменты, по которым можно судить что БП попался не из дешевых и в достаточно качественном исполнении.

Внешний вид блока питания формата AT от SYN Electronics

Рис. 2. Внешний вид блока питания формата AT от SYN Electronics.

Также посмотрим есть ли внутри еще место чтобы установить туда кнопку или выключатель питания вместо вынесенной наружу кнопки с фиксацией, так будет удобнее в экспериментах и работе как для испытательного стенда.

Верхняя крышка блока питания SYS4006H формата AT от SYN Electronics, с техническими характеристиками и предостережениями

Рис. 3. Верхняя крышка блока питания SYS4006H формата AT от SYN Electronics, с техническими характеристиками и предостережениями.

Этот модуль питания изготовлен компанией "SYN ELECTRONICS CO., LTD" и называется "SWITCHING POWER SUPPLY MODEL SYS4006H - 1 (G)", максимальная мощность нагрузки составляет 150 Ватт.

Он может работать от переменных сетевых напряжений: 115В и 230В. На корпусе расписаны напряжения, токи и обозначены некоторые важные выходные проводники.

Присутствуют значки сертификации, а также предостережение об опасности на нескольких языках: "CAUTION! HAZARDOUS AREA. Do not remove this cover. Trained personal only. No user serviceable components inside" - что в переводе звучит как "ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ! ОПАСНЫЙ ОТСЕК. Не снимать эту крышку. Выполнять это может только сертифицированный персонал. Внутри нет обслуживаемых пользователем компонентов".

Это предупреждение является важным, и то что фирма перевела его еще и на несколько языков уже вызывает некоторое уважение и доверие. Похоже что компьютер с таким БП планировался к продаже во многих странах мира.

Электробезопасность при вскрытии сетевого блока питания

Меры безопасности при вскрытии импульсных сетевых БП - это очень важно!

Чем может быть опасен блок питания AT (или ATX) со снятым верхним кожухом? - тем, что прикасаясь к его внутренним компонентам можно получить удар высоким напряжением, что-то по неаккуратности закоротить и получить ожог, также от случайного замыкания могут повредиться какие-то компоненты и буквально "выстрелить" в вашу сторону. Я не шучу.

У меня был случай когда из-за неаккуратности одна из микросхем в одном устройстве вышла из строя, ее кристалл раскалился и буквально выстрелил наружу, оставив мне напоминание в виде небольшого шрама на теле.

Поэтому, прежде чем продолжим, считаю важным упомянуть некоторые базовые рекомендации по безопасности и работе:

  1. Все работы выполнять в хорошо проветриваемом помещении, на просторном столе и при хорошем освещении;
  2. Неиспользуемые, в данный момент, инструменты из металла держать подальше от деталей и электронных внутренностей БП;
  3. Использовать защитные очки (вспомните про рассказанный мною случай с микросхемой);
  4. Снять с пальцев рук и самих рук все изделия из металла (чтобы не закоротить чего-либо на плате и не получить электрический удар или ожог);
  5. По возможности заземлить металлическое шасси БП;
  6. Не вскрывать подключенный к сети блок питания;
  7. После отключения БП от сети - подождать 10-15 минут, дать время на разрядку емких и высоковольтных конденсаторов, накопивших некоторую энергию с момента включения;
  8. Теперь, когда БП отключен от сети, подключите к одному из 4-контактных разъемов питания какую-то нагрузку (например ненужный жесткий диск). Если это источник питания стандарта ATX то закоротите зеленый проводник (Power Supply ON, включение) и любой из черных проводников (земля) на разъеме питания, идущему к материнской плате. Для чего это нужно? - чтобы при очень емких конденсаторах внутри, попробовать их разрядить самим блоком питания и подключенной к нему нагрузкой, кратковременно дав сигнал на включение питания.

Если вам придется заниматься подобными работами, то вы должны иметь необходимый опыт и навыки, четко понимать то что делаете. Я не несу никакой ответственности за последствия и то, как вы будете использовать освещенную в этой статье информацию.

Разбираем, чистим, смотрим что внутри

Разбирать старый запылившийся ПБ лучше всего на какой-то ненужной газете, немножко загнув ее края по периметру, тем самым сделав небольшие бортики. После процедуры очистки весь мусор и пыль просто останутся на газете, оставив не запачканными стол и пространство вокруг него.

Подготовив БП и сняв верхнюю П-образную крышку я перешел к осмотру и очистке внутренних компонентов. Чистить пыль между компонентами удобно двумя кисточками: одна небольшая с густой щетиной, а вторая - поменьше и потоньше.

Для удаления накопившегося и плотно приставшего к разным компонентам слоя пыли также пригодится кусочек ватки, раствор спирта и тоненькая деревянная палочка или спичка.

Сперва открутил вентилятор, на котором написано интересное и оригинальное название компании - "GOOD WINDY ELECTRONICS". Это можно попробовать перевести как "Хорошая, порождающая ветер электроника".

Надпись "DC BRUSHLESS" - значит что в конструкции вентилятора используется электродвигатель без контактных щеток. Ниже указано, он рассчитан на постоянное напряжение 12В и ток 180мА (0,18А).

Вентилятор блока питания SYS4006H, инструменты для очистки внутренностей от пыли

Рис. 4. Вентилятор блока питания SYS4006H, инструменты для очистки внутренностей от пыли (вентилятор уже почищен).

Тщательно очистил вентилятор и его лопасти, потом также вычистил всю электронику и проводники. Чтобы убрать забившиеся после очистки щетками остатки пыли, прогулялся на улицу и прогнал все внутри БП потоком воздуха.

Давайте посмотрим что же там интересненького внутри и чем выделяется этот старый блок питания формата AT от других.

Внутри блока питания SYS4006H - продуманные места для подключений, качественная изоляция, порядок

Рис. 5. Внутри блока питания SYS4006H - продуманные места для подключений, качественная изоляция, порядок.

Расположение площадок для подключения выходных проводников питания на плате удачно спроектировано. Высоковольтные провода хорошо заизолированы и надежно скреплены, контакты гнезд питания с припаянными к ним проводниками защищены термоусадками.

Внутри блока питания SYS4006H - заземление, надпись с важным предупреждением мастеру, фильтры на входе

Рис. 6. Внутри блока питания SYS4006H - заземление, надпись с важным предупреждением мастеру, фильтры на входе.

Выводы заземления сведены в одну точку, подключены к корпусу устройства - сделано грамотно. Справа (1) приклеен конденсатор серого цвета, который подключен напрямую к разъему питания - он служит для фильтрации и защиты от помех.

Если после длительного простоя этот БП включить в сеть, то будет слышен небольшой "щелчек" от искры в розетке - это зарядился этот конденсатор, причем вся остальная электроника БП пока все еще обесточена.

На электролитических конденсаторах можно видеть наклейку с предупреждением "CAUTION: HEAT SINK PRESENTS RISK OF SHOCK. TEST BEFORE TOUCHING." - что значит "ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: на охлаждающих радиаторах может присутствовать опасное напряжение. Проверьте тестером прежде чем к ним прикасаться.".

Казалось бы что здесь такого особенного? - а то, что компания-производитель не пожалела средств на изготовление и поклейку этих наклеек, заботясь о дополнительной безопасности мастеров-ремонтников.

Кабель подачи питания на плату идет в трубке из поливинилхлорида (PVC), способного выдержать температуру до 105 градусов по Цельсию - плюс к надежности если в корпусе ему придется соприкасаться с алюминиевыми радиаторами, которые в зависимости от нагрузки могут не слабо нагреться.

На печатной плате установлено гнездо с плавким предохранителем на ток 3,15А, запаяны два варистора (защита от бросков напряжения). Для фильтрации переменного напряжения и защиты от помех установлен достаточно большой многосекционный дроссель и конденсатор.

Думаю вы заметили на последнем фрагменте (3) что пустуют площадки под конденсатор и резистор (слева от дросселя)? - на самом деле конденсатор в этой цепи есть, он приклеен к корпусу на фрагменте (1), только подключен перед выключателем питания. К этому конденсатору еще подключен резистор мощностью 1 Ватт (для разрядки этой емкости когда БП отключен от сети). Все продумано и предусмотрено!

Плата блока питания SYS4006H - достаточно массивные радиаторы, подключения на разъемах, датчик температуры

Рис. 7. Плата блока питания SYS4006H - достаточно массивные радиаторы, подключения на разъемах, датчик температуры.

Как для 150-ватного БП здесь стоят достаточно массивные радиаторы (в дешевых ATX 400W ставят и то поскромнее), на одном из них (с управляющим транзистором) установлен датчик температуры, позволяющий управлять частотой вращения вентилятора и, скорее всего, также задействованный в системе защиты. Проводники вентилятора и по питанию не просто запаяны в плату, а подключаются к ней с помощью разъемов!

Кстати, во включенном режиме и после небольшой нагрузки (компьютер 386 + игры) вентилятора практически вообще не слышно, работает БП очень тихо.

Печатная плата - односторонняя, все достаточно чисто, четко видно разделение частей с входными и выходными цепями.

Печатная плата блока питания SYS4006H со стороны дорожек

Рис. 8. Печатная плата блока питания SYS4006H со стороны дорожек.

Установка выключателя питания на корпус БП

Для замены кнопки включения питания, которая сейчас выведена наружу через проводники, я рассматривал несколько вариантов переключателей с установкой на корпус устройства:

Болгарский выключатель на 250V 3A, переключатель МТ3, переключатели из блока питания ATX и принтера

Рис. 9. Болгарский выключатель на 250V 3A, переключатель МТ3, переключатели из блока питания ATX и принтера.

Родная кнопка БП коммутировала сразу две линии питания (фаза и ноль) и я решил придерживаться этого принципа. Поэтому черный и оранжевый переключатели справа хоть и симпатичны, но от них пришлось отказаться, поскольку доступна лишь одна пара контактов.

К тому же, на крепление пришлось бы потратить больше времени - сверлить в металле круглое отверстие и через него выпиливать напильником прямоугольник.

В параметрах переключателя МТ3 заявлено: для переменного тока - 250 В и 3 А, макс 300 Вт. В принципе можно ставить, но я решил использовать болгарский переключатель (крайний слева) просто потому что он мне симпатичнее.

Такие же переключатели, по причине их красивого исполнения, я применил на передней панели в своем самодельном четырехканальном усилителе звука, для включения/отключения с помощью реле питания каждой из пар каналов УМЗЧ.

Внутри корпуса БП (где было достаточно свободного места) подобрал наиболее удачное положение для выключателя, наметил отверстие и просверлил сверлом нужного диаметра.

Откусил проводники от выведенной кнопки питания, зачистил их концы от изоляции и залудил в канифоли с припоем, одел кусочки термоусадок и припаял к переключателю, подогнал термоусадки и прогрел их жалом паяльника, прикрутил выключатель к корпусу с помощью гайки. Готово!

Качественный блок питания стандарта AT с установленным внутри корпуса выключателем

Рис. 10. Качественный блок питания стандарта AT с установленным внутри корпуса выключателем.

Блок питания SYS4006H с установленным выключателем, а также вид задней панели

Рис. 11. Блок питания SYS4006H с установленным выключателем, а также вид задней панели.

Расположение и назначение выводов на разъемах блока питания AT

Ну и раз уж зашел разговор о блоках питания стандарта AT для старых компьютеров, то не лишним будет привести распиновку всех используемых разъемов.

На выходе у моего варианта БП расположены следующие разъемы:

  • P8 и P9 - подключение питания к материнской плате;
  • MOLEX (4шт.) - для питания жестких дисков, CD-ROM, ZIP и флоппи-дисковода (FDD) на 5.25';
  • Berg connector (1шт.) - питание FDD на 3.5' (для флоппи-дисковода).

В отличие от ATX БП для современных ПК, питание на материнскую плату здесь подается через два отдельных 6-контактных разъема, которые устанавливаются в одно 12-контактное гнездо на материнской плате.

Назначение выводов на разъеме питания материнской платы форм-фактора AT/Desktop

Рис. 12. Назначение выводов на разъеме питания материнской платы форм-фактора AT/Desktop.

Расшифровка сокращений на рисунке:

  • +5V - напряжение питания +5 Вольт;
  • -5V - напряжение питания -5 Вольт (линия с низким нагрузочным током);
  • GND - общие выводы, земля (GrouND);
  • -12V - напряжение питания -12 Вольт (линия с низким нагрузочным током). Используется для питания интерфейса RS-232;
  • +12 - напряжение питания +12 Вольт;
  • NC/+5V - у PC/XT не подключен (Not Connected), у AT +5 Вольт;
  • PG - сигнал "питание в норме" (Power Good).

Сигнал "Power Good" вырабатывается и посылается блоком питания на материнскую плату, когда напряжения на его выходе стабилизируется и соответствуют норме, о нем я рассказывал в первом разделе статьи.

Разъемы блока питания стандарта AT, подключаемые к материнской плате (P8, P9)

Рис. 13. Разъемы блока питания стандарта AT, подключаемые к материнской плате (P8, P9).

Разъем
Контакт
Назначение Примечание
PB8    
1 Power Good Синал +5V
2 +5V не используется у PC/XT
3 +12V  
4 -12V линия с низким током
5 GND  
6 GND  
PB9    
1 GND  
2 GND  
3 -5V линия с низким током
4 +5V  
5 +5V  
6 +5V  

Разъемы Molex и BErg Connector (+5V, +12V) на выходе блока питания стандарта AT

Рис. 14. Разъемы Molex и BErg Connector (+5V, +12V) на выходе блока питания стандарта AT.

Типовые корпуса AT для ПК из 90-х

Корпуса рабочих станций форм-фактора AT были достаточно компактными, а иногда и вполне симпатичными. Некоторые из них имели свои уникальные изюминки в виде цифрового индикатора частоты на передней панели, загадочной кнопочки "Turbo" и какого-то замочка под небольшой ключик...

Корпуса для компьютера стандарта AT - Desktop, Mini Tower, Full Tower (1992-й год)

Рис. 15. Корпуса для компьютера стандарта AT - Desktop, Mini Tower, Full Tower (1992-й год).

На вырезке что показана выше изображены:

  1. Desktop Case - корпус с горизонтальным расположением, достаточно надежно собран чтобы на него сверху можно было поставить классический монитор (с электронно-лучевой трубкой, ЭЛТ);
  2. Mini Tower - "мини-башня", компактный корпус вертикального расположения - отличный вариант для рабочей станции;
  3. Full Tower - "полноценная башня", корпус большой высоты в котором можно разместить материнскую плату с множеством слотов и установленных в них адаптеров, "стопку" из жестких дисков и набор разных накопителей на гибких дисках, а также CD-ROM. Использовались в большинстве случаев для серверов.

Мне неоднократно встречались старые компьютерные корпуса, в которых передняя панель управления была выполнена одним съемным модулем, на котором размещены все конопки и индикаторы, а также тумблер подачи питания.

Вот как выглядели такие корпуса:

Корпуса стандарта AT со съемной панелью управления - Full Tower и Mini Tower

Рис. 16. Корпуса стандарта AT со съемной панелью управления - Full Tower и Mini Tower.

Панель управления с кнопочкой "Turbo", замочком "Key Lock" и индикатором частоты ЦП

Когда-то ранее, на фирме где я работал, разбирали корпуса от старых списанных ПК и мне досталась примерно такая как на фото выше слева панелька управления, я решил ее взять себе из-за замочка с контактами и мощного тумблера, даже не думал что она мне еще как-то пригодится в сборе.

Модуль управления, извлеченный из передней панели корпуса старого компьютера стандарта AT.

Рис. 17. Модуль управления, извлеченный из передней панели корпуса старого компьютера стандарта AT.

В комментариях к статье о экспериментах с 286 и 386 я показал изготовленный мною набор кнопок и светодиодов с коннекторами, которые удобно использовать для отладки старых и более новых материнских плат.

Так вот, на основе этой до сих пор сохранившейся панельки управления я решил сделать универсальный модуль, который полностью заменит упомянутый выше набор, и к тому же будет выглядеть достаточно аутентично.

Сейчас расскажу обо всех компонентах этой панели управления, что здесь и для чего предназначается.

Вместо кучи торчащих во все стороны проводов со светодиодами и кнопками к данной сборке на основе 80486 будет подключен аккуратный блочек со следующими компонентами:

  1. Цифровой двухсегментный индикатор частоты со свечением зеленого цвета;
  2. Кнопка "Turbo" - служит для переключения рабочей частоты микропроцессора (66 МГц - 33 МГц), будет переключать число на цифровом индикаторе;
  3. Кнопка "Reset" - сброс системы, "холодная" перезагрузка в случае "мертвого" подвисания программ или ОС в целом;
  4. Замочек "Key Lock" - по сути это переключатель с фиксацией и защитой (для переключения нужен ключик);
  5. Индикатор "HDD" (красный) - отображает активность жесткого диска (процесс чтения и записи);
  6. Индикатор "Turbo" (желтый) - отображает режим работы процессора (светится - 66 МГц), а также состояние одноименной кнопки;
  7. Индикатор "Power" (зеленый) - отображает состояние питания системы (светится - питание подано);
  8. Большой мощный тумблер - включение и выключения питания системы. В экспериментах он задействован не будет (в блоке питания я сделал отдельный удобный тумблер), хотя можно его использовать например для: а) отключения звука PC-Speaker'а б) по желанию можно сзади сделать светодиодную подсветку и управлять ею;
  9. Миниатюрный динамик на 8 Ом - ему отведена роль полноценного и громкого PC-Speaker'а.

Насчет замочка "Key Lock" стоит сказать что он своим коннектором подключается к материнской плате и позволяет заблокировать клавиатуру - чтобы никто не смог взаимодействовать с включенной системой.

Эта возможность могла быть полезной в офисе на рабочей станции или же на сервере компании: сделал работу (набрал документ, настроил конфигурацию сервера), повернул ключик в замочке и ушел по своим делам (например на обеденный перерыв) - клавиатура останется подключенной но перестанет реагировать на нажатия клавиш.

Если кто-то случайно положит свою сумочку или например книгу на клавиатуру, то компьютер не отреагирует на нажатия клавиш, например не зажмется клавиша BACKSPACE и не потрет какой-то открытый для редактирования документ.

Кстати, такие же замочки (только без контактов) можно было встретить по бокам или сзади корпуса - они использовались для блокировки, чтобы невозможно было снять верхнюю крышку и получить доступ к внутренностям системы. Безопасность.

Изготовление подставки для панели управления

Форма имеющейся у меня панельки управления - не ровная. По краям есть выступы с отверстиями для винтов. Думал просто их спилить и потом прикрутить панель винтиками к какой-то пластиковой подставке. Но нашел другое, более симпатичное решение и панелька останется без изменений - может еще когда-то пригодится для классического корпуса.

Из обрезков букового дерева подобрал небольшую планочку высотой примерно 15мм, обрезал ее по длине до нужного размера с помощью электро-лобзика. То же самое можно сделать с помощью ручного лобзика или ножовки по металлу.

Зачистил все плоскости заготовки набитой на брусок наждачной шкуркой, а также закруглил края.

Подготовка заготовки для подставки под панель управления для старого экспериментального компьютера

Рис. 18. Подготовка заготовки для подставки под панель управления для старого экспериментального компьютера.

Как же закрепить этот модуль управления на подготовленной деревянной основе? - сперва думал просто прикрутить винтами под углом 90° (вертикально), но потом решил сделать так, чтобы панелька была прикручена к деревянной основе под некоторым углом.

Когда вся конструкция будет лежать на столе, то в таком виде взаимодействовать с ней будет гораздо удобнее.

Чтобы это осуществить придется:

  1. Немного сточить переднюю часть деревянной основы под выбранным мною уклоном, на нее потом будет положена и прикручена винтами нижняя часть панельки;
  2. Вырезать канавку под платку цифрового индикатора.

Но прежде, прикинул все что нужно вырезать и разметил весь план чертежным карандашом.

Первую задачу выполнил с помощью напильника, а для второй пришлось поработать ручными резцами по дереву, но потом вспомнил что есть в наличии ручная электро-фреза и дело пошло веселее.

Как оказалось, для установки панели под желаемым углом придется еще выбрать фрезой небольшую канавку под нижние контакты выключателя питания.

Вытачивание плоскости и канавки в заготовке под основу для крепления модуля управления, извлеченного из корпуса старого ПК

Рис. 19. Вытачивание плоскости и канавки в заготовке под основу для крепления модуля управления, извлеченного из корпуса старого ПК.

Вот как будет выглядеть установка панели на изготовленную подставку:

Суть идеи по установке модуля управления о старого ПК на деревянную подставку

Рис. 20. Суть идеи по установке модуля управления о старого ПК на деревянную подставку.

Крепление панели к деревянной основе будет выполнено с помощью шурупов с диаметром резьбы примерно 4.8мм. Такие шурупы применяются для крепления вентиляторов в корпусах современных ПК и в ATX блоках питания. Под шурупы в основе были просверлены два отверстия.

Шурупы на 4.8мм и готовые под них отверстия в деревянной подставке

Рис. 21. Шурупы на 4.8мм и готовые под них отверстия в деревянной подставке.

Останется лишь установить панельку и прикрутить ее двумя шурупами к основе. А так, уже все готово.

Проводники, коннекторы и PC-Speaker

После разборки на работе корпусов некоторых старых и поновее компьютеров у меня остался небольшой "клубок" из разных проводников, переключателей, светодиодов и прочих компонентов управления/индикации от передних панелей.

Я когда-то даже описывал в небольшой статье как можно применить некоторые детали из корпусов старых ПК.

И вот, часть из этих запасов мне снова пригодилась. Для изготавливаемой конструкции я подобрал наиболее подходящий набор проводников с коннеткорами - по цветовой раскраске и по надписям.

Проводнички с коннекторами от старых и более новых корпусов для компьютеров

Рис. 22. Проводнички с коннекторами от старых и более новых корпусов для компьютеров.

Как можно видеть, все коннекторы обозначены надписями, что сделает процесс подключения изготавливаемого модуля управления к материнским платам более удобным и безопасным.

В качестве PC-Speaker'а нужно использовать какой-то маломощный динамик с сопротивлением обмотки 8-16 Ом и больше. Большинство из динамиков, выполняющих роль PC-спикера (громкие, музыка для DOS и игры) и Buzzer'а (пищалки для генерации сигналов) выглядят следующим образом:

Типичный Buzzer и маломощные динамики, выступающие в качестве PC-Speaker в старых и более новых корпусах компьютеров

Рис. 23. Типичный Buzzer и маломощные динамики, выступающие в качестве PC-Speaker в старых и более новых корпусах компьютеров.

Динамик что посередине имеет сравнительно большой радиус диффузора и будучи помещенным в корпусе ПК станет звучать достаточно громко. Это хороший вариант для озвучки разных событий, программ и ретро-игр без поддержки Sound Blaster.

Что касается пищалок (Buzzer'ов) то они годятся лишь для того чтобы издавать тональные сигналы, например о какой-то неисправности через BIOS и т.п.

Вместе с несколькими такими пищалками удалось найти еще один интересный динамик:

Несколько Buzzer'ов и миниатюрный но достаточно громкий динамик для компьютера

Рис. 24. Несколько Buzzer'ов и миниатюрный но достаточно громкий динамик для компьютера.

Тестирование показало что такой небольшой динамик звучит громко и разборчиво, к тому же в его корпусе есть два "ушка", которые можно использовать для крепления.

В деревянной основе было вырезано небольшое углубление, динамик был прикручен одним шурупом-саморезом.

Крепение динамика (PC-Speaker) на основе будущего модуля управления для ретро-ПК

Рис. 25. Крепение динамика (PC-Speaker) на основе будущего модуля управления для ретро-ПК.

Для регулировки громкости звучания динамика можно приделать небольшой переменный резистор. Приведу здесь схему подключения, возможно кому-то пригодится:

Схема подключения регулятора громкости к динамику PC-Speaker

Рис. 26. Схема подключения регулятора громкости к динамику PC-Speaker.

Настройка цифрового индикатора частоты микропроцессора

Когда-то я будучи неопытным думал что цифровые индикаторы частоты на корпусах старых ПК реально подключаются к шине микропроцессора и отображают его рабочую частоту.

Позже, мне захотелось заполучить себе такой "частотомер" для какой-то самоделки. Когда разобрал несколько таких ПК, пришло небольшое разочарование и понимание что все гораздо тривиальнее чем ожидалось.

Дело в том, что конфигурация свечения нужных сегментов таких индикаторов задается статически с помощью массива перемычек. Все просто. Причем есть возможность запрограммировать два переключаемых состояния - для отображения двух разных чисел.

Эта возможность нужна для индикации положения кнопки "TURBO" (нажата или отжата), состояние которой в свою очередь влияет на увеличение или уменьшение рабочей частоты CPU в стареньком компьютере.

Кнопка "TURBO" на панельке - с фиксацией и двумя группами контактов! Одна группа идет к материнской плате, а вторая - к вот такому индикатору.

Нажатие и отпускание кнопки синхронно замыкает и размыкает две группы контактов, таким образом управляя материнской платой и состоянием индикатора.

Быстрый поиск информации по настройке такого индикатора результатов не дал, поэтому не стал тратить больше времени и решил разобраться экспериментальным методом.

Цифровой индикатор частоты процессора из корпуса старого компьютера 286/386/486/Pentium

Рис. 27. Цифровой индикатор частоты процессора из корпуса старого компьютера 286/386/486/Pentium.

Поигравшись немного с перемычками все стало на свои места, полученные результаты зарисовал на листике бумаги:

Таблица конфигурирования цифровых индикаторов ST-8A для старых корпусов ПК

Рис. 28. Таблица конфигурирования цифровых индикаторов ST-8A для старых корпусов ПК.

Обозначения на рисунке:

  • +5V - питание для платки (плюс);
  • GND - земля, общий (минус);
  • IN - вход, выводы к кнопке для переключения состояния индикатора;
  • C (close) и O (open) - замкнутое и разомкнутое состояния контактов "IN".

Таким образом, каждый элемент индикатора (от A до G) конфигурируется с помощью группы из четырех штырьков, расположенных в виде кирпичика с выступом (вспоминается игра тетрис, Brick game).

При помощи этих четырех пинов и одной перемычки можно установить одно из трех состояний (смотрите схему на рисунке, вверху справа):

  1. свечение при замкнутых (C, closed) контактах "IN";
  2. свечение при разомкнутых (O, opened) контактах "IN";
  3. постоянное свечение, независимо от состояния контактов "IN".

С появившимся пониманием как все работает, удалось быстро выставить свечение двух чисел - 33 и 66 (отображающие 33 МГц и 66 МГц).

Для подачи питания на индикатор приделал небольшой коннектор (типа "папа", со штырьками), от Floppy-дисковода на 3.5'.

Чтобы все исходящие из блочка проводники не болтались по сторонам, прижал их к основе с помощью небольшого пластикового держателя для кабелей и винтика.

То что получилось в итоге

Все готово. Получился компактный и функциональный модуль для управления старыми материнскими платами.

Модуль управления для экспериментов с винтажными материнскими платами компьютеров на микропроцессорах 286, 386 и 486

Рис. 29. Модуль управления для экспериментов с винтажными материнскими платами компьютеров на микропроцессорах 286, 386 и 486.

Из неудобств - если нужно будет изменить настройки индикатора то для доступа к его перемычкам придется разобрать конструкцию и потом снова ее собрать.

В завершение

С питанием экспериментальной сборки ПК на процессоре 80486 разобрались, также теперь есть удобное управление и индикация. В следующей статье будут рассмотрены устройства ввода и вывода данных - клавиатура, мышь и дисплей. Приведу схемы распайки переходников для подключения старых девайсов.

Продолжение - Ретро ПК на 80486 - механическая клавиатура, мышь на COM-порт, VGA монитор.

0 331 Железо