MSX ⇒ Mini Fuente de protecciones para el OMEGA MSX2+

[msxmakers]

Hola,

Abro un tema a parte para tratar de documentar y que los que podáis me ayudéis.

Inicialmente construí mi Omega MSX2+ con la alimentación como venía de serie, pero pronto vi que tener que desenchufar el ordenador para apagarlo no era muy inteligente, así que añadí un interruptor con un cableado manual tal que así



Luego vi que añadir +12v y -12v era algo fácil de hacer con una placa boost de china y diseñé una plaquita adaptadora para conectar el boost (steep up&steep down) a la placa base del Omega. La plaquita se alimentaría de los 5v existentes en la placa y fabricaría los otros dos voltajes.



Luego vi el video de AquisJacks sobre el omega, donde hablaba de algunas protecciones que él le pondría a la fuente, como un diodo, por ejemplo...



...Luego tuve un pequeño accidente insertando un cartucho invertido y quemé el Boost, de modo que decidí buscar una mejor manera de protegerme ante accidentes. Además todo el mundo quería un floppy interno, o un convertidor HDMI, por lo que llegué a este diseño (ver documento adjunto).

Como quería incorporar el interruptor de forma adecuada (sin chapucillas como las de la foto anterior) y como el conector esta directamente soldado a la placa, tenía que buscar la manera de interrumpir ese flujo antes, así que el conector de la placa base se ha de desoldar y soldarlo en esta placa que como está por encima, irá soldado cara abajo pero ocupará el mismo lugar en la caja.

Luego hay un interruptor SPDT, un conmutador. Este está conectado a una resistencia de descarga rápida.

Los condensadores pueden tardar un rato en descargarse y a menudo lo olvidamos y sacamos los cartuchos un instante después de apagar el interruptor. Con esta resistencia reduciremos ese tiempo al mínimo.

Tras eso, hay un fusible para cada línea, un fusible para el amplificador de audio, un fusible para el convertidor HDMI y otro más para el resto (de momento no hagáis caso a los valores de los fusibles).

Seguimos, luego hay 2 diodos.

Un diodo 1N4007 para evitar que se quemen todos los chips si se conecta un alimentador de corriente con el positivo fuera. En tal caso el diodo conduciría rápido y supongo que el fusible abrirá el circuito. Son fusibles rearmables y no estoy seguro de como funcionan, tal vez antes se queme el diodo.

El segundo diodo es un Zener. Su misión es que el circuito quede protegido si accidentalmente alguien conecta un alimentador mayor, como uno de 9v. Yo he considerado que un diodo de 5,6v era el adecuado. Creo que es el valor estándar, tampoco sé si hay todos los valores y (sin mirar los datasheets) creo que los chips TTL aguantarán hasta ese valor. En la curva de los 5.6v el diodo comenzará a conducir rápido y el fusible se abrirá (espero).

Parece ilógico poner 2 diodos en la misma posición, al fin y al cabo ambos conducirán con un alimentador invertido. Consideré que más valía prevenir, espero que en tal caso el 1N4007 conducirá antes, o se repartirán la carga o que simplemente se fundan los diodos. Igualmente espero que el circuito quede protegido pero no he tenido los "güebos" de probarlo a pelo.

Por último hay conectores para la placa base del omega, para el Boost, para el FMPAC... he añadido otros fusibles de +12v y -12v.

Como el estándar marca el máximo de estos valores en los cartuchos, creo que esa será la tarea más fácil.

Así llegamos a esto:



SW1 tiene el dibujo de un interruptor pero coincide con una regleta de 3 y un conmutador de panel.
F4 y F5 son los que protegen +12 y -12v y el resto, bueno, ya se puede ver que es cada cosa con el esquema.
D1 y D2 son perfectamente intercambiables, J10 es el conector que viene de la placa base y J6 es donde irá conectado el Boost.
El resto de conectores están pensados para JST salvo J4.
J4 muestra el aspecto de un conector de disquetera, aunque cualquier otra opción podría ser buena siempre que el conector soporte la potencia necesaria.
En cuanto a J10, mi primera idea era soldar conectores típicos de una fila hembra pero por si no eran los más adecuados para la potencia requerida empecé a considerar utilizar el conector hembra adecuado, aun si supone cortar, montar o mecanizar algo.

Unas fotos resumirán el resultado:



Continuará...

Omega_DC-DC_adaptor_1.5.pdf

[merlinkv]

Ahora sí veo tu idea más clara ... con las mini-explicaciones de antes me perdía un poco ....

Y sí, protección de 5.6v parece correcto

En cuanto tenga un ratito le echo un vistazo y veré si tengo componentes para hacer pruebas en una protoboard.

[Bone]

Hola

Una cosa referente a ese diodo Zener. Por lo que veo, al Omega le tienen que suministrar 5v regulados. Si su intención es prevenir que entren más de 5v a la placa, vamos a poner como has dicho, que conectemos una fuente de 9v. Entonces calculo por lo que veo en el render de la placa, ya que no he podido ver el esquema, que has llegado a la conclusión que si polarizamos inversamente el Zener de 5,6 el voltaje máximo será de 5,6v. El circuito debe "manejar" el exceso de voltaje, y si el plan es hacer que se queme un fusible en el exceso, solo seria posible si la diferencia de voltejes fuese grande y la carga alta, aún poniendo fusibles rápidos.

Otra cosa es que al tener el diodo Zener puesto en polarización inversa, si no se conectan más de 5,6v el Omega no va a funcionar, ya que es un comportamiento inherente a los diodos Zener, a no ser que sea un circuito en paralelo a los 5v regulados.

Para esos menesteres si usas un 7805 (dentro de él hay un Zener de 5,6v o de 6,3v y su resistencia limitadora y de trabajo entre otras cosas) te aseguras que si metes 12v o 6v da igual, pero si metes 5v regulados el circuito no va a funcionar correctamente. Entonces, o bien usas una fuente regulada asegurándote de ello, o se implementa una fuente al Omega con digamos un puente de diodos para no tener que ir mirando la polaridad de entrada, y con un regulador step down o con uno lineal, si se usa un step down, que sea de mucha calidad, que los de dudosa procedencia son muy baratos pero el rizado que meten es brutal y eso no les sienta bien a nuestro aparatejos...

Bueno, todo eso lo digo desde mi más humilde opinión y teniendo en cuenta que no he podido ver el esquemático.

Ahh, otra cosa, ¿has puesto condensadores cerámicos en lugar de fusibles por alguna razón?

[droman]

Yo no habría sabido explicarlo mejor.
Ni peor.
Yo no sé ni explicarlo.

[merlinkv]

Sin tener, ni mucho menos, los conocimientos del tito Bone ...

De todas formas el Omega tiene de entrada 5v y, cuando tiene los dos slots ocupados, no pasa de un consumo de 1.2A. Si la fuente de alimentación que usas es buena no tiene que haber problemas con sobretensiones. Yo ahondaría en el tema de polaridad inversa y sobretensión en la toma principal y en proteger el Omega ante un cartucho mal insertado.

No obstante, con el tema sobretensión, dejaría margen hasta 5.6v o incluso 5.7v (habría que estudiar el esquema del Omega) ya que, por ejemplo, mi Omega solo trabaja bien si le metes 5.45v ó 5.5v, es la única forma de que le llegue a los IC's el voltaje adecuado. Con 5.5v consigo que los IC's trabajen a 4.98v estables, pero si bajo a 5.4v empiezan los problemas.

Ayer estuve mirando un poco el esquema y hay algunas cosas que no terminan de cuadrarme (pero tampoco soy un experto) ... Voy a ver si tengo tiempo estos días y le echo un vistazo al tema.

[msxmakers]

Hola,
Este es el esquema:

Aunque parece que no utilicé el icono correcto para los fusibles rearmables.
Eso que llamas condensadores son fusibles rearmables.
En caso de poner una fuente con polaridad invertida sería un poco parecido
gracias.

[Bone]

Hola msxmakers

Nada....no era mi intención molestar.

Un abrazo fuerte

[msxmakers]

Hola msxmakers
Nada....no era mi intención molestar.
Un abrazo fuerte

Hola Bone,
Disculpame tú, tengo muchos post y email que contestar pero haya dicho lo que haya dicho no quería molestarte.
No se que he dicho aun pero siempre soy un poco seco y ofendo a alguien.
Tú no me has molestado, me estas ayudando, cualquiera que responda lo hace, aun si alguien que conteste esté equivocado.
Lo que digo, (voy a intentarlo otra vez) es que la intención del zener es frenar un accidente, incluso si se quema pero protege algo.
Es una sugerencia del video de Aquis en cuyos conocimientos confio aunque yo personalmente no tengo el CV de nadie.
En cuanto al diodo, lo mismo, el propone soldarlo directamente entre +5v y gnd, yo soy quien añade un fusible en su camino, fusible cuya misión principal es proteger el equipo, no los diodos.
saludos

[merlinkv]

Sobre las protecciones ante polaridad inversa y otras cuestiones, circulan muchas ideas sencillas por la red. Siempre están bien para adaptarlas en mayor o men or medida a nuestras necesidades.

Algunos ejemplos básicos: https://www.electrosoftcloud.com/circui ... d-inversa/

[Bone]

Hola msxmakers
Nada....no era mi intención molestar.
Un abrazo fuerte

Hola Bone,
Disculpame tú, tengo muchos post y email que contestar pero haya dicho lo que haya dicho no quería molestarte.
No se que he dicho aun pero siempre soy un poco seco y ofendo a alguien.
Tú no me has molestado, me estas ayudando, cualquiera que responda lo hace, aun si alguien que conteste esté equivocado.

Nada....hombre....tranquilo no me ha molestado en absoluto....lo habia dicho porque me parecia que te habia sentado mal...

Saludos!!!

[msxmakers]

Algunos ejemplos básicos: https://www.electrosoftcloud.com/circui ... d-inversa/

me ha gustado, la pena es que no entiendo de mosfet, no se que zener podría necesitar o mejor dicho, si lo necesita, dice que depende del voltaje que tolera cada mosfet. así que no se si normalmente ya encajarían para este circuito de 5v sin zener, o si precisamente con algún tipo de zener solucionaríamos el tema de la sobretensión.
En cambio el circuito relé lo tengo claro y me ha gustado.
y me ha dado otra idea.

[msxmakers]

...Continuación:
Pruebas sobre el circuito con el omega. No tengo uno de esos polímetros que se paran en la tensión máxima alcanzada, pero a ojo he hecho unas verificaciones.
Corriente en el omega sin accesorios ninguno:
700mA en reposo.
900mA máximo (en el arranque)

Corriente añadiendo las extensiones o4Mega y fmpac.
aparentemente sin cambios

Corriente añadiendo el interfaz TDC600 y la alimentación de la unidad Floppy.
900mA en reposo
1,5A máxima (sucede al arranque del sistema durante un instante, o leyendo un disco intensamente)

Corriente añadiendo el amplificador y volumen al máximo
900mA en reposo
1,6A máximo, puntual en el arranque
1,6A con un juego la música a tope.
Es un amplificador de 5W aunque los altavoces sean de 3W creo que cuando lo pongo a tope lo que cuenta es el ampli (aunque distorsione).

Corriente añadiendo el interfaz de disco msx-ide
1,1A en reposo
1,6A con música a tope de un juego

Corriente añadiendo el conversor HDMI
1,7A en reposo
2,3A leyendo un disco intensamente
2,1A con música a tope de un juego (no sucede mientras lee de disco)

Corriente cambiando el msx-ide por el cartucho rookie drive (conectando un PEN drive que avisa de su elevado consumo)
1,6A en reposo
2A con música de un juego a tope
2,2A leyendo un disco intensamente


Conclusiones:
Corriente máxima de la placa base del omega 1,1A, con un fusible de 1,5A a 2A debería suficiente.
El máximo comprobado de la placa en 5v es 900mA en un instante del arranque y el estándar habla de añadir 300mA por slot, esto también suma 1,5A.

Corriente máxima de la disquetera: En reposo 200mA con lectura intensiva hasta 800mA, fusible de 1A a 1,5A

De momento el circuito de protecciones tiene un único fusible tanto para la placa base como para la disquetera así que el fusible para ambos sería la suma conjunta de los dos anteriores: máxima 1,5A : fusible de 1,5A (corriente de disparo 3A)

Corriente máxima del amplificador 0-500mA, fusible de 500mA, 1A corriente de disparo

Corriente reposo del modulo HDMI 600mA - fusible de 750mA - 1,5A disparo

Corriente general con todos los dispositivos conectados hasta 2,1A.

En +12 y -12 la norma dice máximo 50mA en total, aunque también dice que para que funcionen algunos cartuchos necesitará minimo 20mA por slot (!) por todo ello un fusible de 50mA (o disparo de 100mA) estaría bien.

Después de todo esto hice una prueba para ver que tal era eso de la corriente de disparo, utilicé uno de los fusibles de 50mA y le puse una resistencia variable para ir modulando la cantidad de corriente que debía pasar.
El resultado fue que a unos 100mA aun no parecía haber cambios. Hasta llegar a unos 130mA todo se mantenía estable y a partir de ese punto la corriente no subía, si yo mantenía la resistencia la corriente se iba reduciendo poco a poco y si reducía un poco más esta, la corriente caía en picado.

saludos
¿to be continued?

[pintza]

Pues yo no veo la parte del zenner.
Quizá esté equivocado pero como diodo que es imagino que tendrá un consumo de 0,7v. así que por lo menos se debería alimentar con 6.3v, como una fuente de ese voltaje es difícil de encontrar lo más sencillo sería usar una de 9v.
Por lo que deberías añadir una resistencia donde caigan los 2,7v que sobran.
Pero todo esto es de la vieja escuela, a día de hoy lo más sencillo es usar un simple regulador como el que te comenta Bone.

[msxmakers]

Hola pintza,
disculpa, es que la intención de ese zener es no conducir nunca en corriente inversa, a no ser que nos estemos pasando de voltaje.
es como... "tenía que meter mi regulador de 5v de siempre pero como el conector es igualito que el de 9v lo metí por error".

En tal caso, debería conducir como loco, activar el fusible y/o quemarse.

A lo mejor es que ando algo equivocado y esto no funciona así, pero en cualquier caso no es para regular la tensión de la carga.

La carga requiere como mínimo 750mA para la placa base y me parece que no hay muchos zener que lo soporten, y necesita de una resistencia que restaría voltaje a la entrada.

Si, ya sé que muchos estáis acostumbrados a una entrada de 9v mal regulada y un regulador, pero esto no va así, la entrada ya es de 5v.
Realmente voy a hacer la prueba a ver que pasa poniendo 9v al fusible rearmable (es como una resistencia) en serie con el Zener, quiero ver si lo quemo o si la reacción del fusible es rápida.

Tras leer la información que pasó merlinkv, lo que más me preocupa de este circuito es justamente que dice otra cosa, habla de la polaridad invertida y del tiempo que tarda en quemarse un fusible, que el problema es la corriente invertida que llega a pasar hasta que este se abre.

En cuanto a los 0,7v que mencionas, yo creo que eso era en corriente directa, un Zener en corriente inversa se ciñe a su tensión nominal. ¿no?
saludos