Disquetera Commodore 1541: Electrónica

Después de aprender como funciona la disquetera Commodore 1541 me dispuse a analizar su mecánica y electrónica. Quitando los cuatro tornillos de la parte de abajo se puede levantar la parte superior de la carcasa y ver el interior de la disquetera. En primer lugar se encuentra la placa base con parte de los componentes de la fuente de alimentación y los circuitos electrónicos que controlan la disquetera.

Si quitamos los tornillos que sujetan la placa base y los cables que tiene conectados podremos levantar la placa y acceder al fondo de la disquetera, donde se encuentra el resto de componentes de la fuente de alimentación y el mecanismo de lectura/escritura de los disquetes.

En el fondo de la parte trasera de la disquetera se encuentran varios componentes de la fuente de alimentación. En primer lugar el conector de alimentación eléctrica IEC C14 integra un filtro de ruido GL 2060F. A continuación la corriente pasa por el fusible de protección que ya se vio en el artículo anterior y finalmente llega al transformador.

El transformador convierte la corriente alterna de 220 V en dos corrientes alternas de 16 y 9 voltios. Estas corrientes pasan a la placa base mediante cuatro cables de color naranja y azul. En la placa base los puentes rectificadores KBL02 y KBP005 convierten en positiva la parte negativa de las ondas de las corrientes alternas. A continuación mediante varios condensadores se aplanan las ondas quedando corrientes casi continuas. Finalmente mediante los reguladores de voltaje UA7812KC y UA7805KC se consiguen dos corrientes continuas de 12 y 5 voltios para alimentar los componentes del ordenador. Estos reguladores de voltaje están atornillados a un disipador de calor.

En la parte delantera se encuentra el mecanismo para la lectura y escritura de los disquetes. Durante los años de fabricación de la disquetera se utilizaron mecanismos de diferentes fabricantes. Esta tiene una etiqueta en la que se puede ver que el fabricante es Mitsumi/Newtronics.

En el centro, de color negro, está el cabezal de lectura/escritura. Hay dos motores de 12 V, uno es un motor paso a paso y su cometido es posicionar el cabezal sobre la pista del disco en la que se necesita leer o escribir. El otro motor hace girar el disco a velocidad constante de 300 revoluciones por minuto para que los diferentes bloques de la pista pasen por el cabezal.

A continuación puede verse una foto del mecanismo de la disquetera con un disquete introducido. El disquete queda posicionado para que el cabezal pueda leer/escribir el disco magnético y el motor de rotación pueda girarlo.

En las siguientes imágenes se puede ver el cabezal sobre la primera pista y a continuación sobre la última pista. La primera es la más exterior del disco, la última es la número 35 y es la más interior. Arriba del cabezal se puede ver el motor paso a paso.

Al otro lado del cabezal está el motor que hace girar el disco. Este motor está controlado por un circuito electrónico situado en una placa que tiene a su lado. Abajo, a la izquierda de la placa, hay un agujero donde se puede colocar un LED como parte del mecanismo para detectar el agujero índice que marca el principio de las pistas del disco. En la disquetera 1541 no hay este LED porque no utiliza el agujero indice, no lo necesita porque en cada bloque se indica su número de bloque.

Junto al cabezal se encuentra el mecanismo que sujeta el disco magnético del disquete por el agujero central y le transmite el giro del motor. En la misma pieza de metal que soporta el cabezal está también la parte superior del mecanismo que sujeta el disco. Cuando se gira la palanca de cierre de la disquetera la pieza de metal baja, acercando el cabezal a la superficie del disco y presionando la parte superior del mecanismo de sujeción sobre el disco.

Por último, abajo, cerca de la entrada del disquete, está el sensor que detecta si la muesca de protección contra escritura está tapada o destapada. El sensor está compuesto por un LED emisor de luz y un fototransistor receptor de luz. Cuando se introduce un disquete la muesca de protección queda entre el emisor y el receptor. Si la muesca está tapada impide que llegue la luz al receptor y la disquetera puede detectar que la protección contra escritura está activada.

Al igual que con el mecanismo de lectura y escritura también se utilizaron diferentes modelos de placa base en la fabricación de la disquetera. En el borde superior de la placa base de esta disquetera se indica que es PCB 251830 Revisión A y ASSY 250446.

En el centro de la placa base se encuentran los circuitos integrados más importantes. En primer lugar hay dos memorias ROM de 8 KiB (901229 y 325302) donde está el sistema operativo de disco Commodore DOS, encargado de controlar la disquetera y comunicarse con el ordenador. A continuación hay una memoria RAM M2128 de 2 KiB para la ejecución del sistema operativo.

A la derecha de las memorias ROM y RAM está el procesador MOS 6502, que ejecuta el sistema operativo, y dos chips MOS 6522 Versatile Interface Adapter (VIA). El primero de estos chips se usa para comunicar el procesador con el ordenador a través del puerto serie. El segundo chip se utiliza para que el procesador pueda controlar los motores, encender la luz indicadora de actividad, monitorizar el sensor de protección de escritura y realizar operaciones de lectura/escritura con el cabezal.

Otros chips de la placa complementan la funcionalidad de los chips principales y sirven de unión entre los diferentes componentes. En algunos modelos de la placa varios de estos chips se integran en un solo chip hecho a medida para la disquetera con el código 325572. Esto reducía costes y posibilitaba que la placa fuera más corta.

Los cables conectados en la parte de abajo de la placa base que tuvimos que quitar para levantarla y acceder al fondo de la disquetera son los encargados de conectar la placa base con los componentes del fondo de la disquetera que tiene que controlar.

Arriba de la placa base hay un oscilador de 16 MHz y dos contadores. Mediante el contador 74197 se divide la frecuencia de 16 MHz entre 16 para crear una frecuencia de 1 MHz para el procesador. Como se vio en el artículo anterior las pistas exteriores del disco son más largas y pueden contener más bloques que las interiores. Por eso se dividen las 35 pistas en cuatro grupos con 21, 19, 18 y 17 bloques. Como el disco gira a una velocidad constante es necesario utilizar cuatro frecuencias de lectura/escritura, la frecuencia de las pistas exteriores con más bloques debe ser mayor. El contador 74193 se utiliza para dividir la frecuencia de 16 MHz entre 13, 14, 15 y 16.

Los dispositivos de datos utilizados en los ordenadores Commodore tienen un código de dispositivo que permite diferenciarlos y poder conectar varios de ellos simultáneamente. Por defecto los datassetes tienen el código 1 y las disqueteras el código 8. Si queremos utilizar varias disqueteras debemos cambiar el código de dispositivo de alguna de ellas. En la disquetera 1541 es posible cambiar el código de dispositivo cortando dos conexiones que se encuentran en la placa base. Solo es necesario quitar el estaño que conecta los dos extremos. Las conexiones tienen asignados los números 1 y 2. Al cortar una o las dos conexiones el código de dispositivo pasa a ser la suma de 8, el número por defecto, más los números de las conexiones cortadas. Por lo tanto el código del dispositivo puede ser 8, 9 (8+1), 10 (8+2) y 11 (8+1+2).

Para saber más sobre la electrónica de la disquetera se puede consultar el manual de servicio utilizado por los técnicos para la reparación de la disquetera. En él se incluyen esquemas y más información de los circuitos electrónicos. En el manual de usuario se puede encontrar información detallada del formato de los disquetes.