Projeto de uma RamCard de 1Mb para o Porto 2 de uma Calculadora HP48GX
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** ALERTA 1 ************************************
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O AUTOR DESTE PROJETO NO SE RESPONSABILIZA E NO PODE SER RESPONSABILIZADO POR DANOS QUE POSSAM OCORRER PELA UTILIZAO DE QUALQUER INFORMAO PRESENTE NESTE DOCUMENTO E ARQUIVOS ANEXOS. PROSSIGA POR SUA PRPRIA CONTA E RISCOS!

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** ALERTA 2 ************************************
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 imprescindvel que saiba manusear componentes CMOS.
 necessria alguma habilidade manual para ajustar o Carto de Memria  calculadora.
 um circuito exclusivo para o modelo HP48GX.

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** Projetos precursores ************************
** e documentos que foram teis ****************
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Em ordem cronolgica:
1. Olaf Kaluza (RamCard - Port 1- 128kb - S/GX)
2. Marcel Flipse (RamCard - Port 1 - 128kb - S/GX)
3. Philippe Teuwen ("Guide to the HP48G/GX Hardware")
4. Jonathan (Interna - Port 2 - 128kb - G)
5. Stefano Garavaglia (Interna - Port 2 - 512kb - G/GX)
6. Marcel Flipse ("HP48 Schematics")
7. etc.

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** Alguns porens *******************************
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1. Cartes de mais de 128kb so melhores se forem para o porto 2 ("port 2"), pois o sistema operacional da HP48GX gerencia adequadamente este tipo de carto somente quando no porto 2.
2. Um carto deste tipo pode ser utilizado tambm como unidade de "back-up" ou seja somente para armazenar programas que so copiados  calculadora quando necessrio, para isso ele no precisa estar permanentemente conectado  calculadora (veja a seo 28 do manual da calculadora).
3. Para operar o carto que constru tive de colocar baterias novas na calculadora, seno ela nem liga. Ou seja no s consumir mais corrente como exige uma corrente mnima maior para funcionar... fazem poucos dias que montei e instalei o carto (28/11/2001), ento, ainda est em fase de testes para verificar quanto tempo as baterias novas duraro.
4. Os cartes originais da HP operam entre 4.1V e 4.9V enquanto o bq4016Y foi projetado para operar entre 4.3V e 5.5V, ou seja, chegar uma hora em que a calculadora estar funcionando normalmente mas o carto "bloquear" os dados.
5. A primeira placa de circuito impresso que fiz ficou muito "podre", errei feio numas dimenses, mas fique tranqilo pois estou disponibilizando o desenho da placa com as devidas correes. Mas as "fotos" que acompanham este arquivo so da tal placa podre...

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** Os arquivos *********************************
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1. cobre.jpg: figura "scanneada" da face inferior da placa de circuito impresso, observaes importantes: primeira nem todos os componentes esto na mesma face da placa; segunda o 74HC04 no pode utilizar soquete, seno a placa no entra no "slot".

2. compon.jpg: o importante  reparar na posio que o bq4016Y fica na placa.

3. detalhe1.jpg: na parte inferior da figura nota-se um espao e a ranhura da tampa do compartimento que sero referidos  frente.

4. detalhe2.jpg: notar que a utilizao do soquete bem como sua altura so extremamente importantes, pois ele posiciona o CI de memria na parte externa da calculadora, o soquete que utilizei eleva o CI de memria 4mm que  a altura exata para o CI apoiar na caixa da calculadora e, simultaneamente, para a placa apoiar na guia do carto de memria.

5. perfil.jpg: a foto lateral do "elemento"... ;)

6. rc1m-p2-pcb.ps: o desenho da placa de circuito impresso em formato .PS (PostScript), para imprim-lo, pode se utilizar programas prprios para este tipo de arquivo como por exemplo o 'freeware' GhostView, ou ser importado e impresso pelo CorelDraw (verso 9, pelo menos).

7. rc1m-ps-sch.pdf: o diagrama esquemtico do circuito. 

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** Quanto custa +- ? ***************************
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Placa de circuito impresso: R$ 25,00 (US$10.oo)
                    74HC04: R$  0,80 (US$ 0.34)
              4 resistores: R$  0,16 (US$ 0.064)
                    bq4016Y: R$  0,00 (US$ 0.00) Obrigado, Texas Instruments!
conector tipo PCI (sucata): R$  1,00 (US$ 0.40)
       Soquete de 36 pinos: R$  1,00 (US$ 0.40)
                    TOTAL:  R$ 27,96 (US$11.18)

Um carto do tipo "feito em casa" custa aproximadamente US$55.00 segundo informaes em http://www.hpcalc.org

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** Importante **********************************
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O circuito integrado de memria utilizado foi o bq4016Y (1Mb - US$50,00) da Texas Instruments (www.ti.com), que distribui amostras grtis do mesmo mediante solicitao no Website da empresa. Este CI de baixo consumo tem uma bateria de ltio interna de modo que mesmo quando no alimentado externamente os dados permanecem na memria (NV-SRAM - Non Volatile Static RAM), mas, em contrapartida, sua caixa  longa e alta, de modo que ao conectar-se o Carto de memria na HP48GX o CI fica projetado para fora da caixa da calculadora impedindo o seu fechamento, assim  *extremamente perigoso* que algum objeto metlico entre na calculadora atravs desta abertura, uma boa soluo pode ser encapar a calculadora com plstico transparente.

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** Importante 2 ********************************
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A bateria de ltio da memria RAM tem uma durabilidade estimada em "somente" 10 anos, assim, para aumentar a vida da bateria do CI de memria, uma soluo  fazer um "bero" para o carto de memria que consiste num circuito provido de um conector para guardar o carto de memria quando este no for utilizado por longos perodos, oferecendo alimentao e sinal de controle CE adequados. Um conector para esta finalidade seria aqueles do tipo PCI utilizados em Placas Me de microcomputadores, que tm o espaamento adequado entre os pinos (1"/20 = 50mils = 1,27mm).

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** MUITO Importante ****************************
** MUITO Importante ****************************
** MUITO Importante ****************************
** MUITO Importante ****************************
** MUITO Importante ****************************
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O circuito integrado de memria utilizado  o bq4016Y e no o bq4016, o bq4016Y opera numa faixa inferior de tenses. Por favor, no se esquea de solicitar o integrado correto: bq4016Y, bq4016Y, bq4016Y, bq4016Y...

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** Importante 4 ********************************
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Caso v solicitar uma amostra grtis do bq4016Y, por favor pea somente uma unidade, assim  de se esperar que mais pessoas podero usufruir desta comodidade.

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** Importante 5 ********************************
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Durante o transporte  extremamente recomendvel que retire o carto da calculadora, no caso deste no estar solidamente conectado  calculadora, podendo ento conectar-se bem como desconectar-se sozinho repetidamente, enquanto a calculadora pode ligar-se e desligar-se, sozinha... uma tima oportunidade para ocorrer uma desgraa...
Lembre-se da lei de Murphy: "quando algo tem a chance de dar errado certamente dar (errado)".

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** Componentes dos dois lados da placa *********
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Note que com exceo do CI de memria e dos pinos de configurao (J1), todos os demais componentes foram montados no lado "mais cobreado" da placa de circuito impresso. Esta disposio se deve  existncia de aletas no 'slot' que impediriam a insero do carto de memria caso estes componentes estivessem no lado "normal" da placa. Uma conseqncia  que o porto 1 no poder ser utilizado normalmente, uma vez que os componentes invertidos, em especial o 74HC04, encobrem o conector 1.

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** Onde estao os capacitores *******************
** de desacoplamento? **************************
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Teste de So Tom: verifiquei no osciloscpio e a variao de VCC nos pinos das barras de configurao (J1)  de no mximo 0.18V. Parece razovel dispensar os capacitores de desacoplamento, no???

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** A placa de circuito impresso ****************
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Repare que num lado da placa de circuito impresso dever aparecer escrito  cobre "NPK" (Nitrognio-Fsforo-Potssio - letras assimtricas!) e do outro lado da placa deve aparecer uma data. Ambas as inscries servem para guiar na hora de gravar as trilhas do circuito impresso.

Dvidas? Consulte as "fotos" do prottipo.

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** A placa de circuito impresso detalhes *******
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<Informao suprflua, pule este tem, a menos que v querer ler ou escrever na RAM em outro circuito>

Para um desenho mais limpo da PCI os sinais do barramento da HP48 no foram conectados a pinos com o mesmo "nome" do CI de memoria, no que se refere ao porto de enderecos e dados. Apesar do aspecto confuso no diagrama esquematico (que na verdade serviu mais como um "net-list" grfico) o resultado na PCI foi muito bom.

Note que pode ocorrer alguma confuso ao ler a seguinte tabela pois os pinos do conector de borda de placa tem seus pinos identificados de A1 at A40 (este 'A' prefixado se deve ao fato de que o conector originalmente tinha dois lados 'A' e 'B'), os sinais de endereamento so identificados de a0 at a19 (este 'A' prefixado se refere a 'Address'). Assim optou-se por identificar, na tabela, os pinos do conector com 'A' (maisculo) e os sinais com 'a' (minsculo), mas no diagrama esquemtico esta diferenciao com maisculas e minsculas no ocorre.

Conector Barramento  CI
A2       a0          a18
A3       a1          a19
A4       a2          a16
A5       a3          a14
A6       a4          a15
A7       a5          a12
A8       a6          a17
A9       a7          a7
A10      a8          a6
A11      a9          a13
A12      a10         a5
A13      a11         a8
A14      a12         a4
A15      a13         a9
A16      a14         a3
A17      a15         a11
A18      a16         a10
A19      a17         a0
A20      a18         a1
A21      a19         a2

Conector Barramento  CI
A23      d0          d7
A24      d1          d6
A25      d2          d0
A26      d3          d5
A27      d4          d1
A28      d5          d4
A29      d6          d2
A30      d7          d3

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** Ajustando a placa  calculadora *************
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A placa (sem qualquer um dos componentes) tem de ser ajustada ao slot da calculadora, desta forma espera-se que deixe sobrematerial para tanto.

No tenha pressa!

Para lixar coloque a lixa em uma superfcie plana com a face abrasiva virada para cima :o). Forre a superfcie com jornal!

Com os lados da placa de circuito impresso paralelos s trilhas centre o contatos na mesma. A seguir lixe alternadamente ambos os lados at conseguir encaixar a placa na calculadora devidamente desligada. (a largura final que obtive foi de aproximadamente 52,7mm)

Lembre-se que cada vez que for inserir a placa na calculadora deve se arredondar levemente as quatro quinas da borda do conector, pois a placa pode enroscar em alguma salincia falseando o teste de insero (aconteceu comigo!), deve-se, tambm, remover a poeira.

Encaixando o carto, verifique se os contatos da placa esto corretamente posicionados no conector (isto  possvel com um pequeno esforo). Qualquer problema considere a possibilidade de >>inutilizar a placa<<, afinal, quanto vale sua GX?

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** Efetuando a montagem ************************
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A montagem no tem mistrio, mas  necessrio prestar muita ateno na posio dos dois circuitos integrados e no esquecer de soldar as vias (conexes entre os dois lados da placa), para encontr-las examine o desenho da placa.

Teste cuidadosa e exaustivamente a placa para problemas de continuidade e, principalmente, curto-circuitos.

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** Finalizando a montagem **********************
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Deve se conectar os dois ltimos pinos da esquerda da barra-de-pinos com um 'strap' (um contado de encaixar que serve para conectar dois pinos imediantamente adjacentes), ATENO: JAMAIS CONECTE OS DOIS PINOS EXTREMOS DA BARRA-DE-PINOS, POIS ISSO PROVAVELMETENTE DANIFICAR SUA CALCULADORA.

No fiz o acabamento ainda, mas necessariamente deve-se proteger o cobreado do circuito impresso...

Mas fiz umas gambiarras: coloquei um pedao de espuma sob a placa para fechar a abertura, amarrei o bq4016Y+soquete na ranhura do compartimento, com linha de costura mesmo, e encapei a calculadora com plstico transparente. Gambiarras necessrias.

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** Realizando testes ***************************
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Encaixando o carto na calculadora, se ao lig-la pela primeira vez obtiver a mensagem "Warning: invalid card Data", tudo bem,  normal,  preciso inicializar o carto com o comando PINIT. Veja instrues na seo 28 do manual da calculadora.

Mas se mesmo aps inicializar com PINIT o 'Warning' continuar ocorrendo ao lig-la  preciso verificar se alguma trilha do circuito impresso apresenta problemas de continuidade, e se o conector est corretamente ajustado, isso  pssimo, sinal de que est arriscando a sua preciosa calculadora...

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** Primeiras impresses ************************
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Assim que conectei o carto de memria tive de trocar as baterias, que, em condies normais, teriam mais tempo de vida, pois ainda nem estava dando 'warning', mas as baterias j tinham mais de 8 meses (PowerLife da Philips, muito boas).

Hajam programas pra 1Mb! Instalei at a tabela peridica :)) consegui utilizar at agora 300kb.

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** Algumas idias ******************************
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1. Estou pensando em alguma maneira de fixar-liberar facilmente o carto dentro do Slot da calculadora, uma maneira interessante seria utilizar a ranhura de encaixe da tampa do compartimento.
2. Penso em proteger o circuito, mas uma placa de plstico teria o problema da eletricidade esttica, uma placa de circuito impresso virgem seria muito espessa... ...talvez um sanduiche plstico-metal... ...sugestes?
3. Um carto de memria com 512kb e menor consumo, no  m idia.
4. Se abrirmos uma abertura na placa de circuito impresso, de modo que o 74HC04, fique alojado nesta, facilitaremos o acesso ao porto 1.

Para os itens 1 e 2, algumas alteraes na placa j foram feitas.

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** Idias, correes, crticas e sugestes *****
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Infelizmente o meu acesso  Web, e, conseqentemente, ao meu e-mail, esto bastante restritos mas sinta-se  vontade pra enviar perguntas, idias, correes, crticas e sugestes.

[]s
Ricardo Y. Maeda (rymaeda@yahoo.com)