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Reparación ZX Spectrum 48K: Imagen en blanco y negro


Cuando encendemos nuestro Spectrum, de vez en cuando y no muy raramente en ordenadores de más de 30 años, nos podemos encontrar con alguna sorpresa desagradable en forma de fallo, y esto es exactamente lo que me acaba de pasar. 

Como se puede apreciar en la fotografía, la imagen aparece en blanco y negro. Este fallo es muy difícil de detectar al encender el Spectrum, debido a que los colores que predominan en el inicio es un PAPER 7 e INK 0 (colores blanco y negro), pero si cargamos un programa o juego, es ahí cuando nos damos cuenta de que algo no va bien, al ver que no hay color. En la imagen se puede apreciar que poniendo un BORDER de color, ésta se ve con tonalidades en blanco y negro.

Llegados a este punto la típica pregunta que nos hacemos es ¿Cómo arreglo yo esto? Lo primero que tenemos que hacer es abrir el Spectrum y ver qué versión de la placa base tenemos.


Placa base de Spectrum 48K Issue 4A

Esta placa es una Issue 4A, haciendo zoom en la zona de la foto que se ha enmarcado en rojo se puede ver la versión: 


Inscripción Issue 4A del año 1983

Una vez que ya sabemos qué versión de Spectrum tenemos, buscamos en internet el esquema de esta placa. Para mí unos de los mejores sitios es z00m's speccy corner, donde tienen la mayoría de las placas.

Lo primero que me gusta hacer es verificar los voltajes. En esta versión de Spectrum, tal como se puede ver en el esquema, el chip para la generación de la imagen de vídeo es el LM1889. Este chip necesita 12 voltios para su funcionamiento.

Chip de video LM1889

Por lo tanto tenemos que ver si realmente le están llegando los 12V al LM1889. Estos 12 voltios se generan en un circuito "Boost DC-DC" que incrementa un voltaje de entrada de 9V a 12V, y que podemos ver en el esquema de la placa:



Circuito Boost DC-DC de 12V

Siguiendo el esquema, en el cátodo del diodo D15 (BA157), marcado en el esquema con RT, al medir en la placa base, nos tiene que dar un valor aproximado de 12V. 


Medición de voltaje en el cátodo del diodo D15 (salida de 12V)

Si no has medido nunca voltaje en un circuito, lo que tienes que hacer es conectar el Spectrum a la red eléctrica con su alimentador, en el multímetro poner la medida de voltaje en continua (en este caso hasta 20V), la punta positiva (color rojo) en el cátodo del diodo D15 (BA157) y la punta negativa en masa (se puede poner en el disipador de metal).

En la imagen se muestra una medida de 8,15V, un valor muy por debajo de los 12V esperados, por lo que tiene pinta que éste puede ser el motivo que hace que se vea la imagen en blanco y negro. 

Los principales componentes para que el inductor (coil) produzca la energía suficiente para que el circuito proporcione los 12V que necesita el chip de vídeo, son los transistores. El transistor TR4 (ZTX650) de tipo NPN y el transistor TR5 (ZTX213) de tipo PNP. 

Transistores TR5 (ZTX213) y TR4 (ZTX650) junto al diodo D15 (BA157)

Para conocer el patillaje (pinout) de los transistores tenemos que buscar en Internet la documentación (datasheets) para poder comprobar el tipo de transistor (NPN ó PNP) y en qué patillas están la base, el colector y el emisor del transistor. 
Transistor PNP ZTX213 (TR5) 

Transistor NPN ZTX650 (TR4)

Una forma de comprobar si un transistor está mal sin tener que desoldar es con el multímetro. Este método no es 100% fiable, en el sentido que puede que nos dé medidas correctas cuando el transistor está mal, pero si nos da una medida errónea, nos proporciona una cierta certeza que el transistor hay que sustituirle. 

Primero vamos a medir el transistor TR5 (ZTX213), este transistor es de tipo PNP, su representación lógica es la siguiente: 



Con el Spectrum apagado, es decir desconectado el alimentador de la red eléctrica, se pone el multímetro en posición de medición de diodos: 

Posición medición de diodos en multímetro

Al ser de tipo PNP, la punta negativa del multímetro la ponemos en la base, que en este transistor es la patilla del centro, y la punta positiva la ponemos primero en el emisor y luego en colector, que son las patillas de los extremos. Las medidas que tenemos que obtener, tanto en el emisor como en el colector, deben ser de aproximadamente 0,7V, que es la caída de tensión en un diodo. 


Medida colector del transistor ZTX213

La primera medida que se realiza en un lado del transistor da un valor correcto, ya que da 0,64V que es aproximado al valor esperado de 0,7V. 

Medida emisor del transistor ZTX213

Esta medida de 0,6V también es aproximada a los 0,7V esperados. Como esta medida es inferior a la anterior, esta patilla es el emisor del transistor, y la otra es el colector, que concuerda con la descripción que viene en la especificación técnica del transistor. 

Por el momento parece que el problema no está en el transistor ZTX213, ahora vamos a comprobar el ZTX650. Este transistor es de tipo NPN:



Al ser un transistor NPN, la punta positiva del multímetro siempre se pone en la base del transistor, en este caso es la patilla del centro, y se utiliza la punta negativa para medir ambos lados del transistor, colector y emisor. El valor esperado en ambos lados será también de 0,7V.


Medida errónea en el transistor ZTX650 

La primera medida en uno de los lados del transistor ya es errónea, porque se esperaba un valor aproximado de 0,7V y el valor es de prácticamente 0V. 


Medida errónea en el transistor ZTX650

Y esta otra medida también es incorrecta. Por lo que este transistor no está bien y hay que sustituirlo por otro. 

El proceso de desoldado no se va a describir en este apartado. Mi preferencia, desde el punto de vista amateur, es siempre desoldar con un buen soldador, utilizar una malla de desoldar y pasta de soldar, para facilitar que el estaño sobrante se adhiera a la malla. 

Una vez desoldado el transistor ZTX650, compruebo si está averiado con un multitester.


Comprobación en multitester del transistor ZTX650 desoldado de la placa

El multitester muestra el transistor como resistencias y no como un transistor, por lo que queda demostrado que estaba mal. 

El transistor ZTX650 se puede sustituir por uno igual o equivalente, en mi caso he preferido uno igual ya que disponía de repuesto. Pongo el nuevo en el multitester para verificar que está bien antes de soldarlo en la placa. Esto se puede hacer también con el multímetro con el procedimiento que se ha descrito cuando el transistor estaba en la placa. 


Medición en multitester del nuevo transistor ZTX650 que reemplaza al que falla

Se suelda el nuevo transistor en la placa, y se comprueba si ya se generan los 12V que necesita el chip de vídeo, midiendo de nuevo en cátodo del diodo D15.

Medida correcta de 12V en la salida del circuito DC-DC Boost

Ahora sí que tenemos los 12V que esperábamos, por lo que la sustitución del transistor a priori parece que ha funcionado, pero hay que conectar el Spectrum a una pantalla para ver si volvemos a tener color de nuevo. 


Un vivo color verder con un PAPER 4 y BORDER 4

Se puede apreciar que después de hacer un PAPER 4 y BORDER 4 vemos un colorido verde. Después hago distintos PAPERs y BORDERs con resultado positivo. 

Finalmente paso el programa ZX Spectrum Diagnostics de Dylan Smith y Brendan Alford, que viene en el Dandanator Mini, para hacer un chequeo completo al Spectrum, mostrándose en todas las pruebas un estado de salud impecable.


Comprobación del estado del Spectrum con el programa ZX Spectrum Diagnostics y Dandanator Mini

Esto es todo, otro ZX Spectrum recuperado para seguir siendo disfrutado. 


Muchas gracias por leerme. 

DR Spectrum





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