KCS Power Cartridge

De Power Cartridge is een BASIC-toolkit, snel lader/saver voor disk (6x) & cassette (10x), een machinetaal monitor, functietoetsen, een printer-toolkit met hardcopy en een totaal back-up systeem voor de Commodore C64 computer. De Power Cartridge is gemaakt door Kolf Computer Supplies (KCS) in Nederland. De ontwikkelaars zijn: Peter Verhey, Krijn Kolff, Bas van Rossem en Paul Hopper.

BASIC-Toolkit:
AUTO, COLOR, DEEK, DELETE, DOKE, DUMP, FIND, HARDCAT, HARDCOPY, HEX$, INFO, KEY, MERGE, PAUSE, PLIST, PSET, RENUM, REPEAT, SAFE, TRACE, UNNEW, QUIT, $, DLOAD, DSAVE, DVERIFY, MERGE, DIR, DISK, DEVICE en AUDIO.

F-toetsen:
F1=LIST:, F3=RUN:, F5=DLOAD:, F7=DIR:, F2=MONITOR, F4=UNNEW:, F6=LOAD"",2, F8=DISK"

Monitor:
Assemble, Compare, Disassemble, Fill, Go run, Hunt, Load, Interpret memory, Jump, Load, Memory display, Print, Register display, Save, Transfer, Verify, Walk, eXit en $ (directory).

Reset:
Doorgaan, Basic, Reset, Back-up schijf, Alles resetten, Back-up tape, Hardcopy en Monitor.

De Power Cartridge heeft een Reset-knop en een 16 kB besturingssysteem.

De Power Cartridge is geen simpele EPROM cartridge, maar heeft extra componenten om de speciale functies van de Power Cartridge mogelijk te maken. Het bedrijf KCS heeft moeite gedaan om de technologie van de Power Cartridge te "verbergen". Het meest zichtbare is dat ze alle markeringen van de IC-componenten hebben verwijderd. En de adresregels zijn "door elkaar gehusseld" wat resulteert in een EPROM-bestand wat onleesbaar is als je de EPROM leest met een EPROM-programmeur.

Zo, hoe kom je erachter hoe de Power Cartridge werkt? Je moet wat "reverse engineering" doen. Er zijn in ieder geval twee hardware versies van de Power Cartridge. Er is versie 3.6 met de "grote" schakelaar en zes IC-componenten, en versie 4.5 met de "kleine" schakelaar en zeven IC-componenten.
Gelukkig stopte KCS met het verwijderen van de markeringen van de IC-componenten in het latere model (v4.5). Om deze reden begon ik eerst het latere model (v4.5) te reverse-engineeren. In de volgende delen kun je de replica PCB's en schema's zien die ik voor alle drie versies heb gemaakt.

Om een replica PCB te maken, moet je weten waar alle kopersporen op aansluiten. Voor de onderkant is dit niet zo moeilijk, je moet er alleen aan te denken om het spiegelbeeld te tekenen in een PCB tekenprogramma. Ik heb alle locaties van de gaten en via's gemeten en getekend in het PCB-tekenprogramma. Daarna heb ik alle kopersporen op de gaatjes en via's aangesloten.

De bovenzijde van de print is lastiger, omdat de componenten de kopersporen verbergen. Je kunt een multimeter gebruiken en alle verbindingen meten, maar dat is niet zo eenvoudig en kan tot fouten leiden als de componenten zelf verschillende gaten intern verbinden. Om die reden heb ik alle componenten van de bovenzijde van de print verwijderd.

De replica-printplaat komt heel dicht bij het origineel, maar er zijn enkele verschillen. De originele PCB heeft een andere manier om de tekst weer te geven en laat niet zien waar de componenten zijn geplaatst, en ik heb een Power Cartridge-logo aan de onderkant toegevoegd.

De PCB-tekeningen zijn gemaakt met EasyEDA, een gratis online PCB-ontwikkelingsprogramma.

Na het tekenen van de replica printplaat ben ik begonnen met het tekenen van het schema. Dit lijkt simpel, maar is moeilijker dan je denkt. Maar na vele uren was het schema klaar.
In het schema zie je een "normale" Reset-schakelaar en de mogelijkheid om een Aan/Uit-schakelaar toe te voegen. Beide schakelaars zijn optioneel en zijn niet aanwezig op de originele Power Cartridge v4.5.

Het schema is ook getekend met EasyEDA.

De replica printplaat van de Power Cartridge v3.6 is op dezelfde manier gemaakt als voor de Power Cartridge v4.5. Het grootste verschil is dat de kopersporen rechter zijn dan het origineel, omdat het makkelijker was om ze op deze manier te tekenen.

Het tekenen van het schema van de Power Cartridge v3.6 was moeilijker dan het schema van de Power Cartridge v4.5. Dit komt doordat alle markeringen van de IC-componenten ontbreken.
Ik hoopte dat KCS voor beide versies dezelfde IC-componenten had gebruikt, maar na het tekenen van het schema kwam ik erachter dat de aansluitingen op het U2 IC niet goed waren. De EPROM (U6), het RAM (U5) en de 74LS90 (U4) zijn in beide versies hetzelfde.

Dus hoe ben ik erachter gekomen wat de drie onbekende (U1, U2 & U3) IC's zijn. Ik ben begonnen met component U2, het 16-pins IC. Ik heb alle 16-pins IC's uit de 7400-serie bekeken en gecontroleerd of ze de 5 VDC en GND op de juiste pinnen hadden. Daarna controleerde ik of ze enige gelijkenis hadden met de 74LS175 uit versie 4.5. Dit leidde me naar de 74LS174 die vergelijkbaar is, en alle verbindingen waren logisch.

Het volgende IC was U1 waarvan ik dacht dat het een (N)AND of een (N)OR was, kijkend naar het gedeeltelijk voltooide schema. Ik plaatste U1 op een breadboard en maakte een waarheidstabel van de in- en uitgangen, en het bleek een viervoudige EXCLUSIEF-OR te zijn.

Nu was ik bijna klaar met het voltooien van het schema, maar ik moest nog uitzoeken wat U3 was. Ik wist welke pinnen ingangen waren en welke uitgangen, maar ze waren anders dan de meeste IC's in de 7400-serie. Na het controleren van de 7400-serie en testen op het breadboard, kwam ik erachter dat het een 74LS01 was.

De printplaat van de Power Cartridge v3.4 is hoogstwaarschijnlijk de eerste productierun van de Power Cartridge. Deze versie heeft een ontwerpfout op de printplaat, en deze fout is hersteld in versie 3.6. Om deze fout op te lossen is pin U3-3 losgekoppeld van de printplaat en met een draad verbonden met U4-7.
De andere verschillen zijn dat R1 = 1k8 ohm, U6-27 is aangesloten op A15 van de cartridgepoort, C6 = 4n7 F en de tekst op de print is een beetje anders.

Het schema van de Power Cartridge v3.4 is bijna identiek aan versie 3.6. De verschillen zijn dat R1 = 1k8 ohm, U6-27 is aangesloten op A15 van de cartridgepoort en C6 = 4n7 F.

Het bouwen van je eigen Power Cartridge replica is mogelijk met bovenstaande informatie. Ik heb uren en uren besteed aan het maken en controleren van de printplaat en het schema, maar ik kan niet garanderen dat de tekeningen perfect zijn. Als je met deze informatie een Power Cartridge replica bouwt, is dit op eigen risico. Je moet er ook rekening mee houden dat het bedrijf KCS nog steeds actief is, en alle rechten heeft op het ontwerp van de Power Cartridge.

Maar als het je succesvol bent, laat het me weten!

De technische bestanden voor de Power Cartridge.