Fidelity Chess Challenger 10
Reparatur des Schachcomputers von 1978
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Der Chess Challenger 10 ist ein Schachcomputer der Firma Fidelity aus dem
Jahr 1978.
Fidelity hatte kurz zuvor im Jahr 1977 mit dem Chess Challenger 1
den ersten Schachcomputer der Welt für Verbraucher präsentiert,
der CC10 ist also ein früher Nachfolger.
Im Inneren arbeitet ein Z80 Prozessor von Zilog bei 4 MHz, 2 KB ROM und
gerade einmal 512 Bytes RAM — das ist ungefähr ein Tausendstel
der Leistung moderner PCs.
Als bei eBay ein defekter Chess Challenger 10 angeboten wurde, war sehr
schnell klar, dass dieser Oldie gekauft und wieder belebt werden muss!
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Beim ersten Einschalten die erste Überraschung: in der
Auktionsbeschreibung hatte das Display noch "CL 1 " angezeigt,
jetzt leuchten nur noch die LEDs, sonst passiert nichts.
Das muss nichts Böses bedeuten, der Verkäufer war sogar so nett,
mich nach dem Ersteigern noch einmal darauf hinzuweisen, dass das Gerät
defekt ist.
Nun ja, es ist 30 Jahre alt und
scheint gerade mächtig abzubauen...
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Die erste Herausforderung stellte das Öffnen des Gehäuses dar:
keine Schrauben, nichts!
Die Bodenplatte aus Pressspan ist vernagelt und verklebt.
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Bei diesem Spaltmass ist an Heraushebeln nicht zu denken. Daher
entschliesse ich mich dazu...
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...die Bodenplatte zu opfern und zu ersetzen. Mit dem Dremel wird
ein Loch gebohrt, das mit der Zange erweitert wird. Stück für
Stück wird die Bodenplatte herausgebrochen.
Wieder einmal bewahrheitet sich: Chirurgen sind Metzger! ;-)
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Der Deckel ist jetzt ab, da wartet die nächste
Überraschung: die Platine ist auch nicht verschraubt. Genauer gesagt:
von der Oberseite verschraubt. Auf der Platinenseite sind diese hübsch
verlöteten Nieten, die dann in einen Abstandhalter münden. Innen
in der Niete sind einige weiße Kristalle, die wohl mal flüssig im
Elko waren.
Der Schraubenkopf ist unter der Frontplatte, also dem Spielfeld - und da möchte
ich keinesfalls ran, da mir die Gefahr viel zu groß ist, dauerhaft
sichtbaren Schaden zu produzieren.
Also... wird kurzerhand die ganze Niete aufgefräst.
Das allein wäre aber zu einfach: die Tastatur ist (natürlich!)
nicht eingesteckt, sondern mit 14 Leitungen direkt eingelötet - die
wollen alle erst entlötet werden.
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Dann ist die Platine endlich frei — schön, wenn Bauteile so offensichtlich als defekt erkennbar
sind. Der Elko hat seinen Deckel heraus gedrückt und sein Elektrolyt
(oder was davon übrig war) in's Gehäuseinnere geblasen.
Fidelity war wohl der Meinung, "viel hilft viel" -- jedenfalls
haben die mit der Wärmeleitpaste ordentlich rumgesaut. Im Betrieb wird
das dann warm und verteilt sich über die ganze Platine - erkennbar am
weissen Schmodder, der sich rings um den Spannungsregler auf dem schwarzen
Kühlkörper verteilt.
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Wenn man genau hinsieht, kann man hier das gewickelte Innenleben des
Elkos erkennen.
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Den 2200-µF-Elko habe ich nun getauscht, mal sehen, ob die Spannung
nun wieder geglättet wird...
Nein, wird sie nicht. Eigentlich hätte ich da lieber
eine "flat line" und keinen schwingenden Murcks bei ca. 400 hHz...
Jedenfalls bricht die Spannung noch regelmässig bis auf rund 3V ein
und das geht gar nicht: 5V ± 0,25V sind gefordert.
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Der Datecode "7748" des zweiten Elkos (100 µF) zeigt 48. Woche 1977 und
ist damit gute 31 Jahre alt — dann darf der auch defekt sein und wird auch
getauscht.
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Das Netzteil ist jetzt repariert, die Versorgungsspannung von 5V liegt
wieder konstant an. Jetzt ist noch das ROM zu sichern, für den Fall,
dass es später kaputt geht und um zu prüfen, ob es überhaupt
noch sinnvollen Inhalt enthält.
Dies ist ein spannender Moment, denn mein CC10 enthält kein EPROM
wie ich das im Internet gesehen hatte, sondern ein ROM. Um es auslesen zu
können, muss ich die Anschlußbelegung kennen - ansonsten
könnte ein Ausleseversuch das Ende des ROMs bedeuten!
Ich mache mich also daran, die Belegung durchzumessen und erfahre, dass
es pinkompatibel zum 2732 ist, aber nur 2 KB groß (entgegen den
Angaben im Internet, es sei 4 KB groß!) und ist sehr merkwürdig
an die Z80-CPU angeschlossen - aber hurra! Es enthält noch Inhalt!
Dann schließe ich wieder Strom an und...
ER FUNKTIONIERT!!!!
Diesen Moment habe ich nicht in Bildern festgehalten, später gibt es
aber Bilder vom funktionierenden Schachcomputer. Jetzt geht es erst einmal
an den Wiedereinbau...
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Die Reste der Bodenplatte mit dem Cuttermesser abkratzen war
großer Spaß für die ganze Familie.
Links im Bild ist die silberne Abdeckung der Tastatur erkennbar,
darüber die angelöteten Verlängerungskabel für die
Tastatur mit einem Stecker - endlich!
Die Aussparungen für die LED-Anzeigen sind mit roter Folie beklebt,
die auch nach 30 Jahren immer noch klebt. Ein Krümel daran würde
unweigerlich kleben bleiben. Nachdem die ersten beiden drauf sind, klebe ich
das Sichtfenster schnell mit dem nächstbesten Papier und etwas Tesa ab.
Dann frage ich mich, ob das wohl so eine gute Idee war — was passiert
wohl, wenn ich gegen das Papier drücke?! Glücklicherweise geht
alles gut.
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Dies ist die Platine im Endstadium. Da ich keinen liegenden
2200-µF-Elko, sondern nur einen stehenden hatte, macht der einen
Spagat — was ihn immerhin etwas vom warmen Kühlkörper
entfernt und sich damit lebensverlängernd auswirkt.
Unten links ist die CPU MK3880, das ist ein Z80-Nachbau, den Mostek in
Lizenz gefertigt hat. Rechts unten sind die vier RAM-Bausteine, jedes
speichert 256 x 4 Bits.
Unter der LED-Anzeige ist als schwarzer Streifen die Buchsenleiste
erkennbar, die ich zur Aufnahme des Tastatursteckers eingelötet
habe.
Oben rechts in der Ecke wird die Versorgungsspannung zugeführt,
natürlich(!) war das Kabel direkt eingelötet. Ich habe zwei Stifte
eingesetzt, damit ich das Kabel einfach abstecken kann.
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Die Platine ist jetzt wieder eingesetzt und wird mit M3-Schrauben mit
Unterlegscheiben befestigt. Die original-Abstandshalter haben am Ende ein
zölliges Gewinde, am Platinenende laufen sie konisch zu, so daß
sich die M3-Schrauben kurzerhand ihr eigenes Gewinde schneiden - das
hält prima, wenn man Schrauben in der richtigen Länge hat.
An der Stelle, wo früher die Nägel waren, hatte ich Schrauben
zum "vorbohren" eingedreht, die später die Rückwand
halten sollen.
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Im Baumarkt versicherte mir der Mann am Holzzuschnitt, das Brett
würde "keinesfalls" größer ausfallen. Es passte
dann trotzdem nicht und ich musste doch selbst mit der Säge ran —
dabei sollte es doch eigentlich gerade werden...
Außderdem befand ich, daß eine so helle Rückwand
wirklich unpassend ist, auch wenn es "nur" die Rückwand ist.
Also flugs Holz-Lasur Farbton "Palisander" besorgt und an die
Arbeit.
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Nach drei mal Lasieren und Schleifen sieht die Bodenplatte
ungefähr so aus, wie ich mir das vorgestellt habe. Mit Schrauben
versehen kann ich die Platte auch wieder abnehmen, wenn in 20 Jahren der
nächste Elko fällig ist ;-)
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Spiel noch einmal, Challenger!
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Die Firmware
Programmierer war Ron C. Nelson.
Im Internet wird die Firmware
fälschlicherweise oft mit 4 KB ausgewiesen, was offenbar daran liegt,
dass die Fassung ein 4 KB "grosses" 2732 EPROM aufnehmen kann.
Ich habe ein Abbild des ROMs gesichert, da dies das einzige Bauteil
darstellt, dass sich nicht ohne weiteres ersetzen lässt. Daher war ich
bei der Reparatur schon sehr gespannt, ob das ROM noch intakt sein
würde und habe einigen Aufwand betrieben, das ROM nicht bei einem
Ausleseversuch versehentlich zu zerstören.
Dabei war die Überraschung groß, als ich feststellte, dass es
sich tatsächlich nur um eine 2 KB grosse Firmware handelt. Zwar ist der
Sockel für die Aufnahme eines 2732 beschaltet (sonst läge bei
einem 2 KB grossen 2716 Vpp an /MREQ, was zu Problemen führen kann), von
den 4 KB werden aber nur die ersten 2 KB genutzt.
Bemerkenswert ist die etwas ungewöhnliche Beschaltung an den Z80:
| Z80 | 2732 |
| A0-10 | A0-10 |
| D0-7 | D0-7 |
| /MREQ | A11 |
| A11 | /CE |
| A12 | /OE |
Ich habe das ROM-Abbild mit IDAFW disassembliert. Der Quelltext
lässt sich wieder zu einem binärgleichen Code assemblieren.
Weitere Analysen des Quelltextes habe ich bis auf die verwendeten
Ein-/Ausgabeports bislang nicht vorgenommen.
Ein- / Ausgabe - Ports
| Adresse | Verwendung |
| OUT F4 | ? |
| OUT F5 | ? |
| OUT F6 | ? |
| OUT F7 | ? |
| IN F5 | ? |
| IN F6 | ? |
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Erstellung 2009-01-02, letzte Bearbeitung 2009-01-25