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NETO (C) 2000-2017

MASTER SYSTEM I e II Tec Toy com CXA1645

21/09/2016


Como é sabido, os Master System nacionais modelo I e II usam o transcodificador de vídeo Motorola MC1377P, e que a imagem destes modelos no vídeo composto é bem inferior aos demais modelos importados. Consegue-se alguma melhoria fazendo uma modificação para S-Vídeo, porém televisores muito antigos ou mais modernos não dispões desta entrada, outro recurso disponível na versão estrangeira do Master System importado é a saída RGB que no caso do nacional também não existe devido a não existir um circuito de Buffer interno no Motorola MC1377P, sendo que o RGB não fazia muita falta devido a serem raros os televisores brasileiros que possuem esta entrada, mas com o surgimento de conversores RGB para Vídeo componente, VGA e HDMI faz com que se torne necessário a disponibilidade também de uma saída RGB que no caso destes modelos precisam de um circuito extra para se obter o sinal no nível adequado para uso nestes televisores ou conversores.
Como observamos acima precisamos de circuitos extras para se obter alguma melhora nos Master System I e II da Tec Toy, outra solução que será apresentada aqui será a troca do transcodificador de vídeo Motorola MC1377P por um transcodificador Sony CXA1645P que além de precisar de poucos componentes terá um salto enorme de qualidade no composto e também lhe dará as opções de S-Vídeo e RGB sem precisar de circuitos de Buffer.
Uma curiosidade em relação ao processador de vídeo SEGA 315-5124 utilizado nos primeiros modelos de Master System é que o pulso de sincronismo gerado por ele é impróprio para sistemas baseado em PAL como o PAL-M utilizado por nós, esta característica do sinal faz com que mesmo que o Burst de cores esteja corretamente em 3,575611MHz resulte em uma imagem sem cores ou com problemas de exibição de cores, sendo necessário um circuito auxiliar para corrigir o pulso de sincronismo que está incluso na proposta de substituição do transcodificador de vídeo.

Após uma breve introdução vamos começar, com o material necessário:

1 - Placa de circuito impresso 10x10 (placa estilo protoboard facilitará o serviço);
1 - Barra de terminais de no mínimo 20 pinos;
1 - Soquete de 8 pinos;
1 - Soquete de 20 pinos;
1 - Conector fêmea Mini Dim 8 (opcional caso queira usar o RGB/S-Vídeo);
1 - Circuito integrado Sony CXA1645P;
1 - Circuito integrado NE555;
1 - Circuito integrado 7805 (opcional);
1 - Capacitor de disco (cerâmico) de 47pF;
1 - Capacitor de disco (cerâmico) de 82pF;
5 - Capacitores de disco de 10nF (103);
1 - Capacitor de poliester de 47nF (473);
6 - Capacitores de disco de 100nF (104);
2 - Capacitores de 47uF;
6 - Capacitores de 220uF;
6 - Resistores de 75 Ohms;
2 - Resistores de 1K (1.000 Ohms);
1 - Resistor de 1K5 (1.500 Ohms);
1 - Resistor de 3K3 (3.300 Ohms);
1 - Resistor de 4K7 (4.700 Ohms);
1 - Resistor de 10K (10.000 Ohms);
1 - Resistor de 16K (16.000 Ohms) pode se usar a combinação de 15K + 1K;
1 - Resistor de 47K (47.000 Ohms);
1 - Trimpot de 10K (103);
1 - Transistor BC547;

Preparando o Master System

Na placa do Master System localize e remova os seguintes componentes:


Fonte 12 Volts -> DZ1, R51, T50
Transcodificador de RGB -> CI9 (MC1377P);
Linha de RGB -> C20, C21, C22;
Linha de Burst de cor -> C23, C24, C25, C26, L20, R20;
Croma ->  C37, C38, C39, R32, R33, T20;
Linha de Luma -> C33, C34, C35, C36, R29, R30, R31, L21, L22, L23;
Linha de vídeo -> R34;
Linha de RF -> Modulador RF, C43, C41, C44, R34, R35, R36, L24;
Clamp de vídeo e outros ->  C27, C28, C29, C30, C31, C32, C40, R27, R28, VR1;


Após a remoção dos componentes mencionados deveremos ter algo semelhante a foto abaixo, observe que o soquete de 20 pinos já se encontra instalado, alguns Master System já vêm com este soquete instalado, não posso dizer se isto foi instalado de fabrica ou em uma posterior manutenção neste caso foi eu quem instalou, mas já peguei alguns exemplares com ele instalado.

Remoção dos componentes não usados

Agora vamos as modificações na placa:
Há duas opções de fonte para o novo transcodificador de vídeo utilizar a fonte de 5 Volts existente ou instalar um 7805 e criar uma segunda fonte, no meu preferi adicionar um 7805 extra evitando adicionar mais uma carga no principal, caso opte por utilizar um extra pode se colocar ele no lugar do T50 sem maiores problemas, para isto deveremos fazer alguns ajustes: Primeiro coloque uma ponte entre o local da Base do T50 e o local do negativo do DZ1, após isto coloque o CI 7805 com o terminal "1" no local onde fica o Coletor do T50, o terminal "2" no local do positivo do DZ1 e o terminal "3 no local do Emissor do T50, abaixo tem uma foto de como ficará o 7805 no local do T50.


Adaptação de regulador de voltagem 7805

Se você optou por remover o modulador RF, poderemos instalar o conector Mini Dim 8 em seu local sem que se precise fazer nenhum corte no gabinete do Master System, ao adquirir o conector procure um que tenha a carcaça quadrada e com blindagem metálica, pois poderemos fixá-lo de ponta cabeça no local onde estava o RF sem maiores problemas, abaixo segue algumas fotos de como ficará depois de soldado o conector. Como o conector será soldado invertido deveremos juntar os dois terras da carcaça e soldá-los para que travem a parte plástica do conector dentro da caixa metálica.

Adaptação conector mini dim 8

Agora vamos aproveitar os locais dos componentes removidos e colocar alguns componentes necessários ao funcionamento do CXA1645P de acordo com seu datasheet.
Linha do RGB -> Nos locais onde estavam os capacitores eletrolíticos C20, C21e C22 deveremos colocar 3 capacitores de disco de 100nF (104);
Linha de burst de cor -> Colocar um resistor de 3K3 no local marcado como R20 na placa, colocar um resistor de 1K no local marcado como C23, colocar uma ponte no local marcado como L20,  colocar um capacitor de disco de 82pF no local marcado como C24 e colocar um capacitor de disco de 10nF no local marcado como C25;
Linha de seleção PAL / NTSC -> Colocar uma ponte no local onde está marcado C40;
Se a sua placa não veio com o soquete de 20 pinos onde estava o Motorola, instale um soquete neste local.
Após as modificações deveremos ter algo como na foto abaixo.

Soquete MC1377P


Feito estas modificações agora partiremos para o adaptador com o CXA1645P.

Abaixo segue o esquema baseado nas modificações efetuadas na placa, alguns sinais foram mantidos em sua posição original ao Motorola MC1377P. Observe que o circuito abaixo foi desenvolvido para ser usado no Master System I e II com as devidas modificações na placa não podendo ser utilizado diretamente em outros projetos como conversor RGB sem a inclusão de outros componentes.
 

Esquema CXA1645P em PAL-M compatível com SEGA 315-5124

A montagem do circuito na placa ficará a critério de cada um, porém mostrarei como foi montado o projeto proposto.  Se você  seguiu a sugestão e adquiriu uma placa de 10x10 recorte um pedaço de 6,5cm x 5,0cm e outro de 4,0cm  x 2,0cm conforme mostrado abaixo.  Pegue a barra de terminais e recorte 2 partes com 10 (dez) terminais cada,  Para facilitar a soldagem dos terminais deixe a parte onde segura os terminais por cima da protoboard. Antes de soldar as barras de terminais ajuste a altura de modo que a placa fique com uma distância de 2mm da VDP ou calcule uma distância que de para colocar a chapa de isolação RF sem encostar nos componentes, também solde os terminais de um modo que se encaixem no soquete soldado no local do Motorola MC1377P. A parte em destaque do esquema será montado na placa menor e soldado diretamente nos terminais do conector Mini Dim 8.


Vista de cima da placa adaptadora CXA164P Vista de baixo da placa adaptadora CXA164P
Placa de acoplamento de saída de vídeo
Vista lateral da placa adaptadora CXA164P

Após a montagem e instalação das placas e conectores talvez você tenha problemas falta de cores ou cores incorretas no Composto  / S-Vídeo conforme a imagem abaixo:

Master System em funcionamento sem o circuito de correção

Se você montou o circuito proposto notou a presença do Timer NE555 e é aqui que ele entra em cena. Esta é a parte critica do circuito, pois neste ponto deveremos ajustar o tempo de pulso do sincronismo  para que ele fique em sincronia com o Burst de cores, por algum motivo o SEGA 315-5124 tem problemas com sistemas baseados em PAL, para este ajuste um osciloscópio seria necessário, mas como este efeito é visual, pode ser feito no "olhometro" mesmo, você até pode me questionar porque não ajustei e postei o valores corretos dos componentes para a sincronia do sinal, a resposta é que os capacitores de disco/poliester tem uma tolerância muito alta e como o tempo é obtido baseado na carga e descarga do capacitor e este tempo é em microssegundos, qualquer variação altera o tempo, então como sugestão inicie o trimpot com 5K1, conforme pode ser visto na foto da placa usei um trimpot de precisão e recomendo que se use um destes para que seja obtido o tempo correto no pulso de sincronia de cores. Antes de encerrar o projeto recomendo que faça o ajuste com o sistema frio, devido a característica de funcionamento dos capacitores.

Abaixo uma foto comparando dois Master System sendo do lado Esquerdo com CXA1145P em NTSC e do lado direito com CXA1645P em PAL-M. Clique na foto para ver em alta resolução.

Comparativo Master System em PAL-M vs NTSC via vídeo separado (S-Vídeo)

Abaixo foto dele ligado em uma TV de LED (Clique na foto para ver em alta resolução).
Master System com CXA1645P ligado em TV de LED via vídeo separado (S-Vídeo)

Fontes:
O circuito de correção do pulso de sincronismo composto foi retirado através de análise de sinais e circuito com CXA1145P no Master System Compact, por algum motivo a Tec Toy mesmo em aparelhos descontinuados não fornece os esquemas.