Trash2Treasure: Acorn System 5

In de lente van 2022 kocht ik een originele Acorn System 5 van de heer H. Derksen. De Acorn System 5 is het vijfde bouwsel van Acorn in de System range. Het is een computer die nauwelijks commercieel verkocht is aangezien de ontwikkeling van de Acorn BBC-B de Acorn System 5 links en rechts had ingehaald en zelfs al op de markt was verschenen. Om het contract met de BBC voor de Beeb te kunnen waarborgen waren alle resources op de beeb gezet. Voor de System 5 was er op het moment van de release bijna geen toepassing meer die niet net zo goed door de Beeb gedaan kon worden. Het enige nuttige gebruik was de machine in te zetten als econet level 1 filestore. Dit omdat 64Kb RAM geheugen direct aangesproken kon worden. Dit heeft uiteindelijk echter niet geleid tot hoge verkoopcijfers. Sterker nog, ik durf hier wel te beweren dat de System 5 een van de meest zeldzame machines is die Acorn ooit geproduceerd heeft. Mijn System 5 heeft serienummer 10.

De computer die ik van Derksen kocht verkeerde in defecte staat en was helaas niet voorzien van de twee hoge 5,25 inch floppy drives, en erger, de bijpassende diskdrive bracket ontbrak. Henri wist mij te vertellen over deze computer dat hij die zelf ooit defect op de kop getikt via iemand van de oude Atomclub in Limburg. Detail kon hij niet geven anders dan dat hij de machine nooit werkend gezien had.

Ik vind het altijd wel fijn als er een "technisch verhaal" bij een defecte computer is omdat het soms aanknopingspunten geeft over wat er aan de hand zou kunnen zijn met de machine. Maar goed, zonder verhaal komen we er ook wel uit...

Ten eerste heb ik de machine netjes schoongemaakt. Ik maak hardware altijd zeer goed schoon voor een reparatie. Stof en vuil kan de werking van de machine enorm beïnvloeden. Daarnaast geeft het de kans om de machine rustig te inspecteren en goed te kijken naar visueel defecte componenten (lekkende condensatoren of batterijen, doorgebrande of overhitte componenten, mechanische defecten, loshangende kabels enzovoort).

Ik maak altijd direct veel foto’s, vooral van kabeltjes, jumpers, modificaties, standen van potmeters, bevestigingen enzovoort. Zo kun je later gemakkelijk terugkijken hoe alles origineel gemonteerd zat toen je de machine kreeg. Dit heeft mij al regelmatig enorm geholpen omdat sommige zaken die vooraf niets lijken voor te stellen later cruciaal blijken te zijn voor de werking van de computer.

De Power Supply
De Power Supply in deze Systeem 5 is van het merk Astech en varianten van dit merk vind je in alle Beebs en Masters. Dit is een flinke PSU die past bij een computer die enorm uit te breiden is. Voor de kaarten die nu aanwezig zijn is het een behoorlijke overkill aan vermogen. De "gevreesde" RIFA filter condensatoren zijn ook in deze PSU te vinden. Voordat ik de PSU aanschakel moeten die dus vervangen worden en ook de opstartcondensator heb ik meteen verwisseld om eventuele problemen te voorkomen. Helaas heeft mijn inspanning om deze te repareren niet geleid tot succes.

Na wat zoeken en meten heb ik besloten deze PSU aan de kant te leggen omdat de fout waarschijnlijk wat lastiger op te lossen is en er waarschijnlijk onderdelen gekocht moeten gaan worden. Daarom leek het mij verstandiger eerst maar eens uit te zoeken wat de rest van de System 5 doet of niet doet. Ik heb nog een goed werkende PSU uit een Acorn Master liggen die prima als tijdelijke vervanging kan dienen. De System 5 is een 19 inch VERO Card Frame systeemkast waarin EURO kaart formaat kaarten passen. De back plane is voorzien van ruimte voor maar liefst 10 insteekkaarten. In deze machine zitten diverse interessante kaarten zoals CPU kaart, 40 koloms Video kaart, 8271 Floppydisc controller kaart, een 32KB RAM kaart, een 32KB RAM kaart die half gevuld is (16KB RAM), Econet kaart en Econet klok kaart. Daarmee heb ik enorm geluk want je vindt ze niet op iedere hoek van de straat.

Toetsenbord
Het toetsenbord van de system 5 is gebouwd in een Acorn Atom behuizing. De toetsen wijken iets af van een Atom en dat maakt dit toetsenbord best speciaal. Zelfs in het Computer Museum in Cambridge zag ik op foto’s van hun System 5 met een net niet origineel toetsenbord. Ik ben hier dan ook zeer blij mee. Alleen het LEDje moest opnieuw gesoldeerd worden.

De CPU kaart
De CPU kaart is de belangrijkste kaart in deze computer en deze bevat een 6502A processor op 2 MHz. Deze kaart is verantwoordelijk voor het uitvoeren van de meeste berekeningen en instructies die nodig zijn om de computer te laten werken. De CPU kaart van mijn System 5, heeft veel bodge-draden en printsporen van twijfelachtige kwaliteit. Het lijkt alsof het een zgn home brew kaart is. Een prototype kaart van Acorn denk ik niet want daarvoor is deze kaart te amateuristisch gemaakt.

Gelukkig zitten alle IC’s op voetjes, dus het uitwisselen van componenten is eenvoudig. Als de computer niet wilde starten en geen teken van leven gaf, is het mogelijk dat de CPU kaart de verkeerde software in de aanwezige EPROM bevatte. Ik heb na veel testen, meten en zweten besloten om een replica CPU kaart te kopen bij Chris Oddy en een zgn riser kaart. Deze heb ik voorzien van de eenvoudigste code (Cassette Operation Systeem en Video Display Unit 40 kol.driver) zodat ik de machine in de meest eenvoudige uitvoering zou kunnen laten starten.

Chris Oddy is een expert in Acorn System computers. Hij heeft mij enorm geholpen met uitleg over met name de EPROM waarin precies de juiste code voor OS, VDU driver en/of ECONET moet staan om het systeem überhaupt te kunnen laten werken.

De VDU kaart
De videokaart gaf geen beeld. Het bleek dat de oude potmeter op de VDU-kaart versleten was en dat alleen een vingeroplegging en druk uitoefenen het beeld stabiel hield. Na het vervangen van deze potmeter had ik een werkend systeem. Het volgende probleem was dat de 32KB RAM kaart een ram ic ontbrak en een andere bleek defect. Ik was ook bezorgd over de adressering van de kaarten omdat er veel jumpers waren die gemakkelijk verkeerd konden staan. De volgende stap zou de FDC kaart worden,

De Floppy Disc Controller kaart
De Floppy Disc Controller (FDC) kaart is een kaart die nodig is om een floppy disk drive (FDD) te kunnen laten lezen en schrijven van een diskette. Om een werkende FDC te hebben heb je in een systeem 5 ook geheugen op adres 2000 nodig. Met het commando MEM dat in COS meegeleverd werd kan je geheugenplaatsen lezen en schrijven. Zo was het mogelijk om uit te vogelen hoe de memory map van het systeem er ongeveer uitzag. De floppy controller wilde ik gewapend met de digitale scope en het schema op intelligente wijze gaan repareren. Roland Leurs was zo vriendelijk een Disc Operating System (DOS) EPROM voor de CPU kaart te maken en toen bleek al snel dat de FDC niet werkte. Na weer een paar avonden zoeken en meten en testen van veel componenten zoals de 8271 disc controller en timing/selectie en buffer ICs trok ik een 7438 (NAND Buffer) uit zijn voetje. Wat bleek? Pin 8 was platgedrukt tegen de onderkant van de behuizing en zat dus niet in het gaatje van de IC voet. Het is zoiets simpels maar wat kan je daar lang naar zoeken! Deze reparatie was een mooie stap want nu kon ik op de website van Chris Oddy en de website van Jonathan Harston software downloaden voor de system 5, waaronder diverse Basics, Ramtest en DOS utilities. Via een Gotekdrive (een floppydrive emulator) was deze software gemakkelijk in te lezen. Of toch niet?

Het leek erop dat de computer zichzelf opgehangen had bij het laden van Basic. Na het geven van een BREAK en het opnieuw laden van Basic werkte de computer ogenschijnlijk prima. Dit probleem bleef zich steeds herhalen. Ik heb diepgaande gesprekken gevoerd met Timo en Roland over hoe een computer kan werken en toch niet werken. We concludeerden dat er iets mis moest zijn met de timing naar RAM. Waarschijnlijk dat de gloednieuwe CPU-kaart van Chris wellicht een te langzaam 6116-2 Static Ram (2Kx8bit) IC had en dat er een moest zijn met iets sneller schakelde specs. Na het plaatsen van een snellere 6116 deed de computer het nog steeds niets. Ik besloot om nu juist de voorganger en pin compatible D446C-1 die op de "niet te vertrouwen CPU kaart" zat er eens in te zetten. En wat bleek? De computer startte op en Basic laadde zonder problemen. Het bleek dat de timing specificatie van het RAM IC cruciaal was om de computer stabiel te laten functioneren.

Zo kwam er voor nu een einde aan een lang project.

Econet kaarten
De ECONET-kaart en ECONET Klok kaart bleken gewoon te werken, maar hiervoor moest wel een derde keer de EPROM-software worden aangepast en een nieuw kabeltje gesoldeerd en een schakelaar vervangen waarmee het stationnummer kan worden ingesteld op 245 of 246.

Toch is dit nog niet het einde van het verhaal.

Trots als een pauw nam ik contact op met Chris Oddy. "Chris hij werkt! Eindelijk na maanden puzzelen! Een oude D446C-1 is de truuk!" Chris zegt niks... haalt adem en zegt... "Joh,... nu dat je het zegt... ik heb hier ook een paar System CPU boards die zo raar doen... volgens mij (bijna) hetzelfde probleem"... Diezelfde nacht krijg ik nog een e-mail van Chris Oddy. De grandmaster van de System computers uit de UK. Zijn problematische kaarten werken nu ook.

Trots heb ik de werkende (maar nog niet volledig gerestaureerde) System 5 al laten zien op 22 September 2022 op de TechSAT meeting. Henri was die dag ook in Wijbosch aanwezig en vond het prachtig om de machine, die hij zo lang heeft bewaard, eindelijk werkend zien!

Bezoekers aan de ROX 2024 zullen de System 5 in volle glorie gaan/hebben (ge)zien. Volledig werkend als Level 2 Fileserver in het econet. Inclusief een nieuwe PSU een hoge 5,25 inch drive en een moderne Gotek drive ingebouwd in een zelf geconstrueerde drive bracket.

Woord van dank:
Dit project werd mede mogelijk gemaakt door bijdrages van o.a: Henri, Timo, Pieter, Roland, Simon, Frank, Willy, Chris en Rob. Ik ben deze mensen (en die ik vergeten ben) enorm dankbaar voor hun hulp in de vorm van onderdelen, kennis, kunde en op sommige momenten geestelijke bijstand! ;-) Zonder hun hulp was dit project niet geslaagd!

Donateurs gezocht!
Inmiddels ben ik bezig met een nieuw "groot" project en op zoek naar uw hulp!

Vorig jaar kreeg ik op de ROX van Rien een defecte en ge demonteerde Acorn A4 laptop zonder de ontbrekende onderdelen. Geen schroeven, geen diskdrive, geen harddisk, geen batterij en nietwerkend. Maar wat was ik blij!!!! Een echte Acorn A4 Laptop en waar sommige een stuk vuilnis zien zie ik een pareltje! Inmiddels heb ik alle lekkende condensatoren op de print vervangen en geeft de machine POST codes. Helaas (nog) geen beeld (defecte VIDC..?) of geluid maar tenminste iets van leven in het oude beestje. Helaas ben ik nog ver ver verwijderd van een fel begeerde werkende Acorn A4 Laptop. Zonder hulp is een echte reparatie moeilijk tot niet te realiseren. Daarom deze oproep!

Mocht u een oude A4 Laptop of onderdelen daarvan hebben liggen (dead or alive!) compleet of incompleet, netjes of beschadigd. Zoekt u (binnen de Big Ben Club) een goed onderkomen hiervoor. Dan ben ik zeer geinteresseerd. Neemt contact met mij op via bas.p.verhoeven@gmail.com.

30-03-2024 Made,
Bas Verhoeven

System 5 compleet