C3,14: Neuer Wein in alten Schläuchen

Etwa zwei Jahre lang umtrieb mich die Idee, meinen in der Jugendzeit geliebten C64 wieder zum Leben zu erwecken und ein wenig in den alten Zeiten zu schwelgen. Doch leider habe ich nicht mehr den Platz für das doch recht umfangreiche Setup und Zubehör des Originals. Daher suchte ich nach einer kompakten und stilvollen Lösung, die man an jeden einigermaßen modernen Fernseher oder Bildschirm anschließen kann. Was bietet sich da besseres an, als das Gehäuse des C64 weiter zu verwenden?
Schon damals fand ich im Internet einige interessante Projekte von seelenverwandten Hobbybastlern, mit denen ich aber, insbesondere was die Anschlüsse und die Abdeckung der Gehäuseöffnungen angeht, nicht 100%ig zufrieden war. Ich wusste zu diesem Zeitpunkt aber auch nicht, wie ich es hätte besser machen können. Zeit ging ins Land. In diesem Frühjahr habe ich dann einen neuen Anlauf genommen und bin auf den Blog von Mediaman2000 gestoßen. Ich war sofort begeistert von seiner Umsetzung und musste mich so schnell wie möglich selbst daran machen.
Im Prinzip habe ich nichts weiter getan, als das Projekt von Mediaman2000 nachzubauen und lediglich in 2 Punkten abzuwandeln. Daher empfiehlt es sich auf jeden Fall, zuerst das Projekt von Mediaman2000 anzusehen! Vom inneren Startschuss bis zur Vollendung vergingen etwa 6 Wochen, von denen ich aber nur stundenweise praktisch an dem Projekt gearbeitet habe. Immer wieder mal stieß ich auf Hindernisse, zu denen ich mir erst einmal Gedanken machen oder recherchieren musste. Auch nahm der Einkauf von Material einige Zeit in Anspruch. Und natürlich hatte ich auch einige Tage gar nicht mit dem Projekt zu tun.
Ich bin, was Modellbau und Elektrik angeht, eher Laie. Daher möchte ich jeden, der zumindest ein bisschen Erfahrung, Verständnis und natürlich Interesse für die Materie mitbringt, zu diesem Projekt ermutigen. Dies ist mein persönlicher Erfahrungsbericht. Einiges wird trivial erscheinen. Nicht alle Hindernisse, denen ich begegnet bin, müssen auch woanders auftreten. Möglicherweise trifft man auf andere. Aber auch diese werden sich lösen lassen.

Was wird benötigt?

Einkauf (soweit nicht vorhanden)
  • 1x C64 Gehäuse („Brotkasten“) mit Tastatur
  • 1x 3D-Druckteile-Set (RetroPie Replacement Plates by Mediaman2000)
  • 1x Raspberry Pi 3 Model B
  • 2x Kühlkörper für Raspberry Pi 3 Model B (optional)
  • 1x Keyrah V2 (USB-Adapter für klassische Computertastaturen)
  • 1x PowerBlock (optional, siehe Update 24.03.2017)
  • 1x 24“ SD To Micro SD Card Adapter Extension Cable (optional, siehe Update 05.08.2016)
  • 1x Netzteil 5,15 V/2,5 A; 5,5/2,1 mm
  • 1x Netzkabel mit Kleeblatt-Stecker
  • 1x DC-Kabel mit Schnur-Zwischenschalter 5,5/2,1 mm Stecker – 5,5/2,1 mm Buchse (optional, siehe Update 24.03.2017)
  • 1x Einbau-Hohlbuchse für Stecker 5,5/2,1 mm
  • 1x Miniatur-Drucktaster (Schließer)
  • 3x USB 2.0 Kabel mit USB-A-Stecker (anderes Ende beliebig)
  • 2x USB-A Buchse, USB 2.0
  • 2x Aderpaare
  • 1x Stiftleiste 4-Pin 2,54mm
  • 1x Stiftleiste 2-Pin 2,54mm
  • 1x Stiftleiste 2-Pin 2,54mm (optional, siehe Update 24.03.2017)
  • 4x Steckbrücken (1x Rot, 1x Weiß, 1x Grün, 1x Schwarz)
  • 2x Buchsenleiste 2-Pin 2,54mm
Des Weiteren
  • Diverse Schrauben (aus Sammelsurium, ausprobieren, ggf. kürzen)
  • Kleine und mittlere Schrumpfschläuche, ggf. Isolierband
  • Kleine Kabelbinder
  • Sekundenkleber
Hilfsmittel
  • Dremel
  • Permanent Marker

Gehäuse

Zuerst zerlegte ich meinen C64. Das Gehäuse war noch gut in Schuss, doch die Tastatur hatte sich über die vielen Jahren vergilbt. Unnötig zu sagen, dass dies ein bekanntes Phänomen auch in Nichtraucherhaushalten ist. Ich besorgte mir daher über eBay ein C64-Leergehäuse mit gut erhaltener Tastatur und baute diese in meinen Brotkasten ein.

3D-Druckteile

Blenden

Dreh- und Angelpunkt des Projekts sind die 3D-Druckteile, die Mediaman2000 entwickelt und der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt hat. Da ich keinen 3D-Drucker besitze, habe ich einen Online-Dienstleister mit der Fertigung beauftragt. Nach etwa einer Woche hielt ich die Druckteile in den Händen.
Die Abdeckung für den Expansion-Schacht sowie die kleine viereckige daneben passten genau. Die abgerundete rechts davon musste ich allerdings bearbeiten, da die obere Rundung an meinem Gehäusedeckel nicht existiert. Die Blenden, in denen die Hohlbuchse und der Drucktaster Platz finden, passten wieder perfekt. Eine der beiden hatte bereits ein Loch, in die andere habe ich selbst noch eines gesetzt. Etwas Schwierigkeiten bereitete das Blendenteil, welches die Aussparungen für HDMI und Klinkenstecker sowie die beiden USB-Ports enthält. Da ich dieses nicht in einem Stück in die Gehäuseöffnungen eingesetzt bekam, habe ich es durchtrennt, so dass ich ein Teil für HDMI und Klinkenstecker und ein Teil für die USB-Ports erhielt. Ersteres ließ sich problemlos einfügen. Das zweite musste ich in der Tiefe kürzen, um die Spannung zwischen Gehäuse und Druckteil zu verringern.

C314-02
(c) 2016 Steffen Weise

Alle Blendenteile wurden nach Anpassung und Montage der elektrischen Elemente mit Sekundenkleber am Gehäuse befestigt. Dieser produzierte zwar auf den Druckteilen weiße Flecken, diese konnte ich aber mit einem schwarzen Permanent Marker einfach übermalen.

Bodenstück

Das Bodenstück, auf welchem der Pi befestigt wird, verschraubte ich mit dem Gehäuseboden an 2 vorhanden Löchern.
Da die von mir verwendeten USB-Buchsen zu hoch auflagen, um nach vorne durch die Blende geschoben werden zu können, musste ich die Auflagefläche am Bodenstück vertiefen. Da ich kein Experte mit dem Dremel bin, ging das nicht ganz so sauber, wie ich es mir gewünscht hätte. Die USB-Buchsen sind daher leider nicht ganz gerade eingebettet. Da es mir zu unsicher war, ob die USB-Buchsen allein durch die Verschraubung der Halteklammer wackelfest gehalten werden, habe ich sie zusätzlich eingeklebt, aber natürlich erst, nachdem die USB-Kabel angelötet worden waren.

C314-03
(c) 2016 Steffen Weise
C314-04
(c) 2016 Steffen Weise

Nachdem der Pi mit dem Bodenstück verschraubt wurde, lagen die Anschlüsse für HDMI und Klinkenstecker etwas zu hoch. Beim Einstecken des HDMI-Kabels musste dieses und somit die Platine etwas nach unten gedrückt werden, damit das Videosignal auf dem Bildschirm erscheint. Ursache war, dass der Pi zum Gehäuserand hin und besonders auf der rechten Seite bei den USB-Anschlüssen nicht weit genug an den Gehäuseboden gedrückt worden ist, da die Schrauben zur Befestigung des Pi mit dem Bodenstück nicht bis in den Gehäuseboden hinein gehen. Abhilfe konnte hier geschaffen werden, indem im hinteren Teil selbstklebende Gummipads unter das Bodenstück platziert wurden, um den vorderen Teil etwas abzusenken. Natürlich trat dieses Problem erst nach der Endmontage im Testbetrieb auf.

C314-05
(c) 2016 Steffen Weise
C314-06
(c) 2016 Steffen Weise

Elektrik

Stromversorgung

Da der Micro USB Anschluss des Pi an die Gehäusewand grenzt, wurde auf ein geregeltes Netzteil mit Hohlstecker-Anschluss zurückgegriffen. Eine der beiden Blenden mit Loch erhielt eine passende Hohlbuchse. Mit einem Aderpaar wurden Plus- und Minus-Pol der Hohlbuchse über eine Buchsenleiste mit den GPIO Pins 4 (5V) und 6 (GND) verbunden. Damit wird zwar die Polyfuse umgangen, die den Pi im Falle eines Kurzschlusses schützen soll, aber in meinem Fall läuft die Stromversorgung bisher stabil.
Damit der Pi bei Stromzufuhr nicht sofort einschaltet, wurde zusätzlich vor das Netzteil ein Kabel mit Schnur-Zwischenschalter gesteckt. Dieses habe ich fertig konfektioniert erworben, es kann aber auch selbst gebastelt werden.
Siehe Update 24.03.2017

Reset-Schalter

Um bei Bedarf einen Hard-Reset ausführen oder den Pi aus dem heruntergefahrenen Zustand aufwecken zu können, habe ich am Pi eine 2-Pin-Stiftleiste an die Löcher für den Run-Header gelötet. Der Drucktaster (Reset Switch) wurde in die 2. Blende mit Loch eingebaut und wiederum mit einem Aderpaar über eine Buchsenleiste mit dem Run-Header verbunden.
Normalerweise soll der Keyrah V2 über die obere Schalterposition ein ACPI Power Sleep Signal zum angeschlossenen Pi senden, was bei mir jedoch bisher nicht funktioniert. Ursache könnte ein immer noch nicht behobener Fehler im Linux-Kernel sein, wie dies auch in der Anleitung zum Keyrah V2 angedeutet wird.
Perspektivisch besser wäre ein Shutdown durch Skript-Überwachung der GPIO-Pins.
Siehe Update 24.03.2017

C314-07
(c) 2016 Steffen Weise
C314-08
(c) 2016 Steffen Weise
Keyrah V2

Vor dem Einbau ins C64-Gehäuse lötete ich eine 4-Pin-Stiftleiste an die Löcher für den internen USB-Header. Achtung: hier wurden anscheinend die Beschriftungen für D+ und D- vertauscht. Wenn das USB-Kabel über Steckbrücken mit dem USB-Header verbunden wird, dann lautet die Farbreihenfolge der Adern von oben nach unten ganz normal: Rot, Weiß, Grün, Schwarz.

C314-09
(c) 2016 Steffen Weise
USB-Ports

Die beiden anderen USB-Kabel werden jeweils mit einer USB-Buchse verlötet. Aus Platzgründen habe ich die USB-Buchsen so verbaut, dass sich die Lötkontakte oben befinden. Die Farbreihenfolge der Adern von links nach rechts lautet dann ebenfalls: Rot, Weiß, Grün, Schwarz. Das Einpassen der Buchsen mitsamt der angelöteten Kabel war ziemlich fummelig. Daher sollte auf gute Lötkontakte und genügend Isolierung geachtet werden.

SD Card Adapter Extension Cable

Da ich bei einem eventuellen Wechsel der SD Card nicht erst das Gehäuse öffnen möchte, habe ich mir einen SD auf Micro SD Adapter samt Verlängerung besorgt. Dessen unnötiges Gehäuse wurde entfernt und die nun nackte Platine mit doppelseitigem Klebeband auf dem Gehäuseboden des C64 befestigt und am Expansion-Schacht nach außen geführt. Dazu musste ich an der Blende für den Expansion-Schacht eine weitere Aussparung schaffen. Da ich leider keine Verlängerung kleiner 24“ / 62 cm fand, musste das Flachbandkabel ein paar Runden drehen und mit Kabelbindern befestigt werden.
Siehe Update 05.08.2016

C314-10
(c) 2016 Steffen Weise

Endmontage

Für eine saubere Kabelführung verwendete ich die Löcher und Schrauben, an denen früher die Platine des C64 gehalten wurde, um dort Kabelbinder zu befestigen. Die USB-Kabel wurden so weit wie möglich auf die tatsächlich benötigte Länge gestutzt.

Nachdem der Pi fertig verkabelt worden war, schloss ich Tastatur und Power LED des C64 an den Keyrah V2 an.

C314-13
(c) 2016 Steffen Weise

Da sich das Gehäuse durch den Umbau anscheinend etwas verzogen hat, stellte sich das Schließen des Gehäusedeckels nach Einrasten der 3 Halteklammern als ziemlich schwierig dar. Um den Druck zu verringern, habe ich die mittlere Halterklammer entfernt. Die kleinere der beiden äußeren Halteklammern hat es dann leider von selbst noch entschärft. Das Gehäuse wird also nur noch von einer Gehäuseklammer und 2 Schrauben zusammen gehalten. Es besteht trotzdem keine Gefahr, dass sich spontan der Deckel vom Boden löst.

Software

Raspbian: Installation und Konfiguration
VICE: Installation und Konfiguration

Fazit

Ich bin mit der Umsetzung des Projektes sehr zufrieden. Eventuell werde ich mir zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal die Stromversorgung und den Reset-Schalter vornehmen.
Siehe Update 24.03.2017
Bis dahin werde ich mich erst einmal ausgiebig dem Spielspaß widmen!

Updates

05.08.2016

Wie heise online heute berichtet, ist es zumindest beim Raspberry Pi 3 möglich, u. a. auch von USB-Sticks zu booten. Damit könnte man ggf. auf das SD Card Adapter Extension Cable verzichten. Ich habe es bisher aber selbst nicht getestet.

24.03.2017

Da ich mit der Art der Stromversorgung nicht ganz glücklich war, habe ich mich nochmals nach alternativen Lösungen umgeschaut und bin auf den PowerBlock gestoßen, mit dem sich der Pi auf Knopfdruck sauber einschalten und herunterfahren lässt. Der PowerBlock ist zwar nicht ganz günstig, hat aber den Vorteil, dass mein bestehendes Setup innerhalb weniger Minuten zu meiner Zufriedenheit umgebaut werden konnte.
Noch vor dem Einbau des PowerBlocks habe ich nach der Anleitung auf o. g. Webseite die benötigte Software für die Power Switch Funktionalität installiert und konfiguriert. Grundsätzlich sollte man diesen Arbeitsschritt aber auch am Ende durchführen können.
Als nächstes habe auf dem PowerBlock eine 2-Pin Stiftleiste an die Löcher für 5V (In) und GND (In) gelötet. Bevor der PowerBlock nun einfach auf die ersten 2×6 GPIO-Pins des Pi gesteckt wird, müssen die noch bestehenden Verbindungen für die Stromzufuhr auf den GPIO-Pins 4 (5V) und 6 (GND) gelöst und mit der neuen Stiftleiste auf dem PowerBlock verbunden werden.
Den bisherigen Druckknopf (Reset Switch) habe ich durch einen richtigen Schalter (Toggle Switch) im Push-Button Style ersetzt. Dazu habe ich die entsprechenden zwei der drei Kontakte mit den für den Switch vorgesehenen Pins auf dem PowerBlock verbunden.
Mit der Power LED des C64 bin ich analog verfahren. Hier habe ich die beiden Kontakte vom Keyrah V2 entfernt und auf die für die LED vorgesehenen Pins auf dem PowerBlock gesteckt.
Das Kabel mit Schnur-Zwischenschalter kann nun eigentlich entfallen. Ich habe es aber beibehalten.

PowerBlock
PowerBlock
(c) 2017 Steffen Weise
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Ähnliche Projekte

breadbox64.com

Ein ebenfalls sehr schönes Projekt wird hier und hier vorgestellt. Der Bausatz ist in verschiedenen Farben für Brotkastengehäuse und für den über Crowdfunding (Kickstarter) finanzierten Gehäusenachbau erhältlich. Bei dieser Lösung wird der Pi mit dem MicroSD-Slot zur Vorderwand ausgerichtet. Außer für die SD-Karte und den Keyrah V2 sind noch keine Anschlussöffnungen vorhanden. Hier ist ein bisschen Fantasie und Bastelei gefragt. Eine Mindestkonfiguration mit Stromzufuhr und HDMI-Ausgang sollte aber relativ schnell umsetzbar sein.

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