Salida AV en un Pong con el chip TMS1965.

Hace tiempo entro en mi taller un Pong clásico de fabricación artesanal, es decir, no pertenecía a una gran marca o multinacional como Magnabox o Atari, para la revisión de su estado.

El primer problema con el que me encontré fue la alimentación. Este modelo en concreto usa 2 pilas de petaca de 4,5V para su funcionamiento, sin posibilidad de alimentación externa. El otro problema fue el sistema de conexión con el televisor: un simple cable con un conector de banana sin toma de masa ni nada parecido que transmite la señal RF. Por cierto, las pilas continuaban insertadas en la consola.

Así pues, la primera operación a realizar era probar su funcionamiento, para ello, abrí la consola para poder alimentarla directamente, además de soldar temporalmente un cable de antena con masa, para así poder conectar la consola a un televisor actual y probar su funcionamiento.

La consola parecía encenderse y funcionar correctamente, ya que el altavoz integrado para el sonido emitía los típicos PING PONG del juego. El problema fue que en televisor plano que tengo para las pruebas no fue posible sintonizar la señal, ni en modo automático ni en el manual. Lo máximo que conseguí fue ver un instante la típica imagen del juego durante la búsqueda automática, pero el televisor no era capaz de centrar bien la señal para guardarla. Cabe decir que este mismo problema empieza a ser muy habitual en los aparatos de televisión actuales, dado que mucha gente es incapaz de poder sintonizar consolas como Atari 2600 o G7000 en sus aparatos.

En vistas del poco éxito sintonizando la consola, decidí buscar el esquema del chip TMS1965NL. Ese chip contiene toda la electrónica básica necesaria para el funcionamiento del PONG. La idea era ver como recomendaba el fabricante tratar la señal de vídeo y si era posible adaptarla a una señal de vídeo compuesto.

Según la documentación oficial, la señal de vídeo se genera en el chip a través de varias patillas, una señal se encarga de dibujar al jugador derecho, otra al izquierdo, una la pelota y otra más el campo y los marcadores. También se genera la correspondiente señal de sincronismo. Todas estas señales se combinan entre ella usando 2 puertas lógicas OR a modo de buffer y una matriz de resistencias para compensar el valor de cada señal.
Para abaratar costes, el fabricante de esta consola substituyó el chip TP4072 (ver el esquema del fabricante) por unos diodos y un par de resistencias, método válido, pero no ofrece la misma calidad de señal. Una vez localizado en el circuito el punto de mezcla, lo conecte a un amplificador de video con transistores usado en otras modificaciones, con resultados prometedores.

La imagen presentaba algún problema de desplazamiento de fase y no era muy estable, pero los resultados me animaron a diseñar un circuito mezclador-amplificador más adecuado para esta consola e instalarselo.
Con la experiencia adquirida en el anterior MOD que realicé para la consola Atari 2600, me puse manos a la obra en el diseño del mismo.

La fuente de alimentación que proporciona 9V para el circuito original y 5V para el mezclador-amplificador.
La propia consola lleva un regulador de voltaje a base de transistores y un diodo zener, que reduce de 9V a 6V la alimentación original a pilas (2 x 4,5V). Para no modificar en exceso el diseño original, alimento la placa base con 9v desde la fuente de alimentación del MOD.
He tomado la idea y recomendación de como mezclar las señales de vídeo de la documentación original, usando 2 puertas lógicas OR de 4 entradas (un chip de la familia 4072), una para las señales de vídeo en sí y otra para la señal de sincronismo, a modo de buffer.
El circuito amplificador es el mismo usado en el MOD de la consola ATARI 2600, incluyendo la matriz de resistencias para compensar las diferentes señales, pero aplicando la proporción que recomienda el fabricante del TMS1965.
Para la salida de audio he usado un condensador de desacoplo y un divisor de voltaje, para reducir el nivel de señal a un nivel adecuado.

El siguiente paso es retirar los componentes de la placa original que se encargan de la mezcla de las señales de vídeo y audio, El objetivo es poder tomar estas señales para nuestro mezclador de video sin que estos interfieran. Además, su retirada nos proporcionará unos puntos de soldadura adecuados.
En la imagen están marcados en azul los componentes o cables a retirar y en rojo los puntos donde obtener las señales.

Además de estos componentes, he retirado todos los cables de la alimentación original, la salida de RF y los del altavoz interno (los de color blanco en la foto anterior), dado que el sonido también tendrá su salida para ir al televisor.
Este modelo en concreto tiene el interruptor de alimentación conectado a masa, así que el cable negativo de la entrada de alimentación externa lo tendremos que conducir a través de este interruptor.
Con este montaje terminado, ya podía realizar el primer test.

Como podéis apreciar en la imagen, el resultado es bastante espectacular, superando mis expectativas iniciales. Verificado el funcionamiento del MOD, era hora de colocar todos los elementos en la carcasa de la consola, además de mecanizar la carcasa para los diferentes conectores externos.

Mi primera intención era colocar en el espacio que antes ocupaba el conector de salida de RF el conector de alimentación y de este modo ahorrarme practicarle un orificio a la consola, pero por temas de espacio y tamaño del conector, no era posible. La solución elegante para no dejar un agujero en el lateral fue colocar ahí un led para indicar el encendido de la consola.

El siguiente paso, los conectores para la alimentación la salida del audio y video. Debido a una limitación de espacio, retire el altavoz interno y coloque ahí los 3 conectores hembra RCA para la salida AV.
El conector de alimentación lo coloque en el espacio de uno de los portapilas, dado que no se usaría más.
Con estas operaciones realizadas, tan solo faltaba colocar la placa con el MOD y conectarla al resto de la consola.

El resultado final fue espectacular, tal y como se puede apreciar en las imágenes.

Para terminar, os dejo unas imágenes más con la consola montada por completo. Aunque este tutorial se centra en este modelo en concreto de Pong, la base puede serviros para adaptar cualquier otro modelo con el mismo chip o similar.

Como anécdota, comentaros que al final esta consola terminó en manos de un ex-trabajador de la empresa que la construyó.