PDP-8a renovering

Berätta om dina pågående projekt.
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

En ny krets är på väg. Under tiden så passade jag på att bygga och testa två stycken omnibus 32K minneskort samt packa komponenter till ytterligare två.
DSC_1643_00002.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

Nu fungerar driven i stort sett:

Får enstaka fel under läs/skriv testet, ska prova mer ikväll.
tingo
Inlägg: 285
Blev medlem: 17 maj 2017, 17:55:40
Ort: Oslo, Norge

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av tingo »

Nice, very nice. Bra jobbet!
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

Tack.

Körde om testet idag, det blev ju bra tillslut! Först omgången så fick jag ett "TIMING ERROR", jag noterade också att bandet slackade lite när det bytte riktning. Det kändes som om motorn inte orkade med. Mätte körspänningen som är 37-38V, den var bara strax under 35V, måste ha råkat komma ratten på nätaggregatet. Ökade den en aning, sen fick jag inga mer fel!
TD8E-TEST.png
Sen funderade jag vad jag skulle göra med nätaggregatet. Jag mätte hur mycket ström motorerna drog som med på respektive spänning (18V och 38V). Det är 2A på 18V och 2,5A på 38V. Kopplade in nätaggregatet och lastade det med motsvarande ström för att se vad spänningarna blev.

38V blev 41V med ~2V rippel
18V blev 16,5V (mätte inte rippel, förväntar mig mindre eftersom strömmen är lägre och bulkkondensatorn är 50% större).

Nu måste jag bestämma mig för om effektresistorerna ska kopplas in igen. Jag skrev lite om värmeproblemet här

Jag mätte spänning och rippel för att se om en linjärregulator skulle kunna hjälpa till att hålla spänningen konstant och ta bort effektresistorerna, men det är "för lite" överspänning för att det ska fungera, så det lutar åt att jag bara kopplar bort motståndet som sitter över 38V matningen. En annan vettig modifikation hade varit att sätta en fläkt som blåser igenom korten, de blir ganska varma. Nu har jag lagt en PC-fläkt löst ovanpå, det är varmt i mitt labb. Det finns en fläkt original som blåser ner på motorerna, de blir också varma. Just nu går den inte, för den går på 117V som jag inte har inkopplad (försörjer med DC efter likriktaren).

EDIT: Stavning
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av anders_bzn 20 juni 2018, 08:06:56, redigerad totalt 1 gång.
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av xxargs »

du har inte 2 lika av dessa 117V fläktar ? - -koppla dom i serie och med 'riktigt' effektmätare få ut ström, spänning, effekt i VA och effekt Watt och ev. PF (vilket är ungefär samma sak som cos(fi) om man vet att man kör mot induktans).

med lite abrovinker så kan man räkna ut vilken kapacitans kondensatorn skall vara om man kopplar denna i serie med fläktmotorn så att det får precis rätt ström.

den som börja fundera med enkla tumregler så kan jag säga att kapacitansen är mindre än man tror...


---

gjorde en sådan uträkning för länge sedan:

===================================

gällde ett fall med 2 seriekopplade 110V fläktar matade med 230 Volt där man vill ersätta ena motorn med en (motor)konding:

Om uppmätt förbrukning är P=17 Watt och drar I=95 mA vid U=230 Volt för fläktparet så ger det en skenbar effektförbrukning S = I * U = 0.095 mA * 230 Volt = 21.85 VA - Obs bara beloppet är känt än så länge.

Om man delar uppmätta 17 Watt med uträknade skenbara effektens belopp S så får man effektfaktorn dvs. cos(fi) = P/S =17/21.85 = 0.778 och med omvänd cos-funktion med acos(0.778) = 38.92 grader - dvs. fasvinkelskillnaden mellan ström och spänning är 39 grader. Den skenbara effekten kan nu beskrivas som S=21.85 |_ 39 grader VA och är alltså en vektor eller komplex värde beroende på hur man visar det.

Tar man sin(39 grader) = 0.6282 samt multiplicerar det med med skenbara effekten S så får man Q= S* sin(fi) = 21.85 VA * sin(39grader) = 13.73 VAr (VAr = VoltAmpere reaktiv effekt)

Och med P = cos(fi) * S = cos(39 grader) * 21.85 VA = 17 Watt - samma värde som mättes upp.

Ganska OK faktiskt - bättre än jag förväntade mig på denna typ av motor.

Vid en koll med miniräknare som kan hantera komplexa tal (hp42S - finns som program 'free42' på nätet om man gillar räknare med RPN-notation)

Med inmatad S = 21.85 VA |_ 38.92 grader i polär inmatning så får man i rektagulär visning 17.00+j13.75 (växlas enkelt i HP42s) - samma effektsiffror som man fick med sin() och cos() ovan där '17' är 17 Watt och j13.75 är motsvarande 13.75 VAr induktiv då värdet är positivt.

'j' används inom elektronik som beteckning för den imaginära konstanten (i^2=-1) som annars brukar skrivas med italic 'i' - detta för att inte förväxla med 'i' som betecknar momentan ström inom elektronik och elkraft.

För att få ut impedanserna i motorn så kan man använda formeln R=P/(I^2) och nu när vi räknar med vektor/komplexa tal så skriver vi om formeln till Z=S/(I^2) där Z är komplexa impedansen i Ohm och S är komplexa effekten i VA, vilket med ifyllda siffror i polärform ger Z=S/(I^2) = 21.85|_38.92 grader / (0.095^2) = 2.42k |_ 38.92 grader och i rektangulär notation (växlas enkelt i hp42s) blir 1884 + j1521 Ohm.

I rektangulär notation får man alltså ut motorns resistiva impedans (R) och dess reaktiva impedans (XL) direkt

Nu vet vi att vi hade två fläktar i serie och vi vill har värdet för en enda av dessa, så vi tar och resolut halverar ovanstående värde till 941.8+j760.5 Ohm.

Eftersom vi känner till att strömmen är 95 mA så är spänningen i motorn Ur = 941.8 Ohm * 0.095A = 89.47 Volt i den resistiva delen av motorn och UL = 760.5 * 0.095A = 72.25 Volt för den induktiva parten av motorn (kan ej mätas, bara räknas ut indirekt) - och den delen vill vi helst behålla även med förkopplingskonding.

Det som händer när man koppla in en kondensator i serie med motorn med induktans är att del av kondensatorns 'kapacitans' går åt till att kompensera bort motorns induktans (utifrån sett) så att sammanlagda reaktansen blir lägre än minsta värdet av dom två enskilda reaktanserna var för sig vid aktuell frekvens och har man otur i tänket med värdena (som 4.1 µF i exemplet här) så kan man med kondensator få resonans med induktansen i motorn och både L och C försvinner som reaktans och hela spänningen hamnar över resistansen R i motorn och resulterar att man kör igenom mer ström genom 110V motor än om man skulle koppla den direkt till 230 Volt, i ovanstående fall ca 245 mA i ström med effektutveckling av 56 Watt...

Nu siktar vi på 95 mA i ström vid 230 Volt eftersom det är uppmätt och kända värden på motorn är nu:

U = 230 Volt (matningsspänningen)
Ur = 89.47 Volt (spänningsfall över motorns resistiva del)
UL=72.4 Volt (spänningsfall över motorns induktiva del)
I=95 mA (önskad driftström genom motorn)
R = 941.8 Ohm (uträknade ekvivalenta resistansen i motorn)
XL = 0+j760.5 Ohm eller 760.5|_ 90 grader Ohm (uträknade ekvivalenta induktiva reaktansen i motorn)
XC = ? (reaktansen för den önskade förkopplingskondensatorn)


I vektorform (visardiagram) för att få delspänningarna över respektive komponent

U = Ur+UL+UC

Vilket i komplex form också kan skrivas som:
U = Z*I = R*I + XL*I + XC*I

Men, vi känner inte fasvinkeln på U, bara beloppet (230 Volt) eftersom fasvinkeln är resultatet av de andra komponenterna varav C är det letade värdet. Med andra ord får man ta en bit i taget.

I polär beloppsform så får man då köra:

U^2 = Ur^2 + (UL- UC)^2;

Spänningsvektorn över kondensatorn och induktansen i (UL - UC) är exakt 180 grader i motfas vilket gör att dom subtraherar varandra och spänningen som blir kvar är antingen rent induktiv eller ren kapacitivt fasläge beroende på vilket som var högst spänning och 'vann'.

Med omstuvning för att få ut summan av UL-UC:

(UL - UC)^2 = U^2 - Ur^2 = 230V^2 - 89.47V^2 = 211.9 Volt^2

Dvs. kondensatorn och induktansen i motorn tillsamman skall förorsaka 211.9 Volt spänningsfall vid strömmen 95 mA vilket ger impedansen Xlc = 211.9 / 0.095 = 2.231 kOhm och eftersom värdet är betydligt högre än XL vid 50 Hz så kan man anta att det är kondensatorn som har största spänningsfallet över sig och därmed är Xlc rent kapacitivt, dvs. Xlc = -j2231 Ohm (eller 2231 |_ -90 grader Ohm).

Då Xlc och XL är känd men inte XC så blir det Xlc = XL + XC, dvs. -j2231 Ohm = j760.5 + XC, subtrahera man XL i båda leden ger det:

XC = -XL + Xlc = -j760.5 Ohm + -j2231 Ohm = -j2992 Ohm

och värdet på kondensatorn blir då:

C = -j/(XC*2*π*f) = -j/(-j2992*2*3.14*50) = 1.064 µF

om man återgår till formeln tidigare

Z*I = R*I + XL*I + XC*I och fyller i värden

U = Z*I = R*I + XL*I + XC*I = 941.8 * 0.095 + (0+j760.5) * 0.095 + (0-j2992) *0.95 = 80.47 Volt + (0+j72.25 Volt) + (0-j284.2 Volt) = 89.47-j202 Volt eller 230.1 |_ -67 grader Volt

struntar man i 'I' för strömmen så får man resistansen som då hamnar på 2422 |_ -67 grader Ohm eller i rektangulär form 941.8-j2231 Ohm och tar man 230V/ (2422 |_ -67 grader Ohm) = 95 |_ -67 grader mA - strömmen går före spänningen.

Med andra ord en ganska rejält kapacitiv last med cos(-67 grader)=0.3888 kapacitivt vilket med 230*0.095 ampere * cos(-67 grader) = 8.5 Watt i förbrukning samt 21.85 VA i skenbar effekt.

Skillnaden mellan xxxx.xxxx tidigare uträkning och min uträkning ger att 1.6 µF är för stor konding och motorn kan gå lite överlastad strömmässigt och beror på att jag räknade med den reaktiva lasten med xxxx uträkning satte likhet med att fläkten är nästan resistiv last och därför får man dessa skillnader - mer än vad man kanske tror i inledningen.

Med 1.6 µF och om ovanstående uträkning och mätning av effekt och ström är rätt så skulle man få ca 180 Volt över fläkten och den skulle dra 147 mA i ström vilket är i stort sett 50% strömöverlast, framförallt värmebelastningsmässigt och kanske ev. kärnmättnad i motorn som gör att det rusar ytterligare i temperatur.

Kort sagt ta inte för stor konding, eventuellt prova med några spänningståliga mindre labbkondingar och parallellkoppla och prova ut värdet innan beställningen på motorkondingar till Elfa och då kolla att strömmen är ungefär samma som vid 110 Volt drift samt spänningen över motorn också är ca 110 Volt när du matar med 230 Volt via konding - då är du hemma.

---

Måste sägas att det känns som om jag missat någon konjugat eller har gjort byte av riktfas mellan ström och spänning på oklart sätt - den matematiska pedanten lär hitta ett antal fel ovan. Att skriva denna text var fasen så mycket värre än att bara räkna fram själva kondensatorvärdet, då jag känner mig verkligen ringrostigt på sådana saker... - jo jag har faktiskt kollat i både spice och vipec att värden som räknades fram är rimliga... :)
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

Intressant, men mitt stora problem är inte fläkten utan de effektresistorer som sitter över DC-matningen. Jag är inte helt säker på vad de gör för nytta mer än att de håller ner spänningen.

Normalt så har man ju en sådan här apparat upprackad med en stor fläkt i toppen, så det är kanske inget problem med kylningen. Men i mitt labb har jag nästan 30 grader C just nu så lite extra kylning på bänken är bra.

Det finns en möjlighet att koppla om trafon (har två lindningar parallellt på priärsidan för 117V) så att man kan köra den på 230V, men då behöver man fixa till det med fläkten.
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av xxargs »

Troligen används effektmotstånden för att ha en minimum-last för att spänningen inte skall driva för högt vid låg-last/avstängd - och det har nog med efterföljande utrustnings spänningstålighet i grunden som bestämmer det.

Är det vanlig trafo med likriktarbrygga och konding så kan spänningen samlas till ganska höga värden eftersom varje spännings-spik på elnätet toppar upp kondensatorn ytterligare lite grand, är det inget som hela tiden dränerar så kan det bli ganska hög spänning efter en tid.

Förmodligen har trafon en del läckinduktans för att strömstötarna i toppen vid halvperiodtopparna inte skall bli för stora mot elnätet - men för att de skall funka så behöver en del ström tas hela tiden eftersom det är en 'spänningsdelning' med induktans i ena grenen.

Kort sagt du slåss med för tidens synsätt på hur nätaggregat skall designas (dvs enklast möjliga - även på den tiden försökte man göra kraftddelarna så billigt som möjligt) och innan när energiförbrukning blev bland de viktigaste kriterierna när man valde mellan olika system.

---

Är det meningen att maskinen fläktas i sin orginalutförande, så måste man se till att det görs det nu med och med tänkt luftomsättning.

Sådana dyra maskiner satte man dessutom i AC-kylda rum och ganska exakt 20 grader C.. (man fryser fan ihjäl i sådana rum när AC-kylan blåser på en och man tvingas vara mer än en kort tid där...)
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

Ja, jag tror du har rätt om nätaggregatet. Jag tror dock att det vore sunt att sätta ett annat 100 Ohms motstånd över 38V matningen. Nu värmer det elektrolytkondensatorn som jämte alldeles för bra. Helst något som man kunde koppla termiskt lite bättre till plåtchassiet, utan att för den skull göra åverkan på detsamma.

Datorerna i PDP-8 serien var ganska tuffa, de stod som styrmaskiner till CNC-maskiner i verkstäder, i labb och på många andra ställen. Just TU56 är specificerad för användning i temperaturer mellan 15-35 grader C.
MiaM
Inlägg: 9903
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av MiaM »

Angående fläkten: Om du skulle vilja köra trafon på 230V så går det väl ofta bra att ansluta fläkten parallellt med ena 117V-lidningen, förutsatt att fläkten är effektmässigt liten jämfört med i första hand trafons storlek men beroende på trafons konstruktion även lasten.

Angående kalla datorrum så har det ju skett en del utveckling, om jag minns rätt så är väl senaste rönen att trycka in kyla inne i racken och låta varje rackmonterad burk ta in kalluft från rackets insida och släppa ut uppvärmd luft utanför racket. Då blir det inte så fasligt kallt i serverrummet och dessutom lär väl kylan hamna där den som mest behövs.

Sen är det ju skillnad mellan olika kylaggregat. Det känns ju dragigare om ett fysiskt sett relativt litet aggregat ska stå för kylan jämfört med om ett fysiskt stort gör jobbet, eftersom det fysiskt lilla behöver ha kallare temperatur och/eller mer luftflöde från sin relativt lilla utflödesyta.

Angående lastmotståndet: Om du ändå överväger att sätta någon annan last så kan det kanske vara en idé att reglera den lasten så att den agerar shuntregulator, d.v.s. den enbart bränner effekt när spänningen är över en viss nivå.
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

Jag har några nya saker på gång till båda PDP-8a maskinerna, nya kul saker. Men de ska jag inte skriva om nu för dessvärre så verkar demo-jävulen flugit i dem båda och ingen av dem bootade OS8 längre. :evil: På lördag skulle jag visat upp dem båda.

Kort historia. Lilla 8/a fick ett snabbt seriekort som jag fixade genom att modifiera ett M8650, så man kunde köra 115200 på serieporten som emulerar diskdriven. Detta gick tydligen sönder, verkar inte vilja ta emot data längre. Problemet löstes snabbt eftersom jag bara satte tillbaks det gamla M8655 kortet istället som bara kan köra 9600. Får laga kortet sen.

Stora 8/a skulle jag boota för första gången på ett tag. Mindes inte riktigt baudraten på konsolporten så jag fick labba lite. Maskinen läster snällt från disken, sen kommer bara ett tecken ut och os/8 verkar stanna. Snabb debug visar att kortet kan skriva ut ett tecken, sedan ska en ready flagga sättas, det verkar aldrig ske och inget mer händer. Det betyder att något är knas på DKC8A/M8316 kortet, fortsättning följer...

Hoppas jag lyckas laga detta innan lördag.
MiaM
Inlägg: 9903
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av MiaM »

Om serieportkortet gått sönder i två olika maskiner så är det kanske läge att fundera på var det uppstår jordslingor och varför?
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

Miam: Tror inte det är något problem, inte när jag hittade felet.

Jag kollade schemat snabbt och konstaterade att TX-buffer empty flaggan sätter en vippa. När man kör skipinstruktionen så AND:as utgången på vippan med biten som talar om att man avkodat rätt instruktion. Denna (N)AND buffer driver busen direkt. Enkelt tyckte jag, den borde vara trasig. Men jag testade lite till först.

Jag bytte plats på korten från lilla maskinen och stora maskinen (trasig). Då fungerade båda! Eftersom den lilla har en annan CPU så är det också en annan pull-up så kretsen måste vara på gränsen till att gå sönder helt. Detta experimentet talade också om att logiken bakom bus-drivern verkade hel och att det faktiskt var bus-drivern som var trasig!

Så jag bytte denna:
8881-bad.jpg
Sen fungerade kortet i den stora maskinen igen! Jag firade med att spela en omgång Spacewars! med sonen. Han vann.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
anders_bzn
Inlägg: 5444
Blev medlem: 17 december 2008, 19:22:18
Ort: Kävlinge
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av anders_bzn »

Det har gått ett tag sedan jag uppdaterade tråden. Saken var att vi hade lite retrodatornörderi hemma hos mig första helgen i Augusti. Det var därför jag hade lite bråttom med att då igång grejorna. Helgen kom och vi spelade Spacewars! och lekte lite med lillåttan och bandaren. Hur kul som helst!

Pontus har ju skrivit lite om sin 8A renovering i denna tråden, eftersom han skulle hit tyckte jag att han skulle ta med sig sina kort så vi kunde prova dem ett och ett. Det är i stort sett bara tre kort plus minne som man behöver för ett litet 8A system. Jag har byggt ett minneskort som han fick med sig testat och klart!

Sen provade vi de andra korten och två av tre fungerade, KK8A (PDP-8A CPU) fungerade inte. Den betedde sig märkligt. Så den fick bli här och jag lovade laga den.

En bild på patienten. Problemet var att när man hämtade från minnet fick man inte bara minnesinnehållet utan (minnesadressen + 1) OR minnesinnehållet. Lite skumt.
DSC_2009_00001.jpg
DSC_2010_00002.jpg
En dator och två CPU:kort. Det är mycket lättare om man har en fungerande referens.
DSC_2012_00003.jpg
BROKEN-3-10-decoder-crop.png
Efter ha läst schemat så började jag mäta lite och funderade på om styrsignalerna som bestämmer vilka register som ska läggas ut till adderaren i CPU:n var riktiga. Mätte på en 4-decimal dekoder. Här vart det fel! Endast en utgång ska ju vara aktiv åt gången!

Så jag bytte 4-decimal kretsen, men saker fungerade bara annorlunda men inte som det skulle. Skumt. Hit kom jag för över en månad sedan, sen fastnade jag lite och annat kom emellan. Jag läste på mer, studerade schemat och funderade. Men jag fick inte ihop varför det inte fungerade. Tydligen missade jag att verifiera avkodarens funktion på plats i kortet (kretsen hade jag testat OK i min ALL03). Idag insåg jag det slutliga problemet, en skada i lödlacken gjorde att jag lyckats koppla ihop signalerna som kopplar ut programräknaren (minnesadressen + 1 för det mesta) och minnesdatabussen. Lite värme och lödfläta senare så kunde CPU:n boota OS/8!
BOOT_PONTUS_CPU_OK.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Mickecarlsson
EF Sponsor
Inlägg: 3743
Blev medlem: 15 april 2017, 18:06:15
Ort: Malmö
Kontakt:

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av Mickecarlsson »

:tumupp:
Nästa gång ni ska ha lite körningar med dessa skicka ett PM, bor i Malmö och det skulle vara extremt roligt att se en PDP-8 i action.
Jag lovar ta med fikabröd :D
MiaM
Inlägg: 9903
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: PDP-8a renovering

Inlägg av MiaM »

:tumupp: :tumupp:

Sidospår: Blir det nån findata på RG om en vecka? :)
Skriv svar