sábado, 3 de novembro de 2012

Atari 2600 parte 3 - A placa do controle

De volta, depois de um mês de espera (qualquer semelhança com Mensalão é mera coincidência, hehehe...), chegaram algumas peças e consegui emprestado (da esposa, é claro...) uma câmera melhor para as fotos. O tempo anda escasso mas sempre que posso dou uma "tocada" na reforma do Atari. Desta vez foram as placas dos controles as "vítimas" da mão do Macagnan.

No capítulo anterior, quer dizer, na postagem anterior, comentei que os controles estavam com alguns problemas de ordem mecânica (alguns contatos metálicos estavam "rasgados" pelo uso). Aí o jeito foi "caçar" alguma solução. Pela ordem de aparecimento na cabeça do Macagnan:
- Putz, agora f#%&@!
  1. Fazer os contatos em casa com um pedaço de metal; descartado por não ter um pedaço de metal certo para isso, não ter ferramenta para corte e para punção do metal.
  2. Arrancar os contatos do joystick, cortar as saliências que acionam o contato na alma ou torre do controle e substituir por parafusos com porca e arruela presos na torre ou alma; descartado pelo fato da instalação do parafuso enfraquecer a estrutura circular da torre ou alma devido à furação e retirada de material, grande chance de mau contato elétrico entre a cabeça do parafuso e as trilhas da placa, desgaste acentuado devido ao atrito da cabeça do parafuso com o cobre da trilha da placa, aparência de "gambiarra muito mal feita", possibilidade de acionamento errático do controle devido ao aumento do peso da alma ou torre.
  3. Comprar no Ebay as placas originais; descartado pela demora na chegada das placas, não reaprovitamento das placas originais que ficariam sem função, chance do problema dos contatos "rasgados" se repetir com o tempo, voltando à situação inicial.
  4. Reaproveitar os botões de borracha condutora dos controles mais modernos; descartado pelo motivo do rápido desgaste deste tipo de botão, da dificuldade de colá-los à placa e da dificuldade em repará-los quando necessitar de nova manutenção, necessidade de ajustes radicais na alma ou torre do joystick.
Como bom brasileiro que não desiste nunca, a procura continuou... E em uma visita ao Mercado Livre, veio a primeira inspiração ao ver anúncios de chaves tácteis. Aí veio a luz: Por que não substituir os contatos por chaves? Daí começou outra procura: as chaves mais comumente encontradas têm cerca de 5 milímetros de altura, o que implicaria em um desgaste acentuado da alma ou torre para fechar a caixa do controle e o seu enfraquecimento estrutural. Pesquisando mais um pouco e contando com a sorte, apareceram estas belezinhas :

As salvadoras do Atari!
Foram as menores chaves tácteis que o Macagnan encontrou à venda. Eram anunciadas como chaves tácteis para telecomando, utilizadas em chaves de automóveis onde o acionamento de alarme e travas está embutido no "cabo" da chave:

Aquelas belezinhas vão debaixo dos botões com os cadeados!
Mas, por que motivo específico o Macagnan escolheu estas chaves tácteis? Simples: pela sua altura. O vendedor informou como sendo de 2,8 a 3 milímetros a altura desta chave. Isto significa 2 milímetros mais baixas que as outras. Pouca diferença, não? Mas estes dois milímetros significam maior firmeza estrutural caso seja necessário "trabalhar" a torre ou alma do controle. Vamos olhar mais de perto uma delas (agora com uma câmera melhor dá pra fazer "closes"):

A tal chave táctil pequena e baixinha.
Ops! Ela tem cinco "pernas" ou terminais de contato! E agora? Calma, muita calma, para tudo tem um jeito. É aí que entra em cena o multímetro, figurinha conhecida das bancadas de eletrotécnicos:

Digam olá para o nosso amigo multímetro...
Tá certo, este não é um modelo dos mais precisos e conhecido por uma certa tendência à "descartabilidade" mas, no momento, o Macagnan precisava que funcionasse pelo menos na escala de medida de resistência conforme na foto. Em quase todos os multímetros a escala para medida de resistência é identificada pela letra grega ômega (aquele "O" aberto em baixo com dois "bigodinhos"). Vamos descobrir quem é quem na chave. Começamos pelo lado que tem menos "pernas":

Baixinha ela, não?
Com o multímetro já na escala de resistência, aplicamos uma das pontas de prova em uma das "pernas" da chave e a outra ponta na... outra "perna" da chave.

Testando a continuidade ou existência de contato entre as "pernas"
Vejamos o que o multímetro nos diz:

Indicação de resistência infinita
Ops, esse "I" quer dizer "resistência infinita" ou seja, não passa nada pela chave. Calma, isso não quer dizer que ela esteja estragada. Vamos confirmar se ela está estragada ou não com o próximo teste (dica: faça em duas pessoas, enquanto uma faz a medida a outra segura a chave e faz a manobra necessária):

Teste de continuidade, agora com o botão da chave pressionado
Pressionamos o botão da chave para baixo, neste caso até ouvir-se um "clic", e aplicamos as pontas de prova nos mesmos terminais. Vejamos o que o multímetro nos diz agora:

Indicação de um valor de resistência
1.9? O que é isso? De onde surgiu isso? Calma, o Macagnan explica: vamos olhar na foto onde apresentamos o multímetro. Vimos que ele estava na escala de resistência. A medida de resistência é feita em "Ohms" (lê-se "ôms"), representada pela letra ômega. Aquele 20 indica que, nesta posição, o multímetro pode fazer leituras, com precisão, de até 20 ohms. Bom, temos a indicação de 1.9 no "display", o que quer dizer que temos uma leitura de 1 ohm e 9 décimos. Em um universo ideal, teríamos uma medida de zero ohms, indicando que este lado da chave está funcionando corretamente. Mas neste mundo real, há vários fatores no caminho que alteram essa condição de resistência zero e abordá-los fugiria do foco do assunto. O que importa neste momento é que descobrimos que estas duas "pernas" são dois contatos da chave. Vamos testar o lado das três "pernas"?

Repetindo o teste do outro lado da chave
Testando as duas "pernas" ao lado da "perna" central, obtemos indicação de resistência infinita. Repetimos o teste do botão pressionado e obtemos novamente o mesmo resultado de 1.9 ohms. Jóia! São dois contatos da chave. E se testarmos a "perna" central com uma e depois com outra "perna" lateral? Vejamos:

1, 2, 3, testando...
Hum, deu medida de resistência infinita em qualquer das duas "pernas" externas combinada com a "perna" central. Testando as mesmas combinações com a chave pressionada, também se obteve resistência infinita. Definitivamente, a "perna" central não tem qualquer ligação com as outras "pernas". Onde será que vai esta "perna" central? Analisando visualmente, ela faz parte da capa metálica da chave. Então teoricamente, se colocarmos uma ponta de prova na "perna" central e uma na capa metálica, devemos ter indicação de algum valor de resistência. Vejamos:

Vamos para mais um teste...
Ops, o multímetro deu um valor diferente agora: 2,9 ohms. Por quê?

Valor maior de resistência
Simples. Há mais metal na capa metálica da chave do que entre os contatos, e quanto maior um condutor, maior a sua resistência, sem falar que existem tipos diferentes de materiais condutores (que apresentam maior ou menor resistência à passagem de corrente elétrica).

E se testarmos um contato de cada lado da chave, o que acontecerá? Vamos nos basear nesta foto:

Ela, de novo...
Se colocarmos as pontas de prova na primeira "perna" da esquerda e da direita, teremos a indicação de um valor de resistência, o mesmo acontecendo se colocarmos as pontas de prova nas segundas "pernas". A medida permanece a mesma se pressionarmos o botão da chave. Isso quer dizer que as "pernas" paralelas são, na verdade, o mesmo contato da chave com dois pontos para soldagem. E se testarmos as "pernas" cruzadas (uma de cima com uma de baixo)?
Aí teremos os mesmos resultados dos testes com os contatos do mesmo lado. Muito bem, a chave foi estada exaustivamente e já sabemos como ela funciona. Agora só resta soldá-la e fixá-la à placa.

- Vamos começar  a cirurgia, doutor?
 Retiramos o contato metálico de cima das trilhas da placa. Neste caso, o contato já tinha sido recolocado com fita adesiva no seu lugar, então foi fácil removê-lo. Para os outros contatos que estão presos pelo adesivo original da placa, o Macagnan usou um estilete e recortou o adesivo com cuidado para não cortar nenhuma trilha ao redor do contato até expor toda a trilha (aquela parte redonda com um ponto no meio). A próxima etapa vai requerer muita paciência, mão firme, precisão e delicadeza. Será a preparação para fixação e soldagem das chaves nas placas.

Pontos para soldagem do lado de duas "pernas"
O posicionamento correto da chave será fundamental para que o controle funcione de forma precisa, caso sejam fixadas deslocadas de sua posição o controle pode exigir muito esforço para funcionar, acelerando sua quebra ou nem funcionar se a chave estiver fora de posição. Para isso, antes de soldar a chave vamos colá-la, alinhando o botão com a parte interna dos contatos (aquela "bolinha" dentro do "C" na placa). Mas isso veremos daqui a pouco. Vejamos onde as chaves serão soldadas na placa. Na figura acima, vemos o lado de duas "pernas". Uma delas vai soldada na parte externa da trilha (no "C") e a outra na trilha que termina na parte interna (na "bolinha"). Já no lado de três "pernas" teremos algumas diferenças:

Pontos para soldagem do lado de três "pernas"
Aqui teremos que tomar alguns cuidados. O primeiro é levantar a "perna" do meio para que esta não encoste na trilha. É mais fácil fazer isso com um alicate de bico fino, lembrando sempre de não exagerar na pressão para não danificar a chave. A "perna" que vai ser soldada é a mesma que fica na parte externa da trilha do outro lado da chave (em caso de dúvidas, releia a parte desta postagem onde se faz a identificação das "pernas" da chave). A outra "perna" deve ser levantada, cuidando para não encostar na capa metálica da chave e nem na trilha. Se soldarmos esta "perna", iremos fechar contato permanente entre as duas trilhas (seria como se a chave estivesse sempre pressionada). Faremos este procedimento com todas as chaves, deixando-as prontas para serem coladas e soldadas. Coladas? Não basta a solda? Não, porque o controle frequentemente é submetido a esforços "muito empolgados" (quem já jogou um cartucho chamado "Decathlon" sabe bem o que é ter a placa ou a torre quebrada) e a solda não oferece resistência mecânica suficiente para estes esforços. A única cola que o Macagnan ficou sabendo que era resistente o suficiente era do tipo epóxi dois componentes (Poxi Bond, Araldite...).

Prontas para a soldagem.
 Aqui foi a parte mais delicada e precisa do serviço porque:
  1. As chaves devem ser coladas exatamente no centro da trilha (na "bolinha").
  2. A quantidade de cola não deve ser excessiva para deixar a chave alta demais ou colar as "pernas" antes da soldagem.
  3. Os pontos onde as chaves serão soldadas às trilhas devem ser raspados para retirar qualquer resquício de solda ou sujeira, expondo o metal para melhor aderência da solda.
  4. É recomendado o uso de uma pinça para posicionar e pressionar no lugar certo a chave.
  5. É importante prestar extrema atenção ao posicionamento das "pernas" das chaves para não ligá-las de maneira errada.
  6. O soldador usado para essa tarefa ESTÁ QUENTE e são OS SEUS DEDOS que o manuseiam!
Após a colagem, as placas ficaram com as chaves firmes e prontas para a soldagem. Mas, para garantir que, mesmo com um esforço maior que o esperado, as chaves não se soltem da placa, convém colocar uma quantidade de cola nas laterais das chaves, de onde não saiam as "pernas". Leia com atenção as instruções da embalagem da cola usada quanto ao tempo de secagem total, cuidados com as superfícies e demais detalhes para que a colagem ocorra com sucesso. Veja como ficaram as chaves depois de coladas:

Já devidamente coladas por baixo e pelos lados
Depois de coladas, uma revisão para se certificar que não há cola ou sujeira nos locais onde vamos soldar as chaves na placa e, com o soldador aquecido aplicamos a solda, cobrindo a "perna" e a área que raspamos anteriormente, formando assim um contato elétrico entre a trilha e a "perna" da chave. Aqui temos que tomar cuidado para que um pingo de solda ou uma solda escorrida não coloque em contato uma "perna" com outra ou algum outro curto-circuito indesejável. O resultado final deve ser semelhante a esse:



Acabou? Quase... Vamos nos certificar de que tudo está certo. Como? Contando com a ajuda de nosso amigo multímetro na escala de leitura de resistência. Como fazer? Assim...

Confira se na sua placa, no lado contrário de onde fica o contato do botão, tem seis "dentes" na borda da placa.


Observe que há uma trilha que percorre todos os cinco contatos, no caso da placa acima, a quarta de baixo para cima. Esta trilha geralmente recebe o fio preto, comum a todos os contatos. Pois bem, mantendo-se uma ponta do multímetro fixa nesta trilha e colocando-se a outra ponta em cada uma das outras trilhas, deveremos ter a indicação de resistência infinita:

Indicação de resistência infinita
Caso alguma das trilhas apresente indicação de algum valor de resistência diferente de infinita, acompanhe atentamente o caminho que a trilha faz para detectar algum curto-circuito indevido, alguma chave soldada incorretamente, algum pingo de solda solto sobre a placa. Caso esteja tudo em ordem, soldas corretas e chaves posicionadas corretamente, tente pressionar e soltar a chave soldada na trilha que apresentou problema. Caso a leitura do multímetro não se altere para infinito, é recomendável substituir-se a chave. Caso contrário, atue a chave algumas vezes, variando a pressão sobre ela para verificar se a chave não está com um defeito intermitente. O funcionamento normal é quando todas as chaves apresentam resistência infinita sem receber pressão e apresentam indicação de baixa resistência ao serem pressionadas.

Ufa! É isso! Bem detalhado para não ter erro. Mas dessa vez ainda tem mais um pouco. O Macagnan estava pesquisando sobre as medidas da placa do controle para, se necessário, construir uma em casa. Não achou... Mas como todo brasileiro não desiste, cercou-se dos mais avançados instrumentos de medição (papel, caneta, régua e o óculos...) e foi medindo e desenhando, escrevendo e conferindo. No final, chegou a estas três figuras seguintes:

Medidas externas da placa do controle do Atari 2600
Vale ressaltar que em alguns modelos de placa, aquele recorte retangular de 2,5 cm não existe, a placa é inteiriça. Aqueles seis "dentinhos" são áreas para solda dos fios do cabo do controle. O primeiro de baixo para cima tem 6 (seis) milímetros de largura enquanto que os outros tem 5  (cinco) milímetros e o espaçamento entre eles é de 1 (um) milímetro.

Medidas das furações da placa
Estas são as medidas do centro dos furos existentes na placa. Todas elas foram feitas a partir das bordas da placa. Os furos menores tem diâmetro de 4 (quatro) milímetros e o furo maior, ao centro, tem o diâmetro de 13 (treze) milímetros.

Medidas do centro dos contatos
Estas são as medidas do centro dos contatos centrais tanto do botão quanto do joystick, também feitas a partir das bordas das placas. Pode haver uma pequena margem de erro nas medidas visto os instrumentos utilizados mas, para quem precisar fabricar uma destas em casa, ficam as medidas!

Bom, pessoal, por hoje é só! Até a próxima!
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