Apple Disk II (repair)

Apple Disk IIがあるとき、ほとんど同時に動作不能になってしまった。それも３台。症状はどれも同じで、seekでtrack0までは動いているのだが、そこからデータを読み込まない。

Disk II Controller cardの故障かもしれないと、74LSシリーズのロジックICの交換をしてみた。このcardが複数あったので、複数のカードの全てのロジックICの交換をしてみたり、PROMの交換をしてみたが治らなかった。多分、Disk II Controller cardは正常だったのだろう。
次に、Apple Disk II 本体のデジタル基板（アナログカード／ドライブ内蔵基板）の故障の可能性を考えた。
Apple Disk II 本体のデジタル基板（ドライブ内蔵基板）のロジックICを何種類か(CA3146,74LS125)3台全部新品に取り換えてみたのだが無駄だった。ネットを探すとdriveの回転数がずれていて、それを補正すればいい、というのだ。LockSmith6.0を使えばいいとあるのだが、肝心のドライブが全滅では手が出ない。当然の事だがドライブヘッドの掃除はisopropyl alcoholを使って実行済だった。
しばらく放置していたのが、ある日思い立ってドライブヘッドをしつこく洗うという事をしてみた。それまでは、Disk IIのヘッドの掃除といえば全部の覆いを除去せずに、端の方から綿棒を差し込んでチョロチョロとこするだけだったのだが、よくよく調べてみると、ドライブヘッドの上の鉄板って簡単に取れるのね。

そしてアルコールでしっかり掃除しましたとさ。結果、２台は復活。
よくよく思い出してみれば、古いゲームディスクをDisk IIで動作させてから動作不能になったのだった。
でも、残った1台はどうやっても動いてくれなかった。なので、回転数の調節をしてみる事にした。
LockSmith6.0を立ち上げて、動作不良のDisk IIにフロッピーを入れて回転数の調査をしようとしたのですが、ライトプロテクトがかかっているので回転数の調査ができないとの結果。あれ？そんな事ないはずなのだが。そうするとApple Disk II のデジタル基板（ドライブ内蔵基板）の方の故障かもしれんと、3個ある電解コンデンサを交換してみた。結果、最後の1台が復活しました。

取り外した電解コンデンサーです。代替のコンデンサーにAxial Capacitorが入手できなかったので、普通のRadial capacitorにしています。

それにしても、Disk IIの回転数を調節するはずの半固定抵抗の位置がどこだか分からなかった。まあ、最近の事だからAIに聞けばよかったのだろうが、そういう事をする必要は無くなった。

さて、故障の原因となった古いフロッピーディスクを探さないといけない。というので、探してみました。結果、判ってきたのはフロッピーディスク表面にある1-2mmの多発性の斑点が問題ではないのか、という点です。光にフロッピーディスク表面をかざしてみると判別がより簡単になります。

なんとかこの斑点を写真に撮ってみようとしたのですが、やはり難しいですね。こういう斑点のあるフロッピーディスク表面をアルコールを綿棒でちょっとこすってみると

わずかにこすっただけでも、このようになる場合もありますし、もう少し時間をかけていると、なる場合もあります。そして綿棒にはフロッピーディスク表面の磁性体粉が付着していました。こういった磁性体粉がApple Disk IIのdrive headに付着してread issueを発生させていたのでしょう。いずれにしても、こういうフロッピーディスクはdriveに入れては駄目だという事ですね。

Apple IIe motherboard fix

Apple II computerの修理というと、大抵は電源の修理になるらしい。
ただここではマザーボードに問題のある製品を入手したので、後の利便のために記録しておく。
1台めのApple IIe(non-enhanced)の症状は電源スイッチを入れてもマザーボード上のLEDが点灯しない。
もちろんモニター画面には何も表示されない。
電源ラインの抵抗値をチェックしてみると+5V,+12V,-5Vに問題はなかったが、-12Vラインがアースラインと導通があるという結果だった。そこで、-12Vラインから各種の部品を切り離してみた。しかし問題は解消しなかった。

この写真は電源入力付近であるが、電解コンデンサーC9,C12,C15,C17が並んでいる。このうちどのコンデンサーか忘れたが-12Vラインと関係ある物がある。つまり-12Vを創り出していたコンデンサーの容量抜けで、電源(PSU)が電流を流さなくなったものと想像された。
そこで、この４個のコンデンサーを新品に交換してみた。4個のコンデンサー規格はいずれも10uFですが小さな方(C9,C17)の耐圧は6.3V,大きな方(C12,C15)の耐圧は15V。

結果はマザーボード上のLEDが点灯するようになりました。ただモニター画面には何も表示されない。
そうなるとビデオ出力に近い箇所のコンデンサーも容量抜けかもしれない。

この写真はビデオ出力部分です。ここのコンデンサー(C8,10uF,6.3V)を新品に交換しました。結果、モニター画面にApple IIという表示が現れました。

2台めのApple IIe(non-enhanced)の症状はマザーボード上のLEDは点灯するのですが、モニター画面には何も表示されない。
前回の経験からコンデンサーC8を交換してみました。ついでに電解コンデンサーをすべて交換しました。で、問題は解決しました。Apple IIeのマザーボード上の電解コンデンサーはすべて10uFですが、耐圧がC12,C15だけ15Vで、他の物は6.3Vになっています。
【参考】
1)https://mirrors.apple2.org.za/ftp.apple.asimov.net/documentation/hardware/machines/Apple%20IIe%20Repair%20Guide%20-%20Double%20Density.pdf
2)https://wiki.reactivemicro.com/Apple_IIe_Motherboard

Apple2-IO-RPi

Apple2-IO-RPiは Raspberry pi Zero 2 Wを使ってApple II の周辺機器機能を拡張するカードです。
主な機能はWifiを使ってネットワーク接続できる事。
次にSD_Card上にApple II用のイメージファイルを置けること。

Raspberry pi Zero 2 W を使ってインストール

まず、Raspberry Pi Imagerを使ってRaspberry Pi OS(Bookworm 64-bit) Lite
をSD cardに書き込みます。
そのSD cardをRaspberry piに装着し、windowsマシンとUSB経由で接続します。 そしてWindowsマシンからsshでRaspberry piに接続します。 接続後

wget --no-cache -O - https://raw.githubusercontent.com/tjboldt/Apple2-IO-RPi/main/RaspberryPi/setup.sh | bash

でインストールできるとあるのですが、簡単にはできません。
ほとんど諦めかけました。

まずRapberry pi OS ですが、最新のOSでは駄目でした。 ちょっと古いBookwormを使ってうまくできたはずなのですが、 最後の部分で Unit file raspi-config.service does not exist というメッセージで止まってしまいます。 まあ、これは無視してもいいようですね。 問題はsetup.shというスクリプトの最後の方

sudo systemctl disable avahi-daemon.service
sudo systemctl disable triggerhappy.service
sudo systemctl disable raspi-config.service ← ここでエラー
sudo systemctl daemon-reload

なのでdaemon-reloadやってないだけなのです。

まず
sudo systemctl status apple2driver
としてドライバーが動作しているか確認します。

active(running)

という表示がされれば動作はOKです。

そして最後の行にあった
daemon-reloadを動作させます。
sudo systemctl daemon-reload

その後
sudo reboot
で再起動。

なのですが、Apple IIのモニター画面には"."が表示され続けるだけで 一向に前に進んでくれません。

いえ、これでうまく動作できる場合もあるようですので、その場合はここまでお終いです。

さて、ここから始めのwgetの行まで戻ります。

wget --no-cache https://raw.githubusercontent.com/tjboldt/Apple2-IO-RPi/main/RaspberryPi/setup.sh

でsetup.shというスクリプトをダウンロードします。
ここで
git config --global pack.threads "1"
というオマジナイを入力します。
setup.shはそのままでは実行できないので

chmod 777 setup.sh
sudo ./setup.sh

でスクリプトの実行が始まります。 これで以後は前回の通りです。

エラーが出て気持ちが悪いという人は
nano setup.sh
としてスクリプトの最後の方にあるraspi-configの行を削除して
sudo ./setup.sh
とすればエラーが出なくなるはずです。

Raspberry Pi Zero 2 Wはメモリが512MBしかないので、gitがマルチスレッドでpackを処理しようとするとメモリ不足になり、クローンが壊れた状態で完了してしまう。結果としてビルドされたバイナリも不完全で、Apple II側ではドットが延々と出るだけ（通信が確立できない状態）になっていたのかもしれません。

git config --global pack.threads "1"
これでgitのpack処理をシングルスレッドに制限し、メモリ消費を抑えることができます。

Apple2-IO-RPiカードは2台製作していまして、 1台目はうまく動作したのですが、2台目が動きません。

この画像をぼんやりと眺めていたら、遅まきながら気が付きました。 とんでもない勘違いをしていた事に。

画像左の５段に並んだ最下段は74LS245 Data Bus Buffer
一方、画像最上段は74LVC245 Input Level Shifter
つまりどちらも245なので、これを一緒の物だと勘違いしていた訳。

最初に提示した画像の左最下段にあるTTLで、これが74LVC245だとわかるかもしれません。
そういう次第で、何度やってもApple II側でApple2-IO-RPiカードの起動ができなかったのです。 途中でモニターに落ちていました。

最初の画像でEEPROM AT28C64Bのソケットのチップが入っていませんでしたけど。 これには訳がありまして、Apple2-IO-RPiカードの起動ができない間、何度もApple IIスロットにカードを 抜き差ししていて、疲れていたんでしょうね。逆刺ししてしまいました。そしてAT28C64Bは昇天してしまいました。

気を取り直してApple2-IO-RPiカードに向かいます。使うRaspberry Piには何種類かあります。
1)"Raspberry Pi Zero 2 W"を使うクラシックハードウェアと呼んでいる物。
2)"Raspberry Pi Pico"を使う物。
ここでは1)の方しか試していないので、2)は省きます。
1)の場合は"AT28C68B"というEEPROMにコントロールブログラムを書き込む必要があります。その際にはEPROM Writer(XGecu Pro T48)を使用しました。ただ、解説をよく読むとEPROM Writerが無くてもユーティリティ・プログラムが用意されているという記述があります。ユーティリティはGitHubのリリースにあるApple2-IO-RPi.hdvドライブイメージに含まれています、との事ですが、とんでもなく面倒そうなので、多分私ならどこかで間違えそうです。ですので試していません。
次に、その書き込みをするデータ(AT28C68B.bin)なのですが、どこにあるのか分かりませんでした。最近は眼前にあっても気が付かない事が多くて。数日の後、偶然に見つけることができました。
https://github.com/tjboldt/Apple2-IO-RPi/releases/latest
にありました。その過程でよくよく見たらkiCAD用のデータがあるではないの。(https://github.com/tjboldt/Apple2-IO-RPi/tree/main/Hardware)これを使えば生基板を買わなくても格安基盤製作メーカーに発注できるではないの。残念な事をした。

さて、完成したApple2-IO-RPiをApple IIに取り付けて電源を入れるとモニター画面にドットが連続して表示されます。

Raspberry piが立ち上がってくるまでの時間が経過すると

このような画面になります。
ここで
-shell
と入力すると80カラムモードになりraspberry piのホームディレクトリの表示になります。
ここから先に何をしたらいいのか、しばらくはわかりませんでした。何故なら、すでにFloppyEmuは手持ちにあったので Apple2-IO-RPiのSD cardに何を書き込むのかが解らなかったのです。
しばらく後、Apple II用のMidi cardを入手しました。そのcardをApple IIに取り付けて、はて？これをどうやって動かすのだろうかと悩みました。何しろ付属していると思っていたドライバーが書き込まれたフロッピーディスクが無かったのですから。それはネット上の某所にありました。入手したドライバーファイル(MIDIPLAY.HDV)を解凍してみると、容量が32MBのハードディスクに書き込むためのファイルでした。
始めはFloppyEmuから起動すれば問題ないだろうと思っていました。しかし遅まきながらそれは無理だろうと考えるようになりました。
そこでApple II SCSI CardをApple IIのスロットに取り付けて、それにExternal SCSI Hard Driveに接続した上で、ADTProの出番です。Windows上にあるHDVファイルをADTProを使ってApple IIのExternal SCSI Hard Driveに書き込んでみました。
何しろシリアル転送なので32MBのファイル転送には2時間以上かかったはずです。
そしてApple IIをreboot。あっという間にドライバーファイルの起動完了しました。ただねぇ、500MBのHard Driveのたった32MBしか使わないというのは、大変にもったいない話。それにHDV,2MGといったファイル拡張子を持ったファイルをいちいち2時間以上もかけてADTProで転送するのも大変だ。何とかならないか？

ここまできて、やっとApple2-IO-RPiの存在を思い出しました。

そうなのです。Apple2-IO-RPiはWiFi経由でネット接続ができるのです。ですので、Windows側から例えば"WinSCP"などを 使ってApple2-IO-RPiに接続してやればいいのではないかと。実際にやってみると32MBのファイルなんてあっという間に転送完了してしまいました。

Apple IIe keyborad switch(keyswitch)

Apple IIe keyboradを入手したのだけれど、数字の4のキーが何だか変。
キーを押すと左右に大きく揺れてしまうのだ。
キーを押し込んでもモニター画面に「4」が表示されない。
なので、問題のキーを基板から取り外してみた。

指で押さえる部分をキートップ(KEYCAP)と云うなら、そこから下側をキースイッチ(KEYSWITCH)と云う。 スイッチというくらいなのだからキーボード基板の回路をオン・オフするだけのパーツだ。 そしてこのスイッチを分解してみると底部の細いプラスチックが粉々に砕けて、 一部その破片がスイッチのオン・オフを妨げていた。

上図、左上にバネと壊れたプラスチック・パーツが見える。
思うに、誰かが嘗て「4」のキーを握りこぶしで殴りつけたみたいだ。 接着剤を使って何とか復旧を図ったのだが、粉砕状態があまりにも激しくてあきらめた。

そこで、このKSの中古品が無いかと探し始めたのだが名称がわからない。

右側が、今回取り外したKSで左側がeBayで入手したIIe用のKSを頌っていた物だ。左側のKSの型番は「SMK J-M0404」。

こちらの写真で分かるようにキーボード基板に挿入するピンの間隔が2mm程違う。つまり、まったく使えなかった。確かにApple IIeでも使われていたようだが、これは違った。

さて、問題は取り外したKSだけど、型番は案外簡単にわかった。まあ調査不足だったわけ。
問題のKSの型番は「ALPS　SKCC」シリーズのよう。
https://telcontar.net/KBK/SwitchCollection/series?id=29

SKCC seriesの中でもcream tallがApple IIe用の製品らしい。Parts number: SKCCAF
そういった情報を元にeBayを探してみると、ありました。
このKEYSWITCHはApple IIからApple IIeにかけて使われた製品のよう(VINTAGE APPLE IIではまた別のKEYSWITCHです)。
そしてSMK J-M0404の方はApple IIeからApple IIe platinumにかけて使われたKSのようです。

という事で久しく使われる事なく道具箱の肥やしになっていたSMK J-M0404ですが

このキーボードは"Del" keyswitchの軸が折れてしまい接着剤でkeycapとくっつけていた中古品だったようで、ある時突然にkeycapが剥がれ落ちていました。上に見えているのが今回取り換えたSMK J-M0404です。

キーボードを裏返して、keyswitchの2カ所の半田を半田ごてで除去します。きれいに半田を除去できた事を確認してからキーボードを表に戻してマイナスドライバーなどを使って軸が折れたkeyswitchを引き抜いてゆきます。

交換後です。
交換後に取り付けるべき"DEL" KEYCAPには以前の所有者が使ったと思われる接着剤と折れたKEYSWITCHの軸が固着していたので、これを除去しなければならなかった。アセトンの手持ちはあるのだが、これはプラスティックを溶かすので使えない。次善の策としてプラモデル製作用に購入していたペイント溶剤(シンナー)があったので、それを塗布して接着剤の固着を「ふやかす」ことにした。これは成功した。小さなマイナスドライバーを使って固着部分を除去する事ができた。

Apple IIe Power supply repair

前回、Apple IIe用の電源を修理して1週間。別の Apple IIe に電源を入れてFloppy Driveの動作テストをしていた時だ。いきなり「バチン」と大きな音がして火花が散った。そして嫌な臭いとともに白い煙がIIeから立ちのぼった。あわてて電源をオフにした。においは30分ほど漂っていただろう。

IIe から電源(PSU)を取り外してみた。

高圧側のRIFAコンデンサーが爆発していました。コンデンサー爆発の破片がPSU B OX内に飛散してました。ということでRIFAを取り換えて、ついでに電解コンデンサも交換してみました(Recap)。

Repair Astec Power Supply for Apple IIe

電源が入らなくなった Apple IIe を入手した。手持ちの IIe 用電源を接続してみると IIe は無事に起動した。 電源の故障に関してネットから情報を探してみると、そこそこの情報があった。

Apple IIe PSU : Apple II Astec Power Supply AA11040B

(1) AC 入力側の 0.1uF RIFA を交換する。 --->効果無し。電源出力はいずれの端子も 0V.

(2) 電解コンデンサーを新品の製品に交換する。--->効果あり。

ただし、電圧の出力端子の 12V には 1.5V, 5V には 1V しか出ていない。 それに電源基盤のどこからか知らないけれど「チッチッチッ」と音が断続的に響く。 この件に関しては C7 の交換が効果があったのだと思ってる。 ただ、このままでは電源として使えない。

●電解コンデンサーを新品に取り換えた

よく調べると L5 の頭部が一部焼け焦げていたので、てっきりこれが故障の原因かと思ったが、違った。

(3) D4,D5,D11 の交換。--->効果無し。

(4) D6 の交換。--->効果あり。

出力電圧は +12, +5, -12, -5V ともに正常となる。 それに「チッチッチッ」という音も消えた。 ただ D6 というパーツ探しに時間がかかった。整流器としての規格は D6:3A,50V なのだが、 適当な製品が見つけられなかった。

●古いD6を取り去る前

●新しいD6を放熱板に差し込む

Apple IIe PSU capacitors

電圧	容量	個数
10V	220μ	3個
10V	1000μ	4個
16V	680μ	1個
16V	330μ	2個
250V	47μ	4個

【参考】 (1)回路図とパーツリスト：https://bitsavers.org/pdf/apple/power_supply/Astec_Power_Supplies_Aug82.pdf